一、项目背景与痛点分析

四川某化工厂主营氯碱化工产品，原输送氯气、二氧化硫等强腐蚀性气体的鼓风机采用316L不锈钢材质+传统填料密封，存在以下问题：

1.腐蚀严重：叶轮平均寿命仅3000小时，壳体焊缝频繁泄漏；

2.密封失效：填料密封每6个月更换，气体泄漏率超标（≥0.8%）；

3.停机损失：年非计划停机达12次，单次维修成本超15万元。

二、核心改造技术方案

（一）钛合金材质升级（TA2/TA10）

1.叶轮与流道部件：

-采用TA10钛钼镍合金（Mo0.3%，Ni0.8%），耐氯离子腐蚀速率≤0.02mm/年（原316L为0.5mm/年）；

-激光熔覆工艺强化叶片前缘，抗冲刷寿命提升3倍。

2.壳体与连接部件：

-基体改用TA2工业纯钛，内衬0.5mm哈氏合金C276涂层（HV≥350）；

-法兰接口采用爆炸复合工艺，剪切强度≥210MPa。

（二）三重动态密封系统

1.主密封：干气密封（DGS）系统，氮气缓冲压力1.2-1.5倍工况压力；

2.次级密封：弹簧蓄能式PTFE唇形密封，适用温度-50℃~260℃；

3.应急密封：纳米石墨盘根+智能泄漏监测（精度±0.1ppm）。

三、关键技术验证数据

|指标|改造前|改造后（模拟测试）|

|连续运行时间|3200小时|8235小时|

|泄漏率|0.78%|0.012%|

|振动值（mm/s）|7.2|2.1|

|能耗（kW·h/t）|18.7|15.2|

四、实施路径与风险控制

1.分阶段改造：

-第一阶段：单台样机改造（45天），同步开展HAZOP分析；

-第二阶段：6台机组分批停机改造（每台20天），采用模块化预制技术。

2.关键风险应对：

-钛合金焊接氢脆：控制氩气纯度≥99.999%，层间温度≤150℃；

-密封系统调试：采用ANSYS模拟密封腔压力梯度分布，偏差＜5%。

五、经济效益测算

|项目|年化成本（万元）|

|改造成本|480（3年摊销）|

|节省维修费用|320|

|减少停产损失|580|

|净收益|420|

投资回收期：14个月（含3个月试运行期）

六、行业应用拓展建议

1.推广至磷化工、湿法冶金等强腐蚀场景；

2.配套建立钛合金部件再生修复中心（残值率提升至35%）；

3.开发智能健康管理系统（PHM），实现剩余寿命预测误差＜8%。

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