硫酸风机AI600-1.1897/1.0097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，AI600-1.1897/1.0097，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

在硫酸生产的庞大工业体系中，风机扮演着至关重要的“肺”角色，负责为整个系统提供稳定、可靠的气体动力。其中，离心式鼓风机是输送关键介质—二氧化硫气体的核心设备。其性能的优劣直接关系到制酸系统的生产效率、能耗指标与运行安全。作为一名风机技术从业者，深入理解不同类型风机的技术特性、结构原理以及维护要点，是保障设备长周期稳定运行的基本功。本文将聚焦于一款具有代表性的机型——AI600-1.1897/1.0097型硫酸离心鼓风机，从其型号的详细解读入手，系统阐述其结构特点、核心配件功能，并深入探讨其常见的故障模式与修理维护策略，旨在为同行提供一份实用的技术参考。

第一章 硫酸离心鼓风机概述与AI600型号深度解析

1.1 硫酸生产与离心鼓风机的作用

硫酸主要通过接触法工艺制造，其核心过程包括硫磺或硫铁矿的焚烧生成二氧化硫（SO₂），二氧化硫在钒触媒作用下氧化成三氧化硫（SO₃），最后三氧化硫被吸收生成硫酸。在整个工艺链中，二氧化硫气体的输送和压缩是承上启下的关键环节。离心鼓风机正是承担此任务的核心动设备。它需要将来自焚硫炉或焙烧炉的含有二氧化硫的工艺气体，克服后续设备（如转化器、换热器、干燥塔、吸收塔等）的阻力，稳定地输送到系统末端。这不仅要求风机具备足够的压力和流量，更要求其对强腐蚀性、有时含有粉尘的二氧化硫气体具有卓越的抗腐蚀能力和运行可靠性。

1.2 离心鼓风机主要机型系列简介

根据结构形式和工作原理的不同，用于硫酸装置的离心鼓风机发展出了多个系列，以适应不同的工况需求：

“C”型系列多级离心硫酸风机：通常为2至4级叶轮串联，通过多级压缩实现较高的压比。结构相对复杂，但效率较高，适用于中等流量、高压力的工况，是早期和目前许多大中型硫酸装置的主流选择之一。 “D”型系列高速高压硫酸风机：通常采用齿轮箱增速，使叶轮在极高的转速下旋转（可达每分钟数万转），单级或两级叶轮即可产生很高的压力。结构紧凑，但对齿轮、轴承和转子动平衡要求极高。 “AI”型系列单级悬臂硫酸风机：这是本文重点讨论的类型。其特点是只有一个叶轮，且叶轮悬臂地安装在主轴的一端。结构简单、紧凑，维护相对方便。适用于流量较大、压升要求不是特别极端的工况。 “S”型系列单级高速双支撑硫酸风机：叶轮安装在两个支撑轴承之间，转子动力学性能优于悬臂式，能适应更高的转速和更大的叶轮直径，从而实现单级高压缩比。 “AII”型系列单级双支撑硫酸风机：与“S”型类似，同为双支撑结构，但在具体结构设计、轴承形式和驱动方式上可能存在差异，同样追求高转速下的稳定运行。

1.3 AI600-1.1897/1.0097型号含义详解

参考提供的型号解释规则，我们可以对“AI600-1.1897/1.0097”进行逐项拆解：

“AI”：这代表了风机的机型系列，即“单级悬臂硫酸风机”。“A”常代表悬臂（Overhung）结构，“I”可能代表单级（Single Stage）或特定的设计序列。这表明该风机采用单个叶轮，且叶轮位于主轴一端，由另一端的轴承箱提供支撑。 “600”：这表示风机在设计工况下的容积流量，单位为立方米每分钟。因此，AI600风机表示其输送二氧化硫气体时的额定流量为每分钟600立方米。这是一个重要的性能参数，直接关系到硫酸装置的产能规模。 “-1.1897”：这部分表示风机的出口绝对压力（或称背压），单位为标准大气压（atm）。1.1897个大气压，换算成常用的压力单位约为0.1897公斤力每平方厘米（表压）或约19.23千帕（表压）。这意味着风机需要将气体压缩到比环境压力高出约19.23千帕的水平。 “/1.0097”：斜杠后的数值表示风机的进口绝对压力。1.0097个大气压，换算成表压约为0.0097公斤力每平方厘米或约0.98千帕。这表明风机进口处气体压力略高于环境大气压，可能是由于上游设备（如焚硫炉）存在微正压。

