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多级离心鼓风机基础知识与C120-1.36型号深度解析及工业气体输送应用 关键词:多级离心鼓风机、C120-1.36、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工艺流程的稳定与效率。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,并以典型型号C120-1.36为例进行深度解析,同时详细说明关键配件、常见修理要点,并针对输送各类工业气体(特别是腐蚀性、有毒气体)的特殊要求进行探讨。 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动能转换为静压。当电机驱动风机主轴及叶轮高速旋转时,气体从进风口轴向进入叶轮,在高速旋转的叶轮叶片作用下获得动能和压力能。气体流出叶轮进入扩压器,流速降低,部分动能进一步转化为压力能,从而提高气体压力。 单级离心风机由于单叶轮提供的能量有限,出口压力通常不高。为了获得更高的压比,工程师们设计了多级离心鼓风机。其核心结构是将多个叶轮串联在同一主轴上,气体依次通过每一级的叶轮和扩压器,每经过一级,压力就得到一次提升。气体在级间的导向通过回流器实现,它将上一级扩压器出来的气体引导至下一级叶轮的进口。这种多级串联的结构,使得风机能够在相对紧凑的尺寸下,实现远高于单级风机的出口压力。 根据结构和性能特点,离心风机发展出多种系列,以适应不同的应用需求: “C”型系列多级风机:这是最经典的多级离心鼓风机形式。结构坚固,运行平稳,压力范围广,效率高,是通用领域应用最广泛的类型。本文重点解析的C120-1.36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,使叶轮获得极高的转速(可达数万转/分钟),结合高效叶轮设计,能在单级或较少级数下产生很高的压力,结构紧凑,但制造精度和维护要求极高。 “AI”型系列单级悬臂风机:叶轮悬臂安装于主轴一端,结构相对简单,适用于中低压、大流量的工况。常用于通风、引风及某些特定气体输送。 “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,转子动力学性能优于悬臂式,适用于高转速、高压力的单级应用,稳定性好。 “AII”型系列单级双支撑风机:与“S”型类似,同为双支撑结构,但在具体结构设计和应用侧重上可能有所不同,同样强调转子的高稳定性。第二章 C120-1.36型号深度解析 型号是风机身份的标识,蕴含着其核心性能参数。以C120-1.36为例: “C”:代表该风机属于“C”型系列,即多级离心鼓风机。这意味着其内部包含多个串联的叶轮和导叶组件。 “120”:通常表示风机的流量,单位是立方米每分钟。因此,C120-1.36的设计额定流量为每分钟120立方米。这是风机选型时与系统需求匹配的关键参数之一。 “-1.36”:表示风机的出口绝对压力为1.36个标准大气压。在风机领域,若无特殊说明,压力通常指相对于绝对真空的绝对压力。1个标准大气压约为101.325 kPa。因此,该风机的出口压力约为 1.36 * 101.325 ≈ 137.8 kPa (绝压)。其产生的有效压升(升压)为 (1.36 - 1) * 101.325 ≈ 36.5 kPa。若型号中带有“/进风口压力”的表示,例如参考案例中的AI(M)600-1.124/0.95,则需按给定进口气压计算压升。对于C120-1.36,我们可以推断其核心设计目标是在提供120 m³/min流量的同时,实现约36.5 kPa的压升。这通常需要根据气体介质(默认空气)、转速等参数,通过气动计算确定所需的叶轮级数、叶轮直径和叶片型线。 其性能遵循离心风机的普遍特性:在转速恒定下,压力-流量曲线呈下降趋势,功率-流量曲线呈上升趋势,存在一个最高效率点。风机实际工作点由风机特性曲线与管网阻力曲线的交点决定。风机轴功率的计算公式为:轴功率等于 (流量 乘以 压升) 除以 (效率 乘以 常数K),其中常数K与单位制有关。