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多级离心鼓风机基础知识与C150-1.35型号深度解析

作者:王军(139-7298-9387)

关键词:多级离心鼓风机、C150-1.35、风机配件、风机修理、工业气体输送、轴瓦、碳环密封

引言

在工业生产中,风机作为气体输送与增压的核心设备,其性能与可靠性直接关系到生产流程的稳定与效率。其中,多级离心鼓风机凭借其高压力、高效率及宽广的工况适应性,在污水处理、冶金、化工、电力、建材等诸多领域扮演着不可或缺的角色。本文将系统阐述多级离心鼓风机的基础知识,并重点对“C”型系列中的C150-1.35型号进行深度解析,同时详细说明关键配件、维修要点以及针对各类特殊工业气体的输送考量。

第一章:多级离心鼓风机核心原理与系列概览

多级离心鼓风机的工作原理,本质上是将单级离心风机的增压能力通过串联方式实现叠加。气体从进气口进入第一级叶轮,在高速旋转的叶轮作用下获得动能和压力能;随后,气体流入导叶(或扩压器),将部分动能转化为静压能,然后有序地导入下一级叶轮的入口。此过程逐级重复,每一级都对气体进行一次增压,最终在出口处累积达到所需的高压力。

其核心理论基于欧拉方程,即风机对单位质量气体所做的功(理论压头)等于气体在叶轮进出口处的圆周速度与绝对速度在圆周方向分速度乘积之差。简而言之,风机传递给气体的能量与叶轮的转速、直径以及气体流动状态密切相关。最终产生的实际压力,需要通过考虑风机效率、气体密度等参数进行计算。

根据结构形式和应用压力的不同,常见的离心鼓风机主要分为以下几大系列:

“C”型系列多级离心鼓风机:这是最经典的多级鼓风机结构。采用多级叶轮依次串联在同一根主轴上的形式,各级之间通过隔板、导叶和回流器引导气流。其结构紧凑,运行平稳,适用于中高压力的洁净空气或中性气体输送。本文重点解析的C150-1.35即属于此系列。 “D”型系列高速高压风机:通常采用齿轮箱增速,使叶轮在极高的转速下运行,从而实现单级或较少级数下的高增压。其结构相对复杂,对制造精度和动平衡要求极高,主要用于需要超高压力的特殊工况。 “AI”型系列单级悬臂风机:叶轮悬臂安装在主轴的一端。结构简单,维护方便,适用于中低压、大流量的工况。其变种“AI(M)”系列专门用于煤气等介质的输送。 “S”型系列单级高速双支撑风机:叶轮位于两个支撑轴承之间,转子稳定性好,同样适用于高速工况,能承受较高的负载,常用于要求高可靠性的场合。 “AII”型系列单级双支撑风机:与“S”型类似,为双支撑结构,但可能在具体结构设计(如蜗壳形式、轴承类型)上有所不同,同样注重转子的刚性和稳定性。“AII(M)”为其煤气输送专用型号。

第二章:C150-1.35多级离心鼓风机深度解析

型号释义

“C”:代表该风机属于多级离心鼓风机系列。 “150”:通常表示风机的流量,单位为立方米每分钟。因此,C150-1.35的设计额定流量为每分钟150立方米。 “-1.35”:表示风机的出口绝对压力为1.35个大气压(即约35kPa的表压)。根据型号命名惯例,未标注进口压力,则默认进口压力为1个标准大气压。

性能与结构特点
C150-1.35是一款典型的中压、中等流量多级离心鼓风机。其设计压力1.35ata(绝对压力)使其非常适合诸如污水处理池曝气、小型高炉鼓风、气力输送等场景。

主轴与转子总成:主轴是风机的核心传动部件,承载所有旋转零件。它必须具有极高的强度、刚性和耐磨性,通常采用优质合金钢经调质处理并精密加工而成。转子总成则包括主轴、所有级的叶轮、平衡盘、联轴器等部件的组合体。每个叶轮在装配前都需经过严格的动平衡校正,整个转子总成完成后还需进行高速动平衡,以确保风机在额定转速下平稳运行,振动值控制在国家标准允许范围内。 轴承与轴瓦:对于C系列这类多级风机,其转速并非极端高速,常采用滑动轴承,即轴瓦。轴瓦通常由巴氏合金等耐磨减摩材料制成,与主轴轴颈形成油膜润滑,具有承载能力强、阻尼性能好、运行平稳的优点。轴承箱是容纳轴承和润滑油的部件,其设计需保证良好的密封和散热。 密封系统:这是保证风机效率和安全的关键。 气封:通常安装在各级叶轮之间和风机两端,用于减少级间和轴向的气体泄漏,维持压差。形式多为迷宫密封。 油封:主要用于轴承箱两端,防止润滑油泄漏到箱外,同时阻止外部杂质进入轴承箱。 碳环密封:在一些要求更高或输送特殊介质的风机中,会采用碳环密封作为轴端密封。它由多个碳环组成,在弹簧力作用下紧贴轴套表面,形成动态密封,具有自润滑、耐磨损、适应少量轴向窜动等优点,密封效果优于传统迷宫密封。

