多级离心鼓风机基础知识与C60-1.28型风机深度解析

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多级离心鼓风机基础知识与C60-1.28型风机深度解析

作者：王军（139-7298-9387）

关键词：多级离心鼓风机、C60-1.28、风机配件、风机修理、工业气体输送、酸性气体、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工艺流程的稳定与效率。多级离心鼓风机凭借其高压力、大流量及运行平稳的特点，在污水处理、矿山通风、冶金化工及各类工业气体输送领域扮演着不可或替代的角色。本文将系统阐述多级离心鼓风机的基础知识，并重点对典型型号C60-1.28进行深度解析，同时详细说明风机关键配件、常见修理要点，以及对输送各类特殊工业气体（尤其是腐蚀性、有毒气体）的风机技术要点进行探讨。

第一章多级离心鼓风机核心原理与系列概览

离心鼓风机的工作原理基于牛顿第二定律和欧拉涡轮机械方程。当电机驱动风机主轴及固定于其上的叶轮高速旋转时，气体介质在叶轮入口被吸入，在离心力的作用下从叶轮中心被抛向边缘，在此过程中，气体的静压能和动能均获得增加。气体离开叶轮后进入扩压器，流速降低，部分动能进一步转化为静压能。随后，气体被导入下一级叶轮的入口，重复上述过程。每经过一级叶轮，气体的压力就得到一次提升。

多级结构的核心优势在于，它通过多个单级增压单元的串联，实现了在单机结构下获得远高于单级风机的出口压力，同时避免了单级风机为追求高压而不得不采用极高转速或超大叶轮直径所带来的结构强度、振动、噪音及制造难题。

根据结构形式与性能侧重，离心鼓风机发展出多个系列，以适应不同的工况需求：

“C”型系列多级风机：这是最经典的多级离心鼓风机结构。通常采用双支撑结构（转子两端由轴承支撑），各级叶轮顺序排列在同一根主轴上，级间通过隔板、回流器等进行气体导流与转换。该系列风机以结构坚固、压力高、运行可靠、维护方便著称，适用于中高压、中大流量的洁净空气或中性气体输送场景。本文重点解析的C60-1.28型风机即属于此系列。 “D”型系列高速高压风机：通常指采用齿轮箱增速的多级离心鼓风机。通过增速齿轮箱将电机转速提升至数万转每分钟，使得在较小的结构尺寸下，叶轮可以获得极高的线速度，从而产生极高的单级压比和整机压力。D型风机体积相对紧凑，效率高，但结构复杂，对齿轮、轴承的制造精度和润滑要求极高，常用于需要超高压的特定工艺。 “AI”型系列单级悬臂风机：其叶轮悬臂地安装在主轴的一端，无需跨座式支撑。结构相对简单、紧凑，启动力矩小。通常用于中低压、大流量的工况。其变种“AI(M)”系列专门针对煤气等介质设计，在材质和气封方面有特殊考虑。 “S”型系列单级高速双支撑风机：采用单级叶轮，但叶轮安装在主轴中部，两端由轴承支撑（双支撑）。通过极高的转速（通常也需要增速齿轮）来达到所需的压力。它具有单级风机结构相对简单和高速风机效率高的优点，稳定性优于悬臂结构。 “AII”型系列单级双支撑风机：与S型类似，同为单级双支撑结构，可能在具体结构设计、应用领域或性能曲线上有所侧重。其变种“AII(M)”同样用于煤气输送。

第二章 C60-1.28型多级离心鼓风机深度解析

型号释义：

“C”：代表该风机属于“C”型系列，即多级、双支撑、常规转速的离心鼓风机。 “60”：通常表示风机的流量参数。在此型号中，一般指风机在额定工况下的进口体积流量，单位为立方米每分钟。因此，C60-1.28的设计流量约为60 m³/min。 “-1.28”：表示风机出口的绝对压力值为1.28个标准大气压（atm）。由于1标准大气压约为101.325 kPa，故此风机的出口表压约为 (1.28 - 1) * 101.325 ≈ 28.4 kPa。型号中未标注进口压力，默认为标准大气压（1 atm）。

