硫酸风机AI1050-1.168/0.852基础知识、配件与修理解析

作者：王军（139-7298-9387）

关键词：硫酸风机，AI1050，型号说明，离心鼓风机，风机配件，风机修理，二氧化硫气体

引言

在硫酸生产的核心工艺中，二氧化硫气体的输送是至关重要的一环，而承担此重任的关键设备便是硫酸离心鼓风机。其运行的稳定性、效率及可靠性直接关系到整个生产系统的连续性与经济性。硫酸风机并非通用设备，它需要针对二氧化硫气体的特殊腐蚀性、生产流程特定的压力与流量需求进行专门设计。因此，深入理解风机型号的含义、掌握其核心配件的特性、并熟悉其维修保养要点，对于从事风机技术工作的工程师而言是必不可少的基本功。本文将围绕一款典型的硫酸离心鼓风机型号——AI1050-1.168/0.852，展开系统性的技术解析，旨在为同行提供一份实用的参考资料。

第一章 硫酸离心鼓风机概述

硫酸离心鼓风机是一种专门用于输送含有二氧化硫（SO2）介质的透平机械。其工作原理基于离心力作用：当风机叶轮被原动机（通常是电动机或汽轮机）驱动高速旋转时，叶轮叶片间的气体在离心力作用下被甩向叶轮外缘，叶轮中心处形成负压，从而不断吸入新的气体；被甩出的气体则进入截面积逐渐扩大的蜗壳或扩压器，将部分动能转化为静压能，最终以高于进口的压力排出。

由于输送介质的特殊性，硫酸风机在设计、材料选择和制造工艺上与输送空气的普通风机有显著区别。首要的挑战是二氧化硫气体在一定条件下（如遇水分）会形成亚硫酸乃至硫酸，具有极强的腐蚀性。因此，风机与气体接触的过流部件，如叶轮、机壳、密封等，必须采用高等级的不锈钢（如316L、904L）或更高级别的耐腐蚀合金材料。其次，硫酸生产流程要求风机能在特定的工况点长期稳定运行，其压力、流量参数必须与制酸系统的转化率、阻力特性精确匹配。任何偏离设计工况的运行都可能导致效率下降、振动加剧甚至设备损坏。

根据结构形式的不同，硫酸离心鼓风机主要分为几种系列，以适应不同的压力和流量需求。例如，C型系列为多级离心风机，通过多个叶轮串联工作来获得较高的压比，适用于中等流量、较高压力的场合；D型系列为高速高压风机，通常采用齿轮箱增速，单级叶轮即可实现高压力输出；S型和AII型系列为单级双支撑结构，转子两端均有轴承支撑，稳定性好；而本文重点讨论的AI型系列，则是单级悬臂式结构，具有结构紧凑、维护相对简便的特点。

第二章 风机型号AI1050-1.168/0.852详解

参照提供的型号解释规则，我们可以对“AI1050-1.168/0.852”这一型号进行逐项解码，从而全面了解该风机的基本设计参数和性能定位。

1. 机型系列：“AI”
“AI”代表这是“单级悬臂硫酸风机”。所谓“单级”，是指风机只有一个叶轮进行能量转换。“悬臂”则是指叶轮像伸出的手臂一样，仅由单侧的轴承箱进行支撑，叶轮悬空安装在轴的一端。这种结构省去了风机另一侧的轴承支撑，使得整机结构非常紧凑，轴向尺寸小，重量相对较轻，便于安装和维护。但同时，由于是悬臂结构，转子的动力学特性（临界转速、稳定性）需要精心设计，对转子的动平衡精度要求也极高，以防止运行时振动超标。AI系列风机通常适用于中等流量和压比的工况。

2. 流量参数：“1050”
“1050”明确指出了该风机在设计工况下的容积流量为每分钟1050立方米。这是一个至关重要的性能参数，它定义了风机的输送能力。在硫酸系统中，这个流量值需要与沸腾炉产生的二氧化硫气体量相匹配，并考虑系统可能的泄漏和波动。流量单位是立方米每分钟，这是硫酸风机领域常用的流量单位。技术人员在选择或校核风机时，必须确保其额定流量能够满足生产工艺的最大需求，并留有一定的余量。