第三章:风机关键配件与维修要点

核心配件详解
除了上述主轴、转子、轴承、密封外,风机还有以下关键配件:

蜗壳与隔板:构成气体流道,引导气体有序流动并实现动能向压力能的转化。 润滑系统:包括油泵、油箱、冷却器、过滤器等,为滑动轴承提供持续、洁净、温度适宜的润滑油。 底座与联轴器:底座保证风机与电机的对中稳定性;联轴器传递扭矩,并补偿一定的轴向和角向偏差。

风机修理流程与注意事项
风机维修是一项系统性工程,必须遵循严谨的流程。

故障诊断与拆卸前检查:记录运行参数(振动、温度、噪声、压力、流量),分析异常点。停机后,测量并记录原始对中数据、各部间隙(如推力间隙、径向间隙)作为回装参考。 有序拆卸与清洗:按照说明书顺序拆卸,对每个部件进行编号和方位标记。使用专用工具,避免暴力拆卸损坏零件。所有拆下的零件必须彻底清洗,以便检查。 零部件检查与修复/更换主轴:检查直线度、轴颈磨损、裂纹(可进行磁粉或超声波探伤)。 叶轮:检查磨损、腐蚀、裂纹,特别是叶片根部和工作面。轻微磨损可修复,严重则需更换。 轴瓦:检查巴氏合金层是否存在剥落、磨损、烧蚀现象。间隙超过允许值必须重新刮瓦或更换。 密封:检查迷宫密封齿的磨损情况,碳环密封的环体磨损量和弹簧弹力。 转子动平衡:凡是经过修复或更换了旋转部件,转子都必须重新进行动平衡校正,这是减少振动的关键步骤。 精密装配与间隙调整:按照制造厂提供的间隙标准(如径向轴承间隙、推力轴承间隙、气封间隙)进行精密调整。装配过程需保持环境清洁,所有配合面涂抹适量润滑油。 对中与试运行:完成风机与电机的精确对中。试运行前手动盘车确认无卡涩。然后进行点动、无负荷运行、逐步升负荷运行,并全程监测振动、温度、电流等参数,直至达到稳定运行状态。

第四章:输送工业气体的特殊考量

输送工业气体,尤其是腐蚀性、有毒性的气体,对风机的材料、密封和安全设计提出了严峻挑战。

材料选择
输送酸性、有毒气体时,与气体接触的过流部件(如叶轮、蜗壳、隔板)必须选用耐腐蚀材料。

输送二氧化硫(SO₂)气体:SO₂遇水形成亚硫酸,腐蚀性强。需选用超级奥氏体不锈钢(如904L、254SMO)或双相不锈钢。 输送氮氧化物(NOₓ)气体:NOₓ同样具有强氧化性和酸性。可选用316L、317L不锈钢或更高级别的镍基合金。 输送氯化氢(HCl)、氟化氢(HF)、溴化氢(HBr)气体:这些都是强腐蚀性酸气,特别是HF能腐蚀玻璃和大多数金属。必须采用哈氏合金(如C-276)、蒙乃尔合金或采用内衬塑料(如PTFE、PP)、橡胶等非金属材料。 输送其他特殊有毒气体:如硫化氢、磷化氢等,除了考虑腐蚀性,还需重点考虑材料的抗氢脆、抗应力腐蚀开裂能力。

密封与安全设计

极致密封:对于有毒气体,必须采用最高等级的密封方案,如“碳环密封+氮气阻塞密封”的组合。向碳环密封的腔体内通入压力略高于风机内压的惰性气体(如氮气),可以有效阻止有毒气体向外泄漏。 特殊型号解读:如前文提到的“AI(M)600-1.124/0.95”,其中的“(M)”即表示该风机为输送煤气(混合煤气)而设计。它意味着从材料选择、密封结构到安全配置都进行了针对性优化,以适应煤气中可能含有的H₂S、CO、H₂等成分。进/出口压力的明确标注(出口1.124ata,进口0.95ata),为系统设计和工况分析提供了精确依据。 监控与防护:必须配备气体泄漏检测报警装置。风机的轴封系统、连接法兰等潜在泄漏点应被重点监控。同时,考虑设置安全泄放装置,防止风机超压。

结论

多级离心鼓风机是现代工业的心脏设备之一。深入理解其工作原理,熟练掌握如C150-1.35等具体型号的性能与结构,是进行设备选型、日常维护和故障处理的基础。而对于风机配件的精准认知和修理流程的严格执行,则是保障设备长周期稳定运行的生命线。在面对输送混合工业酸性有毒气体等苛刻工况时,唯有从材料、密封、安全设计等多维度进行综合考量与定制化设计,才能确保生产的安全、环保与高效。作为风机技术人员,不断深化在这些领域的知识与实践经验,是我们的核心价值所在。

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