这表明,要降低运行能耗,必须使风机在高效区运行。 第三章 风机核心配件详解 多级离心鼓风机的可靠运行依赖于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:作为整个转子系统的核心骨架,主轴承载所有旋转部件(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、扭矩和临界转速下的振动考验。材料通常选用优质合金钢(如42CrMo),并经过调质热处理和精密加工,确保尺寸精度和形位公差。 风机转子总成:这是风机的“心脏”,包括主轴、所有叶轮、平衡盘、轴套、联轴器等旋转部件的组合体。动平衡精度是转子总成的生命线。任何微小的质量不平衡在高速旋转下都会引发剧烈振动,导致轴承损坏、气封磨损甚至灾难性故障。转子在装配后必须进行高速动平衡校正,将残余不平衡量控制在严格标准之内。 风机轴承与轴瓦:在多级离心鼓风机中,尤其是中大型号,滑动轴承(即轴瓦)应用极为普遍。轴瓦通过油膜支撑主轴,具有承载能力强、阻尼性能好、适于高速运行的特点。轴瓦通常由钢背衬和耐磨减摩合金层(如巴氏合金)构成,依靠强制润滑系统提供压力油形成油膜。轴承的间隙、油温、油质是监控和维护的重点。 气封与油封: 气封(级间密封和轴端密封):用于防止气体在风机内部级间窜流和从轴端泄漏。传统形式为迷宫密封,利用多次节流膨胀原理降低泄漏。在要求更高的场合,碳环密封被广泛应用。碳环依靠其自润滑性和弹性紧抱轴颈,形成极小的间隙,密封效果优于迷宫密封,尤其适用于有毒、贵重或危险气体的密封。 油封:主要用于防止轴承箱的润滑油外泄,并阻挡外部杂质进入。常见形式有骨架油封、迷宫式油封等。 轴承箱:是容纳支撑轴承(轴瓦或滚动轴承)、润滑油并形成密封空间的部件。其结构设计需保证良好的刚性、对中性以及润滑油的流动与散热。轴承温度监测点通常设置在轴承箱上。第四章 风机常见故障与修理要点 风机的修理是一项专业性极强的工作,需遵循严谨的流程。 常见故障: 振动超标:最常见故障。原因包括转子不平衡(结垢、部件松动、叶轮磨损)、对中不良、轴承磨损、轴瓦间隙过大、基础松动或接近临界转速。 轴承温度高:润滑油油质不佳、油量不足、冷却系统故障、轴承(轴瓦)间隙不当、装配过紧或负载过大。 性能下降(压力/流量不足):转速不够、进口过滤器堵塞、密封间隙过大导致内泄漏严重、叶轮腐蚀磨损或结垢。 异响:轴承损坏、转子与静止件摩擦、喘振(风机在不稳定工况下运行)。 修理流程与要点: 解体前检查与记录:测量振动、温度、对中数据,做好标记。 精准解体:按顺序拆卸,使用专用工具,避免损伤部件。特别注意主轴、叶轮等过盈配合件的加热拆卸。 清洗与检查:彻底清洗所有部件,检查磨损、裂纹、变形。重点检查主轴的直线度、表面损伤;叶轮的焊缝、腐蚀、磨损情况;轴瓦的巴氏合金层是否脱落、磨损、刮伤,测量间隙;密封(尤其是碳环)的磨损量。 修复与更换: 主轴:若弯曲可矫直,磨损处可采用镀铬、热喷涂后磨削修复。裂纹则必须更换。 叶轮:动平衡前必须进行静平衡。轻微磨损可堆焊修复,严重腐蚀或变形需更换。修复或新换的叶轮必须与主轴单独试装,并做单件动平衡。 转子总成动平衡:这是修理的核心环节。所有旋转部件修复并装在主轴上后,必须在动平衡机上按工作转速或更高转速进行精确平衡,直至达到标准(通常用振动速度或剩余不平衡量衡量)。 轴瓦刮研:新轴瓦或修复的轴瓦需进行刮研,使其与轴颈接触面积和接触点分布符合要求,保证油膜形成。 密封更换:更换所有气封、油封。安装碳环密封时需小心,避免碎裂,并确保其与轴的对中。 精心装配:按拆卸逆序进行,保证清洁。严格控制轴承间隙、叶轮与壳体的对中、各部位间隙。最终恢复润滑和冷却系统。 对中与试运行:精确调整电机与风机转子的对中。试车时逐步升速,监测振动、温度、压力等参数,直至稳定运行。第五章 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:必须根据气体成分、温度、湿度选择耐腐蚀材料。 输送二氧化硫(SO₂)气体、氮氧化物(NOₓ)气体:遇水形成酸,腐蚀性强。