性能与结构特点：

性能范围：C60-1.28是一款典型的中压、中等流量鼓风机。其压力提升约28.4kPa，流量为60m³/min。这种性能参数使其非常适合用于中型污水处理厂的曝气池鼓风、小型高炉鼓风、气力输送系统的气源以及车间的工艺空气供应等。 结构组成：机壳：通常为水平剖分式，便于转子的安装与检修。由高强度铸铁或铸钢制成，能够承受内部压力。 转子总成：是风机的核心运动部件。由主轴、多个（具体级数根据设计而定，可能为2-4级）后弯式离心叶轮、平衡盘、联轴器等部件组成。叶轮过盈配合或键连接固定在主轴上，并经过严格的动平衡校正，确保高速旋转时的平稳性。 密封系统：为防止气体沿主轴泄漏和润滑油进入流道，C系列风机通常采用多种密封形式。 气封（迷宫密封）：在转子穿过隔板的位置设置迷宫密封，利用多次节流膨胀原理来减小级间和轴端的气体泄漏。密封齿与轴之间保持极小间隙，非接触式，寿命长。油封：位于轴承箱两端，主要防止轴承润滑油向外泄漏，并阻挡外部杂质进入轴承箱。 碳环密封：在一些要求更严格或介质特殊的场合，会采用碳环密封作为轴端密封。它是一种接触式密封，由多个碳环组成，在弹簧力作用下紧贴轴套表面，密封效果优于迷宫密封，尤其适用于有毒、有害或贵重气体的密封。 轴承箱与润滑系统：轴承箱内装有支撑转子的径向轴承和承受剩余轴向推力的推力轴承。对于C60-1.28这类风机，其转速通常在每分钟数千转，广泛采用滑动轴承（轴瓦）。轴瓦通常由巴氏合金等耐磨减摩材料制成，依靠形成的油膜进行润滑，具有承载能力强、耐冲击、噪音低等优点。润滑系统则采用强制润滑，由主油泵、辅助油泵、油箱、冷却器、过滤器等组成，确保轴承得到持续、清洁、冷却的润滑油。 平衡系统：由于多级叶轮产生的轴向力较大，转子设计有平衡盘（或叫平衡活塞），利用压力差产生一个与叶轮轴向推力方向相反的平衡力，将绝大部分轴向力抵消，剩余的微小轴向力则由推力轴承承担。

第三章风机关键配件详解与维护修理要点

一、关键配件功能说明

风机主轴：传递扭矩、支撑所有旋转部件。要求极高的强度、刚度和韧性，通常采用优质合金钢锻造而成，并经调质处理和精密加工。 风机轴承与轴瓦：如前所述，滑动轴承的轴瓦是核心配件。其间隙（顶隙、侧隙）是关键装配参数，直接影响油膜形成和运行稳定性。巴氏合金层与瓦背的结合强度至关重要，不允许有脱壳现象。 风机转子总成：包括主轴、叶轮、平衡盘、联轴器等所有旋转部件的集合体。转子在装配完成后必须进行动平衡校正，精度等级通常要求达到G2.5或更高，以减小振动。 气封（迷宫密封）：其密封效果取决于密封齿的尖锐程度和与轴之间的径向间隙。间隙过大会导致泄漏量增大，效率下降；间隙过小则有刮磨转子的风险。 碳环密封：属于易损件。其磨损程度直接影响密封效果。需要定期检查碳环的磨损量和弹簧的压紧力。 轴承箱：容纳轴承/轴瓦和润滑油，是转子的支撑座。其结构的刚性和对中性非常重要。

