硫酸风机 AⅡ1000-1.1265/0.8308 基础知识解析
作者:王军(139-7298-9387)
关键词:硫酸风机,AⅡ系列,型号解析,离心鼓风机,二氧化硫气体,风机配件,风机修理,动平衡,耐腐蚀材料
引言
在硫酸生产的核心工艺流程中,从硫铁矿的焙烧或硫磺的焚烧,到二氧化硫的转化,直至最终三氧化硫的吸收,离心鼓风机始终扮演着不可或缺的“心脏”角色。它负责输送具有强腐蚀性、高温且可能含有颗粒物的工艺气体,其性能的稳定性、效率的高低以及运行的可靠性直接关系到整个生产系统的连续、安全与经济效益。作为一名风机技术从业者,深入理解所操作和维护的风机型号、结构原理及维修要点,是保障设备长周期稳定运行的基本功。本文将以一款典型的硫酸生产用离心鼓风机——AⅡ1000-1.1265/0.8308为例,系统阐述其型号含义、核心配件构成以及关键修理技术,旨在为同行提供一份实用的技术参考。
第一章 风机型号AⅡ1000-1.1265/0.8308深度解析
风机型号是设备身份的集中体现,它简明扼要地概括了风机的系列、核心性能参数和主要结构特征。正确解读型号是选型、安装、操作和维护的第一步。参照提供的示例“C300-1.14/0.987”,我们对AⅡ1000-1.1265/0.8308进行逐项分解。
1. 系列代号
“AⅡ”
“AⅡ”代表了该风机的系列归属。根据给定的系列定义,“AII”型系列指的是“单级双支撑硫酸风机”。这一定义包含了三个关键信息:
单级: 意味着该风机只有一个叶轮。气体从进气口进入,经过单一级叶轮的旋转做功,获得能量(主要表现为压力和流速的增加),然后直接从蜗壳出口排出。单级风机结构相对简单,制造和维护成本较低,适用于中等压升要求的工况。
双支撑: 这是指风机转子的支撑方式。转子的主轴两端各有一个支撑轴承,叶轮位于两个轴承之间。这种结构形式具有较高的刚性,能有效控制转子的挠度,运行平稳,适用于流量较大、转子较重的场合。与“悬臂式(叶轮位于轴承外侧)”相比,双支撑结构能更好地平衡轴向力和径向力,延长轴承寿命。
硫酸风机: 明确指出了风机的专用领域,即用于输送硫酸生产过程中的工艺气体,主要是二氧化硫(SO₂)气体。这意味着风机的通流部件(如机壳、叶轮、主轴等)在设计、选材和制造工艺上必须充分考虑介质的特殊性,具备优异的耐腐蚀、耐磨损性能。
2. 流量参数
“1000”
“1000”紧随系列代号之后,表示风机在设计工况下的额定流量。参考示例中“C300”表示流量为每分钟300立方米,可以推断“AⅡ1000”表示该风机的额定流量为每分钟1000立方米。流量是风机选型的核心参数之一,它必须满足硫酸生产系统在特定产量下的气体处理量要求。这个数值通常是指在进口状态下的体积流量。
3. 压力参数
“-1.1265/0.8308”
压力参数部分清晰地标明了风机的进出口压力条件,是判断风机做功能力的关键。
出风口压力 “-1.1265”: 符号“-”后面的第一个数字“1.1265”表示风机出口处的绝对压力为1.1265个大气压(绝对压力)。通常,一个标准大气压约为101.325
kPa,因此1.1265个大气压约等于114.1
kPa(绝对压力)。风机产生的压升(或称压差)是出口压力与进口压力之差。
进风口压力 “/0.8308”: 符号“/”后面的数字“0.8308”表示风机进口处的绝对压力为0.8308个大气压。这约等于84.1
kPa(绝对压力)。值得注意的是,此进口压力低于标准大气压,表明风机是从一个负压(或真空)环境中抽吸气体。这在硫酸系统的干燥塔或吸收塔后部等位置是常见工况。
压升计算: 风机的实际提升压力(压升)为出口压力减去进口压力:1.1265
- 0.8308 = 0.2957 个大气压(约合30.0 kPa)。这个压升值用于克服整个工艺系统(如净化设备、换热器、催化剂床层、管道阀门等)的阻力。
