硫酸风机 AI620-1.36 基础知识、配件解析与修理探讨

作者：王军（139-7298-9387）

关键词：硫酸风机、AI620-1.36、二氧化硫气体、离心鼓风机、风机配件、风机维修

引言

在硫酸生产的核心工艺环节中，二氧化硫气体的输送是至关重要的一环。作为这一流程的“心脏”，硫酸离心鼓风机的性能直接关系到整个生产系统的稳定、效率与能耗。硫酸生产工况特殊，介质具有强腐蚀性、高温且可能含有酸雾及颗粒物，这对风机的设计、材料选择、制造精度及维护保养提出了极其苛刻的要求。因此，深入理解硫酸风机的基础知识，掌握其型号含义、关键配件特性以及科学的维修方法，对于从事风机技术工作的工程师而言是不可或缺的技能。本文将围绕一款典型的硫酸风机型号——AI620-1.36，系统性地展开论述，旨在为同行提供一份实用的技术参考。

第一章 硫酸离心鼓风机基础概述

硫酸离心鼓风机并非普通意义上的气体输送设备，它是专门为硫酸生产系统中二氧化硫（SO₂）介质的工艺要求而设计的特种风机。其工作原理基于离心力：当叶轮被原动机（通常是电动机）驱动高速旋转时，叶片间的气体在离心力作用下被甩向叶轮外缘，叶轮中心形成负压，从而不断吸入气体；被甩出的气体进入截面逐渐扩大的蜗壳，流速降低，部分动能转化为静压能，最终以高于进口的压力排出。

与输送空气的通用风机相比，硫酸风机在设计上具有以下几个显著特点：

抗腐蚀性要求极高：二氧化硫气体在遇水或湿度较高时会生成亚硫酸，具有强烈的腐蚀性。因此，风机所有与介质接触的部件（通流部件），如机壳、叶轮、主轴、密封等，必须采用高等级的不锈钢（如316L、904L、2205双相不锈钢）或更高级别的特种合金材料（如哈氏合金），以抵御长期腐蚀。 气密性要求严格：二氧化硫是有毒气体，一旦泄漏会对环境和人员安全造成严重危害。因此，风机的***轴封***系统是设计的重中之重，通常采用干气密封、迷宫密封与氮气阻封相结合的复合密封形式，确保零泄漏或微泄漏。 结构适应性强：硫酸生产系统可能存在压力、流量波动，且入口气体可能携带微量酸沫。风机结构需能承受一定的压力冲击，并设计有排液口，防止积液对转子造成腐蚀和不平衡。 高效性与稳定性：硫酸生产是连续过程，风机需长期稳定运行。高效的气动设计和精密的动平衡校验是保证低能耗、高可靠性的基础。

根据结构形式和工作特点，硫酸离心鼓风机主要分为以下几大系列，这在文章开头提供的参考中已有明确说明：

“C”型系列：多级离心硫酸风机，通过多个叶轮串联实现较高的压比，适用于中高压力的工况。 “D”型系列：高速高压硫酸风机，通常采用齿轮箱增速，单级或两级叶轮即可实现很高压力，结构紧凑。 “AI”型系列：单级悬臂式硫酸风机，叶轮悬臂安装于主轴一端，结构相对简单，检修方便，适用于中等流量和压比的工况。本文重点讨论的AI620-1.36即属此列。 “S”型系列：单级高速双支撑硫酸风机，叶轮置于两轴承之间，转子稳定性好，适用于高转速、高负荷工况。 “AII”型系列：单级双支撑硫酸风机，结构与S型类似，可能在具体设计参数和应用侧重上有所不同。

