多级离心鼓风机基础知识及C68-1.784型号解析

作者：王军（139-7298-9387）

关键词：多级离心鼓风机、C68-1.784、风机配件、风机修理、工业气体输送、离心风机型号解析

引言

多级离心鼓风机是工业领域中广泛应用的关键设备，尤其在气体输送、通风和工艺过程中扮演着重要角色。它通过多级叶轮的串联设计，实现气体压力的逐级提升，适用于高压、大流量的工况。本文旨在系统介绍多级离心鼓风机的基础知识，重点解析典型型号C68-1.784的结构与性能，并详细说明风机配件、修理方法以及输送工业气体的特殊要求。内容涵盖“C”型系列多级风机、“D”型系列高速高压风机、“AI”型系列单级悬臂风机、“S”型系列单级高速双支撑风机和“AII”型系列单级双支撑风机等常见类型，同时探讨输送混合工业酸性有毒气体（如二氧化硫、氮氧化物、氯化氢等）时的技术要点。通过本文，读者将全面了解多级离心鼓风机的原理、应用和维护，为实际工程提供参考。

多级离心鼓风机基础知识

多级离心鼓风机是一种基于离心原理工作的旋转机械，其核心是通过多个叶轮串联，将机械能转化为气体的动能和压力能。每个叶轮级相当于一个独立的离心单元，气体依次通过各级叶轮，压力逐级增加，最终达到所需出口压力。这种设计使得多级风机在高压应用中具有显著优势，例如在化工、冶金和环保行业中，用于输送空气或工业气体。

多级离心鼓风机的工作原理基于牛顿第二定律和流体力学中的伯努利方程。当风机主轴带动叶轮旋转时，气体在叶轮叶片的作用下获得离心力，速度增加，随后在扩压器中减速，将动能转化为压力能。总压力提升可通过多级叠加公式计算：总压力等于单级压力乘以级数，再乘以效率系数。例如，如果单级叶轮提供0.2个大气压的压力提升，8级叶轮串联后，理论总压力提升为1.6个大气压，但实际中需考虑效率损失，通常用风机全压效率公式描述：效率等于输出功率除以输入功率乘以100%，其中输出功率等于流量乘以压力提升，输入功率等于电机功率。

多级离心鼓风机的主要结构包括风机主轴、叶轮、机壳、轴承、密封系统和转子总成。其中，主轴负责传递扭矩，叶轮实现气体加速，机壳引导气流并承受压力，轴承（如轴瓦）支撑转子运动，密封系统（如气封和油封）防止气体泄漏和润滑油外泄。这些部件共同确保风机高效、稳定运行。与单级风机相比，多级风机在高压工况下效率更高，但结构更复杂，维护要求也更高。

在工业应用中，多级离心鼓风机可根据气体性质选择不同系列。例如，“C”型系列多级风机适用于一般空气和中性气体输送，结构紧凑，压力范围广；“D”型系列高速高压风机采用高转速设计，适用于极端高压环境；“AI”型系列单级悬臂风机适用于中低压煤气输送，结构简单；“S”型系列单级高速双支撑风机平衡了高速和稳定性，用于敏感工艺；“AII”型系列单级双支撑风机则适用于高负载工况，如输送腐蚀性气体。这些系列的选择需基于气体类型、压力需求和环境因素。

风机型号C68-1.784解析

风机型号C68-1.784是多级离心鼓风机中的典型代表，属于“C”型系列，专为中高压工业应用设计。该型号的命名规则体现了其关键参数：其中“C”表示系列类型，即多级离心式；“68”表示流量，单位为立方米每分钟，意指风机在设计点的额定流量为68立方米每分钟；“-1.784”表示出口压力为1.784个大气压（绝对压力），而进风口压力默认为1个标准大气压，因为没有“/”符号指示其他值。这种命名方式直观反映了风机的核心性能，便于用户快速选型。

从性能角度看，C68-1.784风机适用于流量要求适中、压力需求较高的场合，例如在小型化工厂中输送空气或中性气体。其设计基于多级离心原理，通常包含6-8级叶轮，每级叶轮通过旋转对气体做功，压力提升约0.2-0.3个大气压。性能曲线显示，在额定流量下，压力稳定在1.784个大气压左右，功率消耗可根据风机功率公式估算：功率等于流量乘以压力提升除以效率，假设效率为75%，则理论功率约为（68立方米每分钟 / 60秒）乘以（1.784 - 1）个大气压乘以101.325千帕每大气压，再除以0.75，结果约等于15千瓦。这表明该风机在能效方面表现良好，但实际运行中需考虑气体密度和温度的影响。

