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制酸工业离心鼓风机方案比较分析

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摘要:随着我国有机化肥及有色冶炼行业的发展我国的制酸工业近几年发展很快,制酸工业用二氧化硫鼓风机是用于回收冶炼铜、铅、锌等有色金属矿石烧制产生的二氧化硫烟气,此文就在硫酸行业使用的国内外风机方案的比较。

关键词:制酸工业;二氧化硫鼓风机;结构;发展

1情况简介

沈鼓是我国制酸用二氧化硫鼓风机的主要生产厂,随着我国有机化肥及有色冶炼行业的发展我国的制酸工业近几年发展很快。制酸工业用二氧化硫鼓风机是用于回收冶炼铜、铅、锌等有色金属矿石烧制产生的二氧化硫烟气。硫酸装置中的二氧化硫混合介质内二氧化硫的含量由3~10%不等并含有微量的二氧化硫及水,二氧化硫鼓风机进口压力一般为-1000毫米水柱,升压一般要求在2700毫米水柱~4500毫米水柱范围内,因二氧化硫鼓风机进口压力为负压,出口压力为正压,因此在风机的进气与排气两端很容易造成外漏气会使刺激性极强的二氧化硫混合气散发到周围环境中,因而要求对二氧化硫鼓风机要具备好的密封性。

2在硫酸行业使用的国内外风机方案比较

对于硫酸行业,根据其工艺特点,国内外大致采用以下这样几种风机形式:

2.1低速悬臂结构

其结构为:电机+(轴承+轴承+叶轮)低速直连悬臂结构通常采用通风机结构,主要适用于中等流量、低压(升压<3500毫米水柱)情况。因为压力较高时,风机叶轮等重量较重,悬臂结构偏心较大,很容易引发生运行不稳的情况。另外,由于风机的转子GD2较大,二极电机启动特性又不好,在启动过程中容易造成电机损坏。除非采用变频电机或有调速装置。这种风机特点是风机本身调节性较好,并且大多采用滚动轴承,辅助设备较少。

2.2低速直联双支撑结构

其结构为:电机+(轴承+叶轮+轴承)低速直连双支撑结构风机主要由前苏联的一些风机厂生产。

2.3高速双吸双支撑结构(S型离心鼓风机)

其结构为:电机+变速机+(轴承+叶轮+轴承)高速双吸双支撑结构。随着硫酸装置的扩大对鼓风机风量要求也加大,而升压变化较小,因而大中型硫酸装置中的鼓风机一般设计成单级双吸气结构。我厂八十年代以来,借鉴引进国外先进技术,开发出单级双吸气结构的制酸用离心鼓风机,机组的传动方式为电机驱动齿轮增速器,带动主机增速传动或汽轮机直联驱动。因其流量变化范围较大,电机驱动时,一般设置液力偶合器调速。根据硫酸装置的需要,机组的进排气方向为下部水平方向,整个机组为单层布置结构,其润滑系统为强制供油润滑。该鼓风机主要特点有:(1)良好的轴端密封结构。硫铁矿制酸气体中含二氧化硫,干燥塔后布置鼓风机的硫磺制酸气体中含有酸雾。二氧化硫气体和酸雾具有很强的腐蚀性和刺激性,对人体危害较大。如果机体外的湿空气进入机壳内,水与二氧化硫混合产生稀硫酸会加速壳体及旋转部件的腐蚀。硫酸装置中二氧化硫鼓风机进口压力一般为-1000毫米水柱的负压,因而要求二氧化硫气体既不外泄,也不内漏。由鼓风机出口处引进一股气体通过针形阀减压后充进轴端密封腔内,使空腔内的压力略高于当地大气压,并装人U型管压力计以便随时观察空腔内的压力,这样使大气不会进入机器内。(2)独特的转子结构。转子由一个双吸入的叶轮、主轴、轴套等零部件组成,是机器的转动部件,二氧化硫气体和酸雾接触的地方有轴套及叶轮,这部分旋转部件的材质采用高强度的不锈钢X12Cr13-S或FV520B-S,能保证耐腐蚀的要求,而在干燥塔前工艺布置的鼓风机,叶轮材质为KMN(高强度结构钢)。(3)整体结构简单、安全检修方便。(4)采用双吸气结构,其轴向力互相抵消,轴承及密封磨损小,作用长久。(5)噪音低。其降音较我厂以前的单吸结构风机降低10~15dB。(6)这种结构的风机在我国应用较多,在硫酸行业中,中大流量的情况均采用这种结构。这种风机有较多优点,在国内任何厂家使用均未发生问题。(7)制造方面。我厂有丰富的加工大型鼓风机、压缩机叶轮的经验,叶轮直径在1100~1600mm的叶轮我厂已生产了近30台。我厂为贵溪冶炼厂加工的S4500-11双吸鼓风机叶轮直径1670mm,并且叶轮材料为FV520B高强度不锈钢。(8)配套原动机。我厂的S型鼓风机用电动机驱动或汽机拖动均可,从总造价上考虑,汽轮机采用老式汽轮机比较合适。

2.4高速悬臂结构

其结构为:电机+变速机+(轴承+轴承+叶轮)这种结构的风机在国内引进的风机中较为常见,风机一般采用半开式叶轮,其较适合的流量为1000~3500m3/min,对于较大流量,由于其叶片较宽,机床加工较为困难,如叶片采用将叶片焊接到轮盘的结构,又容易产生由于叶片振动而引起的叶片焊缝开裂现象,如贵州翁福实业开发有限公司所用的国外机器及云南云峰化学工业公司所用的国外机器均发生了叶片焊缝及口圈加固环的损坏。

2.5DG型系列离心鼓风机

我厂九十年代开发的硫酸装置用DG型离心鼓风机其流量适合于1000~1500m3/min,其叶轮为三元流动半开式叶轮,是按NREC(美国北方研究院)技术设计的,叶轮为整体锻件用五坐标联动数控加工中心铣制而成,制造精度高,叶轮效率高,强度好,机组占地面积小,运转平稳,进口带有叶片调节器,可以调节鼓风机风量。综上所述,大型硫酸装置采用双吸入离心鼓风机型式最为合适。这种结构的风机在我国应用较多,在硫酸行业,进口日本公司的机器和较大的国产风机均采用这种结构,这种尤其适合于中大流量的情况。这种风机有较多优点,在国内任何厂家使用均未发生过问题。所以大型硫酸装置的离心鼓风机使用S型双吸离心鼓风机较为合适。而小型硫酸装置采用DG离心鼓风机型式最为合适。S型、DG型系列制酸工业用离心鼓风机,原动机使用电动机或汽轮机由用户确定,电动机拖动时是否配液力偶合器或者变频调速装置由用户据工艺及工况要求而确定。

3结束语

我公司为我国制酸工业(冶炼烟气制酸硫铁矿制酸和硫磺制酸)生产的离心鼓风机也有很多运转在第三世界国家的硫酸厂,都运转很多年,信誉很高。我厂将为制酸装置的国产化所需离心鼓风机做出更大的贡献。

参考文献:

[1]徐忠.离心压缩机原理[M].机械工业出版社,1990.

作者:栾硕 孙德超 董元亮 张博强 赵小阳 曹万林 单位:沈阳鼓风机集团股份有限公司

制酸工业离心鼓风机方案比较分析责任编辑:张雨    阅读:人次
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