3. 压力参数：“-1.168/0.852”
压力参数部分提供了风机进出口的压力信息，是定义风机做功能力的核心。

“-1.168”：这部分表示风机出口法兰处的绝对压力为1.168个大气压。通常，一个标准大气压约为101.325 kPa，因此1.168个大气压约等于118.3 kPa（绝对压力）。 “/0.852”：斜杠后的“0.852”表示风机进口法兰处的绝对压力为0.852个大气压，约等于86.3 kPa（绝对压力）。

这里需要特别注意，型号中标注的是绝对压力。风机实际产生的压力升高值，即我们常说的“升压”或“压差”，需要通过计算得出：
风机升压（压差） = 出口绝对压力 - 进口绝对压力
代入数值：1.168 atm - 0.852 atm = 0.316 atm。
将单位转换为常用的千帕（kPa）：0.316 atm * 101.325 kPa/atm ≈ 32.0 kPa。

这个32.0 kPa的压差，就是风机需要为克服整个硫酸系统（包括干燥塔、转化器、吸收塔、管道、阀门等）阻力所提供的有效压力。进口压力0.852 atm（绝压）通常意味着风机进口处于一定的负压状态（相对于当地大气压），这往往是因为上游设备（如干燥塔）存在阻力。如果型号中没有“/”及后续数字，则默认进口压力为1个大气压。

综合来看，AI1050-1.168/0.852型号描述了一台单级悬臂式硫酸离心鼓风机，其设计能力为每分钟输送1050立方米的二氧化硫气体，能够将气体从进口的0.852个大气压（绝压）压缩至出口的1.168个大气压（绝压），产生的压差约为0.316个大气压（32.0 kPa）。

第三章 风机主要配件解析

一台硫酸离心鼓风机是由众多精密配件组成的复杂系统。了解这些配件的功能、材料和常见问题，是进行日常维护和故障诊断的基础。以下针对AI系列风机的关键配件进行说明。

1. 转子组件
转子是风机的“心脏”，其核心部件是叶轮和主轴。

叶轮： 作为直接对气体做功的部件，叶轮的设计（如叶片型线、出口角）决定了风机的性能曲线。对于硫酸风机，叶轮材质必须耐SO2腐蚀，通常采用超低碳奥氏体不锈钢（如316L）或双相不锈钢铸造或焊接而成。叶轮出厂前必须经过严格的动平衡校正，以确保运行平稳。常见的叶轮问题包括腐蚀磨损、结垢、疲劳裂纹以及因动平衡失效导致的振动。 主轴： 主轴负责传递扭矩并支撑叶轮旋转。它需要具备足够的强度和刚度，其材质常选用高强度合金钢（如42CrMo），与气体接触的轴颈部分通常会采用喷涂耐腐蚀涂层或套装防腐轴套的措施进行保护。主轴的直线度、轴颈的尺寸精度和表面光洁度要求极高。

2. 机壳与密封

机壳： 机壳也称为蜗壳，其主要作用是收集从叶轮出来的气体，并将气体的动能有效地转化为压力能。AI系列风机通常为水平剖分式结构，便于检修。机壳材质同样需耐腐蚀，常用铸铁衬不锈钢板或整体不锈钢铸造。机壳的涡室型线对风机效率有显著影响。 密封： 密封是防止有毒SO2气体泄漏和外界空气吸入的关键。主要包括：
轴端密封： 在主轴穿过机壳的两端，采用迷宫密封、浮环密封或干气密封等形式。迷宫密封最为常见，依靠一系列节流齿隙与轴形成微小间隙来实现密封，非接触式，可靠性高。密封齿材质通常为铝青铜或不锈钢。 级间密封： 对于某些结构，可能存在级间密封，防止气体在内部窜流。

3. 轴承与润滑系统

轴承： 轴承支撑转子并保证其精确旋转。硫酸风机普遍采用滑动轴承（径向轴承）和推力轴承的组合。滑动轴承依靠油膜形成液体润滑，具有承载能力强、阻尼效果好、适于高速的优点。推力轴承则用于承受转子剩余的轴向力。轴承巴氏合金层的质量、油楔形状至关重要。 润滑系统： 为轴承提供连续、清洁、温度适宜的润滑油是风机稳定运行的命脉。润滑系统包括主油泵（通常由主轴驱动）、辅助油泵（电机驱动，开机前和停机后使用）、油箱、冷却器、过滤器、安全阀及复杂的仪表管路。油压、油温的监控是运行巡检的重点。

