多级离心鼓风机基础知识与C1150-1.35/0.9型号深度解析及工业气体输送应用

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多级离心鼓风机基础知识与C1150-1.35/0.9型号深度解析及工业气体输送应用

作者：王军（139-7298-9387）

关键词：多级离心鼓风机、C1150-1.35/0.9、风机配件、风机修理、工业气体输送、轴瓦、碳环密封、转子总成

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。离心式鼓风机凭借其结构紧凑、运行平稳、效率较高以及流量范围广等特点，在冶金、化工、环保、电力、建材等诸多领域得到了广泛应用。其中，多级离心鼓风机通过将多个叶轮串联，逐级提高气体压力，能够满足中高压工况的需求，是工业气体动力系统的关键装备。本文将系统阐述多级离心鼓风机的基础知识，并重点对C1150-1.35/0.9这一典型型号进行深度解析，同时对风机的核心配件、常见修理要点以及输送各类工业气体（特别是腐蚀性、有毒气体）的特殊考量进行详细说明。

第一章多级离心鼓风机基础概述

离心鼓风机的工作原理基于牛顿第二定律和欧拉方程。当风机主轴带动叶轮高速旋转时，叶片间的气体在离心力的作用下被甩向叶轮外缘，气体的动能和压力能随之增加。随后，高速气体进入扩压器，流速降低，部分动能进一步转化为压力能。最后，气体经过蜗壳汇集后排出。对于多级风机，经过一级压缩的气体被引入下一级的进口，再次进行压缩，如此逐级累加，最终达到所需的出口压力。其理论压头（或称能量头）可以用欧拉涡轮方程来描述：理论压头等于叶轮出口处气体的周向速度与绝对速度的周向分量的乘积减去叶轮进口处相应值的差，再除以重力加速度。实际应用中，由于流动损失、泄漏损失、轮阻损失等存在，风机的实际性能曲线（压力-流量曲线、功率-流量曲线、效率-流量曲线）需要通过实验测定。

根据结构形式，离心鼓风机主要可分为以下几大系列，以适应不同的压力和流量要求：

“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（叶轮组两端由轴承支撑），所有叶轮按相同方向顺序排列在同一根主轴上，级间通过隔板和回流器引导气体进入下一级。其特点是压力提升能力强（每级叶轮可产生一定的压比，总压比为各级压比的乘积）、运行稳定、适用范围广，是中高压领域的常选机型。本文重点解析的C1150-1.35/0.9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单级或多级离心风机。通过提高转速（可达每分钟数万转），单级叶轮就能产生很高的压头，从而在满足高压需求的同时，使风机结构更为紧凑。其核心技术在于高速齿轮、高速轴承（常采用滑动轴承）以及转子动力学设计。 “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、重量轻、拆装方便。适用于中低压、大流量的工况。常用于通风、引风或气体输送压力要求不高的场合。 “S”型系列单级高速双支撑风机：叶轮安装在主轴中部，两端由轴承支撑。转子稳定性优于悬臂式，可适应更高的转速和载荷。常与增速齿轮箱结合，达到较高的单级压升。 “AII”型系列单级双支撑风机：与“S”型类似，同为双支撑结构，但在具体结构设计、应用侧重上可能有所区别，同样注重转子的稳定性和承载能力。

第二章典型型号C1150-1.35/0.9深度解析

风机型号是风机身份和性能参数的集中体现。以C1150-1.35/0.9为例：

“C”：代表该风机属于“C”型系列，即多级、双支撑、离心鼓风机。 “1150”：通常表示风机在设计工况下的额定流量，单位是立方米每分钟。因此，该风机的额定流量为1150 m³/min。这是一个相当大的流量，表明该风机适用于需要大风量的工艺系统。 “-1.35”：表示风机出口处的绝对压力为1.35个大气压（即135 kPa，表压约为0.35 kgf/cm²或35 kPa）。这是风机需要达到的核心增压目标。 “/0.95”：表示风机进口处的绝对压力为0.95个大气压（即95 kPa，可能为微负压或低于标准大气压的工况）。这表明风机是在一个非标准进气条件下工作的。如果型号中没有“/”及后续数字，则默认进气压力为1个标准大气压。

综合来看，C1150-1.35/0.9是一台多级离心鼓风机，它能够在进气压力0.95 atm的条件下，将气体流量提升至1150 m³/min，并压缩至出口压力1.35 atm。其总压比约为1.35/0.95 ≈ 1.42。根据所需的压比和单级叶轮的压比能力，可以大致推断出该风机可能包含2至4个压缩级。