型号总结:
AⅡ1000-1.1265/0.8308 是一款单级双支撑结构的离心鼓风机,专为硫酸生产工艺设计。其额定输送二氧化硫气体的能力为每分钟1000立方米,工作时从绝对压力为0.8308个大气压(约84.1kPa) 的进口吸入气体,压缩后以绝对压力为1.1265个大气压(约114.1kPa) 排出,产生的压升约为0.2957个大气压(约30.0kPa)。
第二章 风机核心配件解析
一台离心鼓风机是由众多精密配件协同构成的复杂系统。对于AⅡ这样的硫酸风机而言,配件的材质选择、加工精度和装配质量直接决定了其抗腐蚀能力和使用寿命。以下对其核心配件进行解析。
1. 转子组件
转子是风机的“心脏”,是高速旋转做功的核心部件,主要包括叶轮、主轴、平衡盘(如有)、联轴器等。
叶轮: 这是风机中最关键、技术含量最高的部件。它将电机的机械能转化为气体的动能和压力能。对于输送腐蚀性强的SO₂气体,叶轮材质必须具有极高的耐蚀性。通常采用高强度不锈钢(如316L、2205双相不锈钢)甚至更高级别的哈氏合金等。叶轮型线设计(如后弯式、前弯式、径向式)直接影响风机的效率、性能曲线和稳定性。制造工艺上多采用整体精密铸造或数控铣削加工,确保型线准确、壁厚均匀,并经过严格的动平衡校正。
主轴: 主轴承载叶轮并传递扭矩,要求具有高强度、高韧性和良好的抗疲劳性能。材质一般选用优质合金钢(如40Cr、42CrMo),与气体接触的部分通常需要进行表面防护处理,如喷涂耐腐蚀涂层。
动平衡: 整个转子组装完成后,必须进行高精度的动平衡校正,将不平衡量控制在严格的标准之内(例如达到G2.5或更高等级)。这是保证风机平稳运行、减小振动、延长轴承寿命的根本前提。
2. 静子组件
静子部件构成了气体流道和支撑结构,主要包括机壳、进气室、蜗壳、扩压器等。
机壳与蜗壳: 机壳是风机的主体结构,内部形成逐渐扩大的蜗壳流道,用于收集从叶轮出来的气体,并将部分动能转化为静压。与腐蚀性气体接触,机壳内壁通常需要衬里或直接采用耐腐蚀金属材料制造。对于大型风机,有时会采用碳钢外壳内衬不锈钢板或整体不锈钢铸造的形式。
进气室: 引导气体平稳、均匀地进入叶轮进口,其设计好坏影响风机进气效率和性能。
3. 密封系统
密封系统的目的是防止风机内的高压气体向外泄漏,以及防止外部空气被吸入负压区(对于进口压力低于大气压的情况尤为重要)。硫酸风机常用的密封形式包括:
迷宫密封: 最常用的非接触式密封,通过一系列节流齿与轴之间形成微小间隙来实现密封。结构简单,可靠性高,但存在一定的允许泄漏量。
干气密封: 先进的非接触式密封,密封效果好,泄漏量极低,但成本较高,维护要求也高,常用于对密封要求极高的场合。
填料密封: 接触式密封,结构简单,成本低,但存在磨损和摩擦功耗,需定期调整或更换填料,在现代高速风机中应用逐渐减少。密封材质也需耐腐蚀,如采用聚四氟乙烯(PTFE)浸渍的编织填料。
4. 轴承与润滑系统
轴承是转子的支撑,保证其高速平稳旋转。
轴承: AⅡ系列双支撑结构通常采用径向滑动轴承和推力滑动轴承的组合,或者采用角接触球轴承。滑动轴承承载能力强,阻尼性能好,适用于高速重载场合。轴承座的设计要保证良好的对中和冷却。
润滑系统: 为轴承提供连续、清洁、足量的润滑油,起到润滑、冷却和清洁的作用。系统包括油箱、油泵、冷却器、过滤器、安全装置等。对于连续运行的硫酸风机,可靠的强制循环润滑系统是必不可少的。
5. 其他辅助系统
冷却系统: 可能需要对轴承润滑油、机壳(特别是高压侧)进行冷却,以控制运行温度。
监测仪表: 包括振动传感器、温度传感器(轴承温度、润滑油温)、压力表等,用于实时监控风机运行状态,是实现预知性维修的基础。
第三章 风机修理关键技术解析