综合理解：AI600-1.1897/1.0097型硫酸离心鼓风机是一款单级悬臂式结构的风机，设计用于输送二氧化硫气体，其额定流量为600立方米/分钟。工作时，它从压力约为1.0097个绝对大气压的进口吸入气体，将其压缩至压力约为1.1897个绝对大气压后排出，风机需要产生的实际压升（压差）为出口绝对压力减去进口绝对压力，即 1.1897 - 1.0097 = 0.18个大气压（约18.25千帕）。这个压升用于克服整个硫酸系统从进口到出口的总阻力。

第二章 AI600-1.1897/1.0097风机核心配件解析

一台完整的AI系列硫酸风机是一个精密的系统，由数百个零件组成。以下对其核心部件进行详细说明：

2.1 转子组件

转子是风机的“心脏”，是高速旋转实现能量转换的核心部件。

主轴：通常由高强度合金钢（如40CrNiMoA）锻造而成，经过精密加工和热处理，具有极高的强度、韧性和疲劳极限。轴上有安装叶轮、联轴器、轴承的轴颈和轴肩，这些部位的尺寸精度和表面光洁度要求极高。 叶轮：这是风机中最关键、技术含量最高的零件。对于输送腐蚀性二氧化硫气体的硫酸风机，叶轮材质必须具有优异的耐硫酸腐蚀性能。通常采用高牌号的不锈钢（如316L、904L）或特种合金（如哈氏合金C-276、因科乃尔合金625）。叶轮形式多为后向或径向叶片，采用焊接或整体铣制工艺制造，必须经过严格的动平衡校正，确保在高转速下振动值极小。叶轮的气动设计决定了风机的效率、流量-压力特性曲线。

2.2 静止部件

机壳：容纳转子和引导气流的关键部件。通常为铸铁或铸钢件，内壁可能衬有耐腐蚀材料。机壳设计成蜗壳形，使从叶轮出来的高速气体能有效地降低速度、增加静压。机壳分为上下两半，便于安装和检修转子。进出口法兰与管道连接。 进气室与导叶调节器：位于机壳进口前，用于平稳地将气体引入叶轮。部分型号会配备可调进口导叶，通过改变导叶角度来调节风机的流量和压力，实现节能运行。 密封系统：防止气体泄漏和外部空气进入的关键。
级间密封/口环密封：安装在叶轮进口与机壳之间，减少高压气体向低压区的回流，直接影响风机效率。 轴端密封：这是硫酸风机密封的重中之重。常用形式有迷宫密封、浮环密封或干气密封。迷宫密封依靠多级节流间隙降压；浮环密封利用油膜在浮动环与轴之间形成密封屏障；干气密封是先进技术，利用动压槽产生的气膜实现非接触式密封，泄漏量极小，可靠性高。密封气（通常是干燥净化的空气或氮气）被引入密封腔，其压力略高于机内气体压力，以防止腐蚀性SO₂气体外泄损坏轴承。

2.3 轴承与润滑系统

支撑轴承：承受转子的径向载荷，确保主轴稳定旋转。AI系列悬臂风机通常采用滑动轴承（径向轴承），依靠动压油膜形成润滑。滑动轴承具有承载能力强、阻尼性能好、寿命长的优点。 推力轴承：承受转子剩余的轴向推力，防止转子轴向窜动。通常采用金斯伯雷或米切尔式可倾瓦块推力轴承，能自动适应载荷变化，稳定性好。 润滑系统：为轴承提供连续、清洁、足量的润滑油。包括主副油泵、油箱、冷却器、过滤器、安全阀、管路及监控仪表（温度、压力探头）。润滑油不仅起润滑作用，还带走轴承产生的热量。润滑系统的可靠性直接关系到风机的安全运行。

2.4 驱动与控制系统

驱动装置：通常由高压电动机（如10kV或6kV）通过弹性膜片联轴器直接驱动或通过增速齿轮箱驱动。联轴器传递扭矩，同时补偿少量的轴向、径向和角向偏差。 控制系统：包括防喘振控制、润滑油压低压联锁、轴承温度高高联锁、振动高高联锁等。喘振是离心风机的危险工况，控制系统通过监测流量和压力，打开防喘振阀来避免发生。所有联锁保护是风机安全运行的“生命线”。

第三章 AI600-1.1897/1.0097风机常见故障与修理维护

硫酸风机的修理维护必须遵循“预防为主，计划检修”的原则。

3.1 日常维护与监测

振动监测：使用在线振动监测系统或便携式测振仪，定期监测轴承座部位的振动速度或位移值。振动异常增大是转子不平衡、对中不良、轴承磨损、动静件摩擦等故障的早期征兆。 温度监测：密切关注轴承温度及润滑油进回油温度。温度升高可能预示润滑不良、轴承损坏或冷却效果下降。 压力与流量监测：记录进出口压力、流量、润滑油压力等工艺参数，与设计值或历史数据对比，判断风机性能是否衰减或系统阻力是否变化。 油品分析：定期对润滑油取样进行理化分析和铁谱分析，检测油品劣化程度和磨损金属颗粒的种类与数量，可预判内部磨损情况。