第二章 风机型号AI620-1.36详解

参照提供的风机型号解释范例“C300-1.14/0.987”，我们可以对“AI620-1.36”这一型号进行清晰的解析。

“AI”：这是机型的系列代号。它明确指出了该风机属于“单级悬臂硫酸风机”。“单级”意味着风机只有一个叶轮，通过这一个叶轮对气体做功达到所需的压力提升。“悬臂”则指风机的叶轮安装在主轴的一端，像悬臂一样伸出，而轴承箱位于叶轮的另一侧。这种结构优点是轴向尺寸短，结构紧凑，拆卸维修时无需移动机壳和进出口管路，只需打开端盖即可将转子组件整体抽出，维护便利性高。它通常适用于流量和压力参数不是极端高的场合。 “620”：这代表了风机在设计工况下的流量参数。根据范例中的“300”表示“流量每分钟300立方米”，可以确定“620”的含义是该风机的进口容积流量为每分钟620立方米。这是一个关键的性能参数，决定了风机的大小和输送能力。需要强调的是，此流量通常是指在标准进口状态（如压力为1个标准大气压，温度为20℃）下的容积流量。 “-1.36”：这部分定义了风机的压力参数。根据范例，“-”后面的数字表示“出风口压力”。因此，“-1.36”表示该风机的出口绝对压力为1.36个标准大气压。参照范例中“/0.987”表示进风口压力，而AI620-1.36型号中没有“/”及后续数字，这意味着该风机的进口压力被默认为1个标准大气压。

综合解读：
型号“AI620-1.36”描述了一台单级悬臂式结构的硫酸离心鼓风机。它在设计工况下，吸入的是压力为1个标准大气压的二氧化硫气体，每分钟能够输送620立方米的该气体，并将其压力提升至1.36个标准大气压后排出。风机的压升（出口压力与进口压力之差）为 1.36 - 1.00 = 0.36 个大气压，约等于36.5kPa。

理解型号含义是选型、操作和维护的基础。例如，在实际运行中，如果系统要求的流量远高于或低于620立方米每分钟，或者需要的出口压力不是1.36个大气压，那么这台风机就可能不在高效区运行，甚至无法满足工艺要求。

第三章 风机主要配件解析

一台完整的AI型硫酸风机由数百个零件组成，但以下几个是核心且关键的部件，其性能和质量直接决定了整机的可靠性。

叶轮（Impeller）
功能：叶轮是风机的“心脏”，是唯一对气体做功的部件。它将原动机的机械能转换为气体的动能和压力能。 特点：对于AI620-1.36，其叶轮为单级、闭式结构（带有前、后盖板），以保证效率和强度。材料必须为高级耐硫酸腐蚀的不锈钢或合金。制造工艺上多采用整体精密铸造或数控铣削加工，以确保流道的光滑和气动性能。叶轮出厂前必须经过严格的动平衡校正，精度等级通常要求达到G2.5或更高，这是保证风机平稳运行、振动小的前提。
主轴（Shaft）
功能：传递扭矩，支撑叶轮旋转。 特点：作为悬臂结构，主轴承受着弯曲和扭转复合应力，因此要求具有高的强度和刚度。与介质接触的部分（轴头）需采用与叶轮材质相当或进行耐腐蚀涂层处理。轴颈（与轴承配合处）的尺寸精度、形位公差和表面粗糙度要求极高。
机壳（Casing）
功能：收集从叶轮出来的气体，并将部分动能转化为静压能，引导气体至出口。它也是支撑转子、轴承箱等部件的基础。 特点：一般为蜗壳形铸铁或不锈钢件。对于硫酸风机，机壳内壁通常会有防腐衬里或整体采用不锈钢制造。机壳设计需保证足够的强度和刚度以承受内压，并设有检视孔、排液孔等。
轴承箱（Bearing Housing）与轴承（Bearing）
功能：支撑转子，保证其高速平稳旋转。 特点：AI系列通常采用滚动轴承（深沟球轴承、角接触球轴承组合）。轴承箱设计需考虑润滑（脂润滑或稀油润滑）、散热和密封。轴承的选型必须能承受悬臂结构产生的较大径向力和一定的轴向力。轴承的寿命和可靠性是决定风机大修周期的重要因素。
***轴封***系统（Shaft Seal System）
功能：防止风机内有毒的二氧化硫气体沿主轴向外泄漏，是硫酸风机安全运行的“生命线”。 特点：单纯依靠一种密封难以满足要求。AI620-1.36这类风机通常采用“迷宫密封+氮气阻封”或更先进的“干气密封”方案。
迷宫密封：非接触式密封，由一系列环形齿片组成，形成曲折的节流通道，极大降低泄漏量。 氮气阻封：在迷宫密封的基础上，向密封腔通入压力略高于机内气体压力的纯净氮气。氮气一部分流向机内阻止SO₂外泄，另一部分流向大气侧，确保任何情况下有毒气体都不会泄漏到环境中。 干气密封：一种先进的气体润滑非接触式机械密封，泄漏量极低，可靠性高，但成本也较高。
联轴器（Coupling）
功能：连接风机主轴和电机轴，传递动力，并补偿两轴之间的少量不对中。 特点：常用膜片式联轴器，具有无润滑、补偿能力强、传动效率高、维护简单的优点。

