制酸工業(yè)用離心鼓風機方案比較

欒碩 孫德超 董元亮

摘 要：隨著我國有機化肥及有色冶煉行業(yè)的發(fā)展我國的制酸工業(yè)近幾年發(fā)展很快，制酸工業(yè)用二氧化硫鼓風機是用于回收冶煉銅、鉛、鋅等有色金屬礦石燒制產(chǎn)生的二氧化硫煙氣，此文就在硫酸行業(yè)使用的國內(nèi)外風機方案的比較。

關(guān)鍵詞：制酸工業(yè);二氧化硫鼓風機;結(jié)構(gòu);發(fā)展

DOI：10.16640/j.cnki.37-1222/t.2019.17.008

1 情況簡介

沈鼓是我國制酸用二氧化硫鼓風機的主要生產(chǎn)廠，隨著我國有機化肥及有色冶煉行業(yè)的發(fā)展我國的制酸工業(yè)近幾年發(fā)展很快。

制酸工業(yè)用二氧化硫鼓風機是用于回收冶煉銅、鉛、鋅等有色金屬礦石燒制產(chǎn)生的二氧化硫煙氣。硫酸裝置中的二氧化硫混合介質(zhì)內(nèi)二氧化硫的含量由3～10%不等并含有微量的二氧化硫及水，二氧化硫鼓風機進口壓力一般為-1000毫米水柱，升壓一般要求在2700毫米水柱～4500毫米水柱范圍內(nèi)，因二氧化硫鼓風機進口壓力為負壓，出口壓力為正壓，因此在風機的進氣與排氣兩端很容易造成外漏氣會使刺激性極強的二氧化硫混合氣散發(fā)到周圍環(huán)境中，因而要求對二氧化硫鼓風機要具備好的密封性。

2 在硫酸行業(yè)使用的國內(nèi)外風機方案比較

對于硫酸行業(yè)，根據(jù)其工藝特點，國內(nèi)外大致采用以下這樣幾種風機形式：

2.1 低速懸臂結(jié)構(gòu)

其結(jié)構(gòu)為：電機+（軸承+軸承+葉輪）

低速直連懸臂結(jié)構(gòu)通常采用通風機結(jié)構(gòu)，主要適用于中等流量、低壓（升壓<3500毫米水柱）情況。因為壓力較高時，風機葉輪等重量較重，懸臂結(jié)構(gòu)偏心較大，很容易引發(fā)生運行不穩(wěn)的情況。另外，由于風機的轉(zhuǎn)子GD2較大，二極電機啟動特性又不好，在啟動過程中容易造成電機損壞。除非采用變頻電機或有調(diào)速裝置。這種風機特點是風機本身調(diào)節(jié)性較好，并且大多采用滾動軸承，輔助設備較少。

2.2 低速直聯(lián)雙支撐結(jié)構(gòu)

其結(jié)構(gòu)為：電機+（軸承+葉輪+軸承）

低速直連雙支撐結(jié)構(gòu)風機主要由前蘇聯(lián)的一些風機廠生產(chǎn)。

2.3 高速雙吸雙支撐結(jié)構(gòu)（S型離心鼓風機）

其結(jié)構(gòu)為：電機+變速機+（軸承+葉輪+軸承）

高速雙吸雙支撐結(jié)構(gòu)。隨著硫酸裝置的擴大對鼓風機風量要求也加大，而升壓變化較小，因而大中型硫酸裝置中的鼓風機一般設計成單級雙吸氣結(jié)構(gòu)。我廠八十年代以來，借鑒引進國外先進技術(shù)，開發(fā)出單級雙吸氣結(jié)構(gòu)的制酸用離心鼓風機，機組的傳動方式為電機驅(qū)動齒輪增速器，帶動主機增速傳動或汽輪機直聯(lián)驅(qū)動。因其流量變化范圍較大，電機驅(qū)動時，一般設置液力偶合器調(diào)速。根據(jù)硫酸裝置的需要，機組的進排氣方向為下部水平方向，整個機組為單層布置結(jié)構(gòu)，其潤滑系統(tǒng)為強制供油潤滑。

該鼓風機主要特點有：

（1）良好的軸端密封結(jié)構(gòu)。硫鐵礦制酸氣體中含二氧化硫，干燥塔后布置鼓風機的硫磺制酸氣體中含有酸霧。二氧化硫氣體和酸霧具有很強的腐蝕性和刺激性，對人體危害較大。如果機體外的濕空氣進入機殼內(nèi)，水與二氧化硫混合產(chǎn)生稀硫酸會加速殼體及旋轉(zhuǎn)部件的腐蝕。硫酸裝置中二氧化硫鼓風機進口壓力一般為-1000毫米水柱的負壓，因而要求二氧化硫氣體既不外泄，也不內(nèi)漏。由鼓風機出口處引進一股氣體通過針形閥減壓后充進軸端密封腔內(nèi)，使空腔內(nèi)的壓力略高于當?shù)卮髿鈮海⒀b人U型管壓力計以便隨時觀察空腔內(nèi)的壓力，這樣使大氣不會進入機器內(nèi)。