壳体、叶轮可选用不锈钢(如304, 316L),或进行特种防腐涂层处理。 输送氯化氢(HCl)气体、氟化氢(HF)气体、溴化氢(HBr)气体:这些卤化氢气体腐蚀性极强,特别是HF能腐蚀玻璃和大多数金属。需选用高牌号镍基合金(如哈氏合金)、蒙乃尔合金或采用内衬塑料(如PTFE、PP)等非金属材料。 输送其他特殊有毒气体:如煤气(含CO、H₂S等)、磷化氢等,除了腐蚀性,更强调密封性和安全性。 密封技术升级:对于有毒、易燃易爆或贵重气体,泄漏是绝对不允许的。碳环密封因其出色的密封性能而被优先选用。在更高要求的场合,会采用干气密封(非接触式,零泄漏)或组合密封(如迷宫+碳环)。所有静密封面也需采用耐介质腐蚀的垫片。 安全设计: 壳体强度:按压力容器标准设计、制造和检验。 监测仪表:增设气体泄漏检测报警器、轴承温度、振动在线监测系统。 安全阀/爆破片:防止超压。 氮气吹扫/ purge 系统:在开机前和停机后,用惰性气体(如氮气)置换风机及管道内的危险气体,防止爆炸。 特殊系列标识:如前述的“AI(M)”和“AII(M)”,其中的“(M)”明确标识该风机专为输送混合煤气设计,在材料、密封和安全配置上已做特殊考虑,用户在选型和维护时应予以充分关注。结论 多级离心鼓风机是现代工业的动力动脉。深入理解其工作原理,准确解读型号含义如C120-1.36,熟练掌握核心配件如主轴、转子、轴瓦、碳环密封等的特性与维护要点,并针对输送工业气体的特殊要求采取正确的材料、密封和安全措施,是确保风机长周期、安全、稳定、高效运行的关键。作为一名风机技术从业者,不断深化对这些基础知识和专业技能的掌握,方能从容应对各种复杂工况,为工业生产保驾护航。 特殊气体煤气风机基础知识解析:以C(M)1393-1.51型号为例 离心风机基础知识解析:AI50-1.283/0.9332悬臂单级鼓风机详解 浮选风机基础与C55-1.5型号深度解析及其配件维修与工业气体输送应用 轻稀土(铈组稀土)镧(La)提纯风机:D(La)678-2.27型高速高压多级离心鼓风机技术解析 风机选型参考:AI1100-1.3085/0.9414离心鼓风机技术说明 离心风机基础知识解析及D600-2.25/0.979造气炉风机详解 关于烧结风机TLC6-2X51-29.9F的基础知识解析与应用 AI1100-1.153/0.893悬臂单级单支撑离心风机技术解析 离心风机基础知识解析及AI600-1.255(滑动轴承)悬臂单级鼓风机详解 离心风机基础知识解析:S1300-1.3386/0.9386造气炉风机详解 稀土矿提纯风机D(XT)2288-1.78型号解析与维护指南 特殊气体风机基础知识及C(T)2280-2.96多级型号解析 风机选型参考:C650-1.371/0.761离心鼓风机技术说明 特殊气体煤气风机基础知识解析:以C(M)2381-1.60型号为例 风机选型参考:AI800-1.0911/0.8911离心鼓风机技术说明 离心风机基础知识解析D750-2.296/0.836造气炉风机详解 特殊气体煤气风机基础知识解析:以C(M)225-2.87型号为例 重稀土钆(Gd)提纯专用离心鼓风机技术详解:以C(Gd)107-2.26型号为核心 多级离心鼓风机C300-1.596/0.933基础结构与配件解析 特殊气体风机基础知识解析:以C(T)1246-2.31多级型号为核心 特殊气体风机基础知识解析:以C(T)2065-2.33型号为核心 离心风机基础知识解析:AII1200-1.23/0.88 造气炉风机详解 特殊气体风机C(T)616-1.92多级型号解析与配件修理及有毒气体说明 轻稀土钷(Pm)提纯专用离心鼓风机技术全解:以D(Pm)2180-2.9型风机为核心 重稀土镝(Dy)提纯风机:D(Dy)2093-1.22型高速高压多级离心鼓风机技术解析 烧结风机性能解析:以SJ4500-1.032/0.921型号为例 C(M)150-1.6混合煤气加压离心风机技术解析及配件详解 输送特殊气体通风机:G6-51№17D离心通风机基础知识解析 |
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