硫酸风机在苛刻的工况下长期运行,难免会出现磨损、腐蚀、振动增大等问题。及时、正确的修理是恢复其性能、保障安全的关键。
1. 修理前的准备工作
安全隔离: 严格执行停电、挂牌、盲板隔离等安全规程,特别是对输送有毒SO₂气体的风机,必须进行彻底的氮气置换和气体浓度检测,确保施工安全。
数据测量与记录: 解体前,详细测量并记录各部件的配合间隙,如轴承间隙、叶轮与机壳的间隙、密封间隙等。同时记录振动、温度等历史运行数据,为故障分析提供依据。
全面检查: 对拆卸下来的所有部件进行清洗,然后进行宏观检查和无损探伤(如渗透探伤PT、超声波探伤UT、磁粉探伤MT),重点检查叶轮、主轴是否有裂纹、腐蚀、磨损变形。
2. 核心部件的修理与更换标准
叶轮的修理:
腐蚀与磨损: 检查叶片工作面、进口边缘、轮盖、轮盘的腐蚀减薄情况。若局部腐蚀深度超过壁厚的1/3或大面积均匀腐蚀导致强度不足,应考虑更换。叶片工作面出现沟槽状磨损,可进行堆焊修复,但需注意焊接工艺和材料匹配,焊后必须进行应力消除和精加工,最终必须重新进行动平衡校正。
裂纹: 发现任何裂纹,必须彻底清除后进行焊补,焊补工艺要求严格,焊后需进行热处理和无损探伤复验。
动平衡校正: 任何对叶轮的修复(焊补、打磨)或更换新叶轮后,都必须进行高精度动平衡。平衡精度等级需达到制造商要求或国际标准(如IS
1940 G2.5级)。这是修理工作中至关重要的一环,直接关系到修理后的振动水平。
主轴的修理:
检查: 重点检查轴颈部位的磨损、划伤、圆度、圆柱度,以及键槽是否有挤压变形。
修复: 轻微磨损可采用镀铬、热喷涂等工艺修复尺寸。若弯曲超标,需进行矫直处理。裂纹或严重磨损通常意味着主轴需要更换。
轴承的更换:
滑动轴承的巴氏合金层出现剥落、裂纹、严重磨损或与轴颈的接触角不佳时,必须更换。
滚动轴承出现点蚀、保持架损坏、游隙超标或转动异响时,必须更换。
更换轴承时,必须确保轴承与轴承座的配合公差正确,安装时采用热装或液压推进等方法,避免直接敲击。
密封的更换与调整:
迷宫密封齿磨损严重,间隙超过允许值的1.5倍时,应更换密封件。
填料密封失效导致泄漏过大时,需更换新填料。安装时注意切口错开,压盖螺栓均匀紧固,保证运行时略有泄漏以起到润滑和冷却作用。
机壳与静子部件的检查:
检查机壳内壁腐蚀情况,衬里是否脱落。轻微腐蚀可进行补焊或重新衬里,严重则需更换机壳段节。
检查各中分面密封是否完好,确保组装时不漏气。
3. 装配与调试
对中找正: 将修理好的风机本体与电机重新进行对中找正。对中精度要求极高,通常使用激光对中仪,确保径向和轴向偏差在允许范围内(例如0.05mm以内),以减少运行时的不对中附加力。
间隙调整: 严格按照制造商提供的技术文件要求,调整叶轮与机壳的轴向、径向间隙,轴承间隙等。
试运行: 修理完成后,必须先进行无负荷(或低负荷)试运行,逐步加载至额定工况。试运行期间,密切监控振动、温度、噪声等参数,稳定运行一段时间且所有参数正常后,方可投入正式运行。
结论
AⅡ1000-1.1265/0.8308硫酸离心鼓风机作为硫酸生产中的关键动设备,其型号编码精确地定义了其结构形式与性能参数。深入理解“单级双支撑”的特点、流量压力参数的意义,是正确使用和维护它的基础。而其长期稳定运行,则依赖于对转子、静子、密封、轴承等核心配件材料、工艺的深刻认知,以及一套科学、严谨的修理流程—从精细的拆解检查,到关键的叶轮动平衡、主轴修复、轴承更换,再到精确的装配对中和谨慎的调试。作为风机技术人员,唯有将理论知识与实践经验紧密结合,才能确保这台“工艺心脏”持续、有力、高效地跳动,为硫酸生产的安、稳、长、满、优运行提供最坚实的设备保障。
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