二、风机常见故障与修理要点

振动超标：原因：转子动平衡失效（叶轮结垢、磨损、部件松动）、对中不良、轴承（轴瓦）磨损、基础松动、喘振等。修理：停机检查对中情况；检查地脚螺栓；检查轴瓦间隙和表面状况；对转子进行现场动平衡或返厂动平衡校正。 轴承温度高：原因：润滑油油质不佳（乳化、杂质）、油压不足、油路堵塞、冷却器效果差、轴瓦间隙不当、刮瓦不良导致接触面积不够。修理：分析润滑油，必要时更换；检查清洗油滤网和油路；检查油泵和冷却器；复核轴瓦间隙，必要时重新刮研或更换轴瓦。 风量/压力不足：原因：转速未达额定值、进口过滤器堵塞、密封间隙过大导致内泄漏严重、叶轮磨损或腐蚀、管路系统泄漏或阻力增大。修理：检查电机和传动系统；清洗或更换进口滤清器；检查并调整（或更换）迷宫密封齿和碳环；检查叶轮状况，必要时修复或更换。异响：原因：轴承损坏、转子与静止件摩擦（扫膛）、喘振、齿轮箱（如有）故障。修理：立即停机，根据声音特征判断声源，针对性检查相关部件。

修理通用流程：办理停电手续→隔离介质和冷却水→拆除相连管路与附件→拆解机壳→吊出转子→全面清洗检查→测量各部件尺寸与间隙→更换或修复损坏件→回装（注意各部位间隙调整）→单试油站→最终对中→试运行。

第四章输送工业气体的风机技术要点

输送工业气体，尤其是混合工业酸性有毒气体、SO₂、NOₓ、HCl、HF、HBr等，对风机的材料选择、密封形式和结构设计提出了极其严苛的要求。

1. 材料防腐耐蚀性：

机壳与隔板：根据气体成分、浓度、温度和湿度，可选用不锈钢（如304、316L）、双相不锈钢、高镍合金（如哈氏合金C-276），或在碳钢基体上内衬橡胶、氟塑料等防腐层。 叶轮与主轴：叶轮通常需要采用与机壳同等或更高级别的耐蚀材料，如超级不锈钢、钛合金等。主轴在与介质接触的部分（如轴套）也需要进行防护，如喷涂陶瓷、镍基合金或加装耐蚀轴套。 密封元件：标准橡胶油封可能不适用，需采用氟橡胶、聚四氟乙烯（PTFE）等材料。碳环密封的碳环材质也需选择耐腐蚀等级。

2. 密封系统的特殊要求：

对于极度危险、有毒或贵重的气体，必须采用零泄漏或近似零泄漏的密封系统。碳环密封、干气密封等是常见选择。有时甚至在轴端采用双重密封，并在两道密封之间引入惰性隔离气（如氮气），形成“阻塞密封”系统，确保有毒气体无外泄风险。所有静密封点（如机壳中分面、法兰接口）需采用特制的耐腐蚀垫片（如PTFE包覆垫、金属缠绕垫）。

3. 结构设计的考量：

排水与吹扫：机壳底部应设计冷凝液排放口，防止酸性液体聚集加剧腐蚀。停机时，应用惰性气体（如氮气）对风机内部进行充分吹扫，置换掉残留的有害气体。 安全防护：监测仪表（如压力、温度、振动探头）需采用耐腐蚀型或进行隔离保护。可能涉及易燃易爆气体时，还需考虑防爆要求。 以“AI(M)600-1.124/0.95”为例：此型号为专门输送混合煤气的单级悬臂风机。其“(M)”标识指明了应用介质。流量600 m³/min，出口压力1.124 atm（绝对），进口压力0.95 atm（绝对）。这表明该风机是在一个略低于常压的入口条件下工作，增压至略高于常压。其设计必然充分考虑了煤气的潜在腐蚀性（含硫、氰化物等）、杂质以及安全密封。

结论

多级离心鼓风机，如C60-1.28型，是工业领域不可或缺的关键设备。深入理解其工作原理、型号含义、核心配件及维护修理知识，是保障其长期稳定运行的基础。而当面对腐蚀性、有毒性的工业气体输送任务时，必须在材料学、密封技术和结构设计上进行全面升级和特殊考量，选择合适的系列（如AI(M)、AII(M)或经过特殊设计的C、D型），并制定严格的运行和维护规程，才能确保生产的本质安全与设备的持久耐用。作为一名风机技术从业者，不断深化对这些复杂问题的认识，是提升专业技能和服务水平的必由之路。

风机选型参考:T6-31№20.6F二次风机技术说明

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