结构上，C68-1.784风机采用多级串联设计，核心部件包括风机主轴、转子总成、轴承箱、气封和油封。主轴通常由高强度合金钢制成，确保在高转速下的扭矩传递；转子总成由多个叶轮和平衡盘组成，通过动平衡测试减少振动；轴承箱内装轴瓦式轴承，提供径向和轴向支撑，润滑系统确保低摩擦运行；气封和油封则采用碳环密封技术，防止气体泄漏和润滑油污染。这种结构不仅提升了风机的可靠性，还延长了使用寿命，但在输送腐蚀性气体时，需选用耐腐蚀材料。

在实际应用中，C68-1.784风机常见于通风系统和气体输送流程，但其设计局限在于不适合高腐蚀性气体。如果用于酸性环境，需额外防腐处理。与其他系列相比，例如“AI”型单级悬臂风机，C68-1.784在多级高压方面优势明显，但体积较大；与“D”型高速高压风机相比，则在成本和维护上更经济。用户选型时，应结合流量、压力和气体性质进行综合评估。

风机配件详解

风机配件是多级离心鼓风机正常运行的关键保障，主要包括风机主轴、风机轴承用轴瓦、风机转子总成、气封、油封、轴承箱和碳环密封等。这些配件的质量和设计直接影响风机的效率、寿命和安全性。

风机主轴是传递动力的核心部件，通常由高强度合金钢如42CrMo制成，经过热处理和精加工，确保高扭矩和抗疲劳性能。在多级风机中，主轴需支撑多个叶轮，其设计需满足临界转速要求，避免共振。计算临界转速的公式基于梁振动理论：临界转速等于π乘以弹性模量乘以惯性矩除以长度除以密度除以截面积的开平方，除以60转换为每分钟转速。例如，如果主轴长度为1米，直径0.1米，材料密度7800千克每立方米，弹性模量210 GPa，则惯性矩为π乘以直径的四次方除以64，计算得临界转速约6000转每分钟，实际运行转速应低于此值以确保安全。

风机轴承用轴瓦是滑动轴承的一种，常见于高速风机中，提供低摩擦支撑。轴瓦通常由巴氏合金或铜基材料制成，内部有油槽用于润滑。其工作原理基于流体动压润滑理论：当轴旋转时，润滑油形成油膜，压力分布公式为雷诺方程，描述油膜压力随速度和间隙的变化。轴瓦的优点是耐冲击和振动，但需定期检查磨损，避免因油膜破裂导致烧瓦故障。

风机转子总成包括叶轮、平衡盘和轴套，是气体加压的核心。叶轮多采用后弯叶片设计，效率高，其气动性能可通过欧拉方程描述：理论压力提升等于密度乘以叶轮出口切向速度乘以出口绝对速度的切向分量减去进口值。转子总成需进行动平衡测试，不平衡量控制在标准内，例如根据ISO 1940标准，平衡等级G6.3对应许用不平衡量等于6.3乘以转子质量除以角速度。不平衡会导致振动和噪音，缩短风机寿命。

气封和油封是密封系统的重要组成部分。气封用于防止气体泄漏，常见类型有迷宫密封和碳环密封；油封则防止润滑油外泄，多采用橡胶或聚四氟乙烯材料。碳环密封利用碳材料的自润滑性，适用于高速高温环境，其泄漏量可根据间隙和压差计算：泄漏量等于密封系数乘以压差平方根乘以间隙面积。在腐蚀性气体输送中，密封材料需选用耐酸合金或复合材料。

轴承箱作为轴承的支撑结构，通常由铸铁或铸钢制成，内部集成润滑系统。其设计需考虑散热和防尘，确保轴承在最佳温度下运行。这些配件的维护至关重要，例如定期更换轴瓦和检查密封，可以预防故障，提高风机整体可靠性。

风机修理说明

风机修理是确保多级离心鼓风机长期稳定运行的必要环节，涉及日常维护、故障诊断和大修流程。修理工作需基于风机运行数据和标准规程，如振动分析、密封检查和转子平衡校正，以恢复风机性能并延长使用寿命。

常见故障及修理方法包括振动超标、轴承损坏、密封泄漏和转子不平衡。振动超标通常由转子不平衡或对中不良引起，可通过振动传感器检测，频谱分析显示工频峰值时，表明不平衡，需进行现场动平衡校正：先测量初始振动，试加配重，再根据影响系数计算校正质量，公式为校正质量等于试重乘以初始振动向量除以试重后振动向量。例如，如果初始振动为10毫米每秒，试重50克后振动降为5毫米每秒，则校正质量约100克，加在相反相位。如果振动涉及多频成分，可能为轴承故障，需更换轴瓦。