3.2 常见故障分析与修理

振动超标
原因：a) 叶轮腐蚀、磨损或粘附结垢导致动平衡破坏；b) 主轴弯曲；c) 联轴器对中超差；d) 地脚螺栓松动；e) 轴承磨损间隙过大；f) 转子与静止部件发生摩擦。 修理：停机检修。首先检查对中和地脚螺栓。若无效，需吊出转子。对叶轮进行清理（喷砂或化学清洗），检查腐蚀磨损情况，必要时进行补焊修复或更换，并必须在动平衡机上重新进行精确动平衡至标准要求（如G2.5级）。检查主轴直线度，超差需进行校直或更换。检查轴承间隙，超标则更换新轴承。
轴承温度高
原因：a) 润滑油量不足、油质劣化或油号不对；b) 冷却器结垢，冷却效果差；c) 轴承间隙过小或安装不当；d) 轴承本身损坏（疲劳剥落、刮伤等）。 修理：检查油位、油压、油温。化验润滑油，必要时更换。清洗油冷却器。若问题依旧，需停机检查轴承。测量轴承间隙，检查巴氏合金层有无损伤，根据情况进行刮研或更换。
性能下降（风量、风压不足）
原因：a) 进口过滤器堵塞，导致进气压力降低；b) 密封间隙（特别是口环密封）因磨损而过大，内泄漏严重；c) 叶轮腐蚀磨损，效率下降；d) 转速未达到额定值（如电网频率波动）。 修理：清理或更换进口过滤器。停机测量各级密封间隙，若超过允许值，必须更换新的密封件。评估叶轮的气动性能，若腐蚀严重，应考虑修复或更换新叶轮。
气体泄漏
原因：轴端密封失效。迷宫密封磨损间隙变大；浮环密封的浮环卡死或磨损；干气密封的动、静环损坏或密封气系统故障。 修理：这是硫酸风机最危险的故障之一，SO₂泄漏危害极大。必须立即处理。停机后，仔细检查密封组件，更换所有磨损或损坏的零件。对于干气密封，通常由专业厂家维修。确保密封气源压力稳定、洁净干燥。

3.3 大修流程与注意事项

风机运行一定周期（如2-4年）或出现严重故障时，需进行解体大修。

准备工作：办理停电、停机手续，隔离工艺气体，进行氮气置换和空气吹扫，确保设备内无有毒有害气体。准备检修方案、图纸、专用工具和备件。 拆卸：按顺序拆卸联轴器护罩、联轴器、进出口管道、仪表探头、上机壳、转子组件等。做好标记，摆放整齐。 检查与测量：对所有零件进行清洗和仔细检查。重点测量：主轴直线度、叶轮口环及轴颈等关键部位尺寸、轴承间隙、各密封间隙、机壳水平度等。与制造厂标准或上次检修记录对比。 修理与更换：根据检查结果，对不合格零件进行修复（如车削、研磨、补焊）或更换。所有需要动平衡的部件修复后必须重新平衡。 回装与对中：按拆卸的逆顺序回装。回装过程中要确保清洁，各配合面涂敷合适的密封胶或润滑剂。转子就位后，精确调整轴承间隙。最后，使用百分表或激光对中仪进行电机与风机转子的对中找正，这是确保运行时振动小的关键步骤。 试车：检修完成后，先进行油循环冲洗，确保润滑油清洁度。然后点动电机检查转向。无问题后，进行空负荷试车，监测振动、温度、噪声等。一切正常后，方可逐步引入工艺气体，投入负荷运行。

结论

AI600-1.1897/1.0097型硫酸离心鼓风机作为单级悬臂式风机的典型代表，以其结构相对简单、维护便捷的特点，在特定流量和压升范围的硫酸装置中发挥着重要作用。深入理解其型号背后的技术参数，掌握其核心配件如耐腐蚀叶轮、精密转子、高效密封和可靠润滑系统的结构与功能，是进行科学维护的基础。而通过严格的日常监测、精准的故障诊断和规范的修理流程，特别是对振动、温度、密封和性能的持续关注，能够有效预防重大设备事故，最大限度地延长风机使用寿命，保障硫酸生产装置的安全、稳定、长周期、高效运行。风机技术不断进步，作为技术人员，我们也需持续学习，将理论与实践紧密结合，不断提升设备管理水平。

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