第三章风机核心配件详解

风机的长期稳定运行离不开各个精密配件的协同工作。以下对关键部件进行说明：

风机主轴：作为风机的“脊梁”，主轴承载着所有旋转部件（叶轮、平衡盘等）并传递扭矩。它必须具有极高的强度、刚度和韧性，以承受巨大的离心力、扭矩以及临界转速的考验。材料通常选用优质合金钢（如40Cr、35CrMo等），并经过调质热处理和精密加工，确保尺寸精度和表面光洁度。 风机转子总成：这是风机的核心旋转组件，包括主轴、所有叶轮、平衡盘、轴套、联轴器等。转子在装配完成后必须进行严格的动平衡校正，以消除或减小不平衡质量引起的振动。平衡精度等级根据风机转速和应用要求确定，通常要求达到G2.5或更高标准。 风机轴承与轴瓦：对于C系列等多级风机，由于其转速高、载荷大，普遍采用滑动轴承，即轴瓦。轴瓦通常由钢背衬垫巴氏合金（白合金）等耐磨减摩材料制成，依靠润滑油在轴与瓦之间形成油膜，实现液体摩擦，具有承载能力强、阻尼性能好、寿命长等优点。轴承箱是容纳轴承（轴瓦）和润滑油的部件，需保证良好的密封和散热。 气封与油封：气封：主要用于级间和轴端，防止高压气体向低压区泄漏，或外界空气吸入。常见形式有迷宫密封，利用多次节流膨胀原理减小泄漏。在更苛刻的工况下，会采用碳环密封等接触式或小间隙非接触式密封，密封效果更好。油封：主要用于轴承箱端盖等处，防止润滑油泄漏，并阻挡外部杂质进入轴承箱。常用形式有骨架油封、迷宫式油封等。 碳环密封：这是一种高性能的接触式机械密封。由数个碳环组成，在弹簧力作用下与轴保持轻微接触，形成有效的密封屏障。碳材料具有自润滑、耐磨损、耐高温等优点，特别适用于密封易燃、易爆、有毒或贵重气体，能显著降低介质泄漏量。在输送特殊工业气体的风机中，碳环密封是轴端密封的重要选择。

第四章风机常见故障与修理要点

风机修理是恢复其性能、保障安全运行的关键。主要修理内容围绕上述核心部件展开：

转子总成动平衡修复：风机运行一段时间后，叶轮腐蚀、磨损、结垢或部件松动都可能破坏原有平衡，导致振动超标。修理时需将转子总成从机壳中抽出，在动平衡机上检测不平衡量和相位，通过去重（钻孔、磨削）或配重（加平衡块、平衡螺丝）的方法进行校正，直至达到标准要求。 叶轮检修：检查叶轮有无裂纹、严重磨损、腐蚀穿孔或变形。轻微缺陷可进行补焊修复，但需注意焊接工艺和焊后热处理，防止产生新的应力集中和变形。严重损坏时需更换叶轮。修复或更换后的叶轮需单独进行静平衡。 轴瓦检修与刮研：检查轴瓦巴氏合金层有无磨损、剥落、裂纹、烧瓦（合金熔化）等现象。根据磨损程度，可采用重新刮研或更换新轴瓦。刮研是一门精细手艺，目的是使轴瓦与轴颈达到良好的接触面积（通常要求≥70%）和合适的接触点分布，确保油膜形成。 主轴检查与修复：检查主轴有无弯曲、裂纹、轴颈磨损、螺纹损坏等。弯曲超标需进行矫直；轴颈磨损可通过镀铬、热喷涂等方式修复尺寸，然后精磨至要求；裂纹原则上不允许存在，需严格探伤。 密封系统更换：迷宫密封齿磨损后间隙增大会导致泄漏增加，需更换密封体或修整密封齿。碳环密封属于易损件，达到使用寿命或出现破损、严重磨损时需成套更换。 对中找正：修理完成后，风机与电机重新安装时，必须进行精确的对中找正，确保两轴的中心线重合。不良对中是引起振动、轴承损坏和联轴器磨损的常见原因。通常使用百分表进行测量和调整。

第五章工业气体输送风机的特殊考量

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，对风机提出了防腐、防泄漏、安全性的极高要求。

材料选择：与腐蚀性气体接触的过流部件（如机壳、隔板、叶轮、密封）需选用耐腐蚀材料。根据气体成分、浓度、温度和湿度，可选择不锈钢（如304、316L）、双相不锈钢、高镍合金（如哈氏合金C-276）、钛材等，或在碳钢基体上进行橡胶衬里、环氧树脂涂层、玻璃钢防腐等处理。 密封强化：为防止有毒有害气体泄漏，必须采用高效的轴端密封。迷宫密封可能不足以满足要求，常需升级为碳环密封、干气密封或组合密封。对于极度危险的介质，甚至采用双端面密封并引入隔离氮气等惰性气体作为缓冲。 结构适应性： “AI(M)”与“AII(M)”系列煤气风机：如型号AI(M)600-1.124/0.95所示，“(M)”特指用于输送混合煤气。这类风机在标准AI或AII结构基础上，针对煤气可能含有的水分、焦油、硫化氢等杂质，在材料、密封、排污等方面进行了特殊设计。AII(M)双支撑结构相比AI(M)悬臂结构，刚性更好，更适合载荷波动或含有微量粉尘的工况。 多级风机的应用：对于需要较高压力来输送上述气体的场合，C系列多级风机经过特殊的材料升级和密封强化后，同样可以适用。例如，输送含有SO₂的烟气，风机内部需采用耐硫酸露点腐蚀的钢材或防腐涂层。 安全措施：风机壳体可能设计有泄爆口，防止可燃气体积聚引爆。轴承温度、振动监测仪表必须齐全可靠。对于输送氧气的风机，所有部件必须严格去油脱脂，防止燃爆。 运行与维护：启动前需用惰性气体吹扫；停机时需进行气体置换。定期检查腐蚀情况、密封状况，监测性能变化，提前预防性维修。

结论

多级离心鼓风机，以C1150-1.35/0.9为代表，是现代工业不可或缺的动力设备。深入理解其工作原理、型号含义、核心配件构成及维修技术，是确保风机安全、高效、长周期运行的基础。而在面对腐蚀性、有毒工业气体的输送任务时，必须从材料、密封、结构设计到运行维护进行全面、严格的特殊考量与应对。作为风机技术人员，不断深化对这些专业知识的掌握，并紧密结合现场实践，方能有效驾驭这些复杂设备，为工业生产的安全与高效保驾护航。

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