轴承损坏是常见问题，表现为温度升高和噪音。修理时，先拆卸轴承箱，检查轴瓦磨损情况，如果巴氏合金层磨损超过厚度一半，需更换新轴瓦。安装时，需保证间隙符合标准，径向间隙一般为轴径的0.1%-0.2%，例如轴径100毫米时，间隙0.1-0.2毫米。润滑系统需清洗并换油，油品选择基于粘度指数，确保油膜强度。

密封泄漏包括气封和油封失效，在输送有毒气体时尤为危险。修理时，先检查碳环密封的磨损和间隙，如果间隙超过设计值（如0.2毫米），需更换新环。对于油封泄漏，需检查唇口磨损和弹簧张力，更换后做压力测试，泄漏率控制在标准内，例如气封泄漏量小于流量1%。在腐蚀性环境中，密封材料升级为哈氏合金，可抵抗酸性气体侵蚀。

大修流程通常包括解体检查、清洗、部件更换和重装配。先停机泄压，拆卸主轴和转子总成，清洗叶轮积垢，检查裂纹（可用渗透检测）。转子重新平衡后，组装时确保对中精度，联轴器对中偏差应小于0.05毫米。最后进行试运行，监测振动和温度，确保性能恢复。预防性修理建议每运行8000小时进行一次，包括更换易损件和润滑剂，可减少意外停机。

在修理工业气体风机时，安全措施至关重要，尤其是输送有毒气体时，需先吹扫管道，佩戴防护装备，避免气体泄漏风险。通过规范化修理，风机可用率可提升至95%以上，显著降低运营成本。

输送工业气体风机的说明

输送工业气体风机在多级离心鼓风机应用中具有特殊性，需针对气体性质（如腐蚀性、毒性和爆炸性）进行定制设计。工业气体包括混合酸性有毒气体、二氧化硫(SO₂)、氮氧化物(NOₓ)、氯化氢(HCl)、氟化氢(HF)、溴化氢(HBr)及其他特殊有毒气体，这些气体在化工、电力和环保行业中常见，对风机的材料、密封和运行策略提出高要求。

首先，风机系列选择需基于气体类型。例如，“AI(M)”系列单级悬臂煤气风机适用于混合煤气输送，其中“(M)”表示煤气风机，专为中低压设计；而“AII(M)”系列单级双支撑结构则适用于高负载煤气应用。对于酸性气体如SO₂或HCl，需选用耐腐蚀系列，如特殊“C”型多级风机，叶轮和机壳采用不锈钢或钛合金材料，防止气体腐蚀。以二氧化硫输送为例，SO₂气体湿环境下形成亚硫酸，腐蚀性强，风机内部需涂覆防腐涂层，密封系统增强为双碳环设计，泄漏率控制在ppm级。

性能方面，工业气体风机的设计需考虑气体密度和压缩性。例如，输送氮氧化物(NOₓ)时，气体密度较高，风机压力需调整，功率计算需修正为实际密度：功率等于流量乘以压力提升除以效率再乘以实际密度除以空气密度。如果NOₓ密度为1.5千克每立方米（空气为1.2），则功率增加25%。同时，运行温度需控制，避免高温下气体分解或爆炸。

以典型型号“AI(M)600-1.124/0.95”为例，解析其工业应用：该风机属于AI系列悬臂单级煤气风机，“(M)”表示混合煤气输送，流量为600立方米每分钟，出口压力1.124个大气压，进风口压力0.95个大气压。这种设计适用于煤气加压流程，进风口压力低于标准大气压，表明可能用于抽吸工况。材料上，叶轮用304不锈钢，气封用碳环，确保耐腐蚀和密封性。在输送氯化氢(HCl)气体时，需进一步升级为哈氏合金，并集成洗涤系统，防止HCl吸湿形成盐酸腐蚀。

安全措施是工业气体风机的核心。输送有毒气体时，风机需配备泄漏检测和自动停机系统，运行区域通风良好。维护时，先惰性气体吹扫，确保无残留。例如，输送氟化氢(HF)气体时，HF剧毒且腐蚀，风机设计需全密封，轴承箱隔离，避免任何泄漏风险。

总之，输送工业气体的风机需综合评估气体性质、压力需求和环境法规。通过合理选型和维护，可确保高效安全运行，支持工业流程的可持续发展。

结论

多级离心鼓风机作为工业气体输送的关键设备，其基础知识涵盖原理、结构和应用，典型型号如C68-1.784展示了多级设计在高压工况中的优势。风机配件如主轴、轴瓦和密封系统的精细维护，以及规范化修理流程，是保障风机可靠性的基础。在输送工业气体时，需根据气体腐蚀性和毒性定制设计，确保安全合规。未来，随着材料技术和智能监控的发展，多级离心鼓风机将向更高效率、更低维护方向演进，为工业领域提供更强大支持。本文通过全面解析，旨在为风机技术人员提供实用参考，推动行业进步。