（2）獨特的轉(zhuǎn)子結(jié)構(gòu)。轉(zhuǎn)子由一個雙吸入的葉輪、主軸、軸套等零部件組成，是機器的轉(zhuǎn)動部件，二氧化硫氣體和酸霧接觸的地方有軸套及葉輪，這部分旋轉(zhuǎn)部件的材質(zhì)采用高強度的不銹鋼X12Cr13-S或FV520B-S，能保證耐腐蝕的要求，而在干燥塔前工藝布置的鼓風機，葉輪材質(zhì)為KMN（高強度結(jié)構(gòu)鋼）。

（3）整體結(jié)構(gòu)簡單、安全檢修方便。

（4）采用雙吸氣結(jié)構(gòu)，其軸向力互相抵消，軸承及密封磨損小，作用長久。

（5）噪音低。其降音較我廠以前的單吸結(jié)構(gòu)風機降低10～15dB。

（6）這種結(jié)構(gòu)的風機在我國應用較多，在硫酸行業(yè)中，中大流量的情況均采用這種結(jié)構(gòu)。這種風機有較多優(yōu)點，在國內(nèi)任何廠家使用均未發(fā)生問題。

（7）制造方面。我廠有豐富的加工大型鼓風機、壓縮機葉輪的經(jīng)驗，葉輪直徑在1100～1600mm的葉輪我廠已生產(chǎn)了近30臺。我廠為貴溪冶煉廠加工的S4500-11雙吸鼓風機葉輪直徑1670mm，并且葉輪材料為FV520B高強度不銹鋼。

（8）配套原動機。我廠的S型鼓風機用電動機驅(qū)動或汽機拖動均可，從總造價上考慮，汽輪機采用老式汽輪機比較合適。

2.4 高速懸臂結(jié)構(gòu)

其結(jié)構(gòu)為：電機+變速機+（軸承+軸承+葉輪）

這種結(jié)構(gòu)的風機在國內(nèi)引進的風機中較為常見，風機一般采用半開式葉輪，其較適合的流量為1000～3500m3/min，對于較大流量，由于其葉片較寬，機床加工較為困難，如葉片采用將葉片焊接到輪盤的結(jié)構(gòu)，又容易產(chǎn)生由于葉片振動而引起的葉片焊縫開裂現(xiàn)象，如貴州翁福實業(yè)開發(fā)有限公司所用的國外機器及云南云峰化學工業(yè)公司所用的國外機器均發(fā)生了葉片焊縫及口圈加固環(huán)的損壞。

2.5 DG型系列離心鼓風機

我廠九十年代開發(fā)的硫酸裝置用DG型離心鼓風機其流量適合于1000～1500m3/min，其葉輪為三元流動半開式葉輪，是按NREC（美國北方研究院）技術(shù)設計的，葉輪為整體鍛件用五坐標聯(lián)動數(shù)控加工中心銑制而成，制造精度高，葉輪效率高，強度好，機組占地面積小，運轉(zhuǎn)平穩(wěn)，進口帶有葉片調(diào)節(jié)器，可以調(diào)節(jié)鼓風機風量。

綜上所述，大型硫酸裝置采用雙吸入離心鼓風機型式最為合適。這種結(jié)構(gòu)的風機在我國應用較多，在硫酸行業(yè)，進口日本公司的機器和較大的國產(chǎn)風機均采用這種結(jié)構(gòu)，這種尤其適合于中大流量的情況。這種風機有較多優(yōu)點，在國內(nèi)任何廠家使用均未發(fā)生過問題。所以大型硫酸裝置的離心鼓風機使用S型雙吸離心鼓風機較為合適。而小型硫酸裝置采用DG離心鼓風機型式最為合適。

S型、DG型系列制酸工業(yè)用離心鼓風機，原動機使用電動機或汽輪機由用戶確定，電動機拖動時是否配液力偶合器或者變頻調(diào)速裝置由用戶據(jù)工藝及工況要求而確定。

3 結(jié)束語

我公司為我國制酸工業(yè)（冶煉煙氣制酸硫鐵礦制酸和硫磺制酸）生產(chǎn)的離心鼓風機也有很多運轉(zhuǎn)在第三世界國家的硫酸廠，都運轉(zhuǎn)很多年，信譽很高。我廠將為制酸裝置的國產(chǎn)化所需離心鼓風機做出更大的貢獻。

參考文獻：

[1]徐忠.離心壓縮機原理[M].機械工業(yè)出版社，1990.