4. 其他辅助系统

冷却系统： 用于冷却轴承润滑油和有时需要冷却的机壳，通常采用水冷，通过板式或管式换热器进行热交换。 监测仪表系统： 包括振动传感器、轴位移传感器、键相器、温度传感器（轴承温度、油温）和压力传感器等。这些仪表连续监测风机的运行状态，是实现预警和连锁停机保护的基础。

第四章 风机常见故障与修理解析

硫酸风机在长期运行后，不可避免地会出现各种问题。及时、正确地处理这些故障，是恢复设备性能、保障生产安全的关键。

1. 振动异常
振动是风机最常见的故障现象，其原因复杂多样。

转子不平衡： 这是导致振动的主要原因。可能由叶轮腐蚀不均匀、表面结垢、部件松动或修复后动平衡未达标引起。处理方法是停机，清理叶轮污垢，检查部件紧固情况，并重新进行现场动平衡或返回制造厂进行高速动平衡校正。 对中不良： 风机转子与电机转子连接后，中心线存在偏差。这会导致联轴器磨损和轴承损坏。需使用百分表或激光对中仪重新进行精确对中。 轴承损坏： 轴承磨损、巴氏合金脱落、刮伤等都会引起振动加剧。需检查轴承间隙，更换损坏的轴承，并彻底清理润滑油路。 基础松动或共振： 检查地脚螺栓是否紧固，基础平台是否有裂纹。必要时进行加固或调整运行转速以避开临界转速区。

2. 轴承温度过高

润滑不良： 油质恶化（进水、杂质）、油压不足、油路堵塞、冷却器效率下降等都会导致润滑和冷却效果变差。应定期化验油质，清洗滤网和冷却器，确保油路畅通。 轴承本身问题： 轴承间隙过小、接触不良或已存在早期损伤。需检查并调整轴承间隙，或更换新轴承。 安装问题： 轴承安装不当，预紧力不合适。

3.性能下降（风量、压力不足）

叶轮腐蚀或磨损： 长期运行后，叶轮叶片变薄，型线改变，效率下降。严重时需更换叶轮。 密封间隙过大： 迷宫密封等部件磨损，导致内泄漏增加，有效做功气体减少。需测量并调整密封间隙至设计值，或更换密封件。 系统阻力变化： 检查工艺系统是否存在堵塞，如催化剂床层阻力增大、管道积灰等，这并非风机本身问题，但反映在风机性能上。 转速波动： 检查原动机（电机）的电源频率或调速系统是否稳定。

4. 气体泄漏

轴端密封失效： 迷宫密封齿磨损严重，间隙超差；或浮环密封、干气密封的系统故障。需停机检修，更换密封组件。紧固机壳中分面螺栓，检查中分面密封胶是否老化失效。

修理流程的一般性原则：

准备工作： 彻底切断电源、气源、水源，执行安全锁定程序。准备好维修方案、图纸、专用工具和备件。 解体检查： 按顺序拆卸联轴器护罩、联轴器、轴承盖、轴承、密封件、机壳上盖等。对每个部件进行清洗、仔细检查测量，记录原始数据（如间隙、尺寸），并与标准值对比。 故障判定与修复： 根据检查结果，确定故障原因和需要修复或更换的部件。对于可修复的部件（如叶轮补焊、转子矫直），需由有资质的单位进行。更换的备件必须保证材质和尺寸符合原设计要求。 回装与调试： 按相反顺序和规定的技术要求（如螺栓紧固力矩、间隙值）进行回装。特别注意转子的吊装安全。回装完成后，手动盘车应灵活无卡涩。然后进行油循环，确认润滑系统正常。最后进行单机试车，逐步升速，密切监控振动、温度等参数，直至达到额定工况并稳定运行。

结论

硫酸离心鼓风机AI1050-1.168/0.852作为硫酸生产线的关键动设备，其稳定运行是保障系统高效、安全的前提。通过对其型号的深入解读，我们可以快速掌握其基本性能参数（流量1050立方米每分钟，升压约32kPa）和结构特点（单级悬臂）。而熟悉其核心配件（转子、机壳、轴承、密封等）的功能与材质要求，以及掌握常见故障（如振动、温升、性能下降）的诊断与修理方法，则是每一位风机技术人员必须具备的专业能力。唯有将理论知识与实践经验紧密结合，严格执行操作规程和维护保养制度，才能最大限度地发挥设备效能，延长其使用寿命，为硫酸生产的稳定顺行奠定坚实的基础。

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