第四章 风机常见故障与修理解析

风机在长期运行后，不可避免地会出现各种问题。科学的维修是恢复其性能、延长使用寿命的关键。

修理基本原则：

安全第一：维修前必须确保风机与系统完全隔离（关闭进出口阀门、断电、挂警示牌），并对机内进行彻底的氮气置换和通风，检测确认SO₂浓度在安全范围内方可作业。 清洁度控制：维修现场需保持清洁，特别是轴承、密封等精密部件装配时，严防杂质进入。 数据测量与记录：拆卸前、中、后，对关键尺寸（如轴承游隙、叶轮窜动量、口环间隙等）进行测量并记录，作为装配和故障分析的依据。

常见故障分析与修理方法：

振动超标
原因分析：这是最常见的故障。可能原因包括：叶轮结垢或腐蚀导致动平衡破坏；叶轮磨损；轴承磨损或损坏；联轴器对中不良；地脚螺栓松动；转子部件（如叶轮、轴套）松动。 修理方法：
检查对中：重新精确校正风机与电机轴的对中，要求径向和轴向偏差均在允许值内。 检查转子：将转子组件（叶轮+主轴）从机壳中抽出，清理叶轮上的结垢物。若叶轮有腐蚀或磨损，需评估是否需修复或更换。之后必须在动平衡机上重新进行动平衡校正，直至达到标准要求。 检查轴承：检查轴承游隙、转动是否有异响、滚道是否有麻点，如有问题立即更换。 紧固检查：检查并紧固所有连接螺栓。
轴承温度过高
原因分析：润滑油（脂）量不足或变质；润滑油牌号不正确；轴承安装不当（如过盈量过大）；冷却系统故障（如油冷器堵塞）；轴承本身缺陷。 修理方法：
润滑系统：检查油位、油质，按规定周期和牌号更换润滑油或加注润滑脂。 轴承装配：检查轴承与轴、轴承座的配合是否符合图纸要求，装配时采用热装法，避免直接敲击。 检查冷却系统：清理油冷器，确保冷却水畅通。
风量或压力不足
原因分析：进口过滤器堵塞；密封间隙过大（如口环、***轴封***）导致内泄漏严重；转速未达到额定值；叶轮腐蚀磨损严重，效率下降。 修理方法：
清理过滤器：更换或清洗进口空气过滤器。 检查间隙：测量叶轮口环与机壳的径向间隙，以及***轴封***间隙。如间隙超过允许值的两倍，需更换口环或调整密封。 检查叶轮：若叶轮腐蚀磨损导致流道形状改变，需由专业厂家进行修复或更换新叶轮。
气体泄漏
原因分析：***轴封***系统失效是主要原因。可能是迷宫密封齿磨损；氮气阻封压力不足或气源中断；干气密封损坏。 修理方法：
检查阻封系统：确保氮气压力稳定且高于机内压力。 检查/更换密封：停机后检查迷宫密封齿的磨损情况，严重磨损需更换。如果是干气密封，需由专业人员检测，损坏则需返厂维修或更换。

大修流程简介：
对于AI620-1.36风机，典型的大修流程包括：停机隔离置换→拆除联轴器护罩及联接件→对中检查记录→拆除进出口管路及附属管线→松开轴承箱与机壳连接螺栓→将转子组件整体向后（非叶轮侧）抽出→解体轴承箱，检查更换轴承→检查清理叶轮、机壳→测量所有配合间隙→动平衡校验→按相反顺序回装→重新对中→单机试车→联动试车。

结论

硫酸离心鼓风机AI620-1.36作为硫酸生产中的关键动设备，其稳定运行至关重要。通过深入理解其型号含义（单级悬臂、流量620立方米每分钟、出口压力1.36大气压），技术人员可以准确把握其基本性能参数。同时，熟悉其核心配件（叶轮、主轴、密封等）的特性和要求，是进行正确维护和备件管理的基础。而当故障发生时，系统性的故障分析（如振动、温升、性能下降等）和遵循科学规范的修理流程，是快速恢复设备性能、保障生产连续性的根本保证。随着材料科学和制造技术的进步，硫酸风机的效率和可靠性将不断提升，但对其原理和维修技术的掌握，始终是风机技术人员不可或缺的核心能力。

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