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多级离心鼓风机基础知识与C120-1.35型号深度解析及应用探讨

作者:王军(139-7298-9387)

关键词:多级离心鼓风机、C120-1.35、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、矿山通风、冶金化工及各类工业气体输送领域扮演着至关重要的角色。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C120-1.35进行深度解析,同时详细说明其关键配件构成、常见维修要点,并探讨其在输送各类工业气体,特别是腐蚀性、有毒气体时的特殊考量。

第一章 多级离心鼓风机基础概述

多级离心鼓风机,顾名思义,是将多个单级离心叶轮串联安装在同一根主轴上的风机。其核心工作原理是气体每经过一级叶轮和导叶,其压力和速度就得到一次提升。气体从进气室进入第一级叶轮,在高速旋转的叶轮作用下获得动能,随后进入导叶,将部分动能转化为静压能;经过导叶的气体流向被调整后,再进入下一级叶轮,重复上述过程。如此逐级增压,最终在末级导叶后汇集,从出风口排出,达到单级风机所无法企及的较高压比。

其核心性能参数主要包括:

流量:单位时间内通过风机的气体体积,常用立方米每分钟或立方米每小时表示。 压力:分为进口压力、出口压力以及升压(出口压力与进口压力之差)。工程上常用千帕或标准大气压作为单位。 轴功率:风机运转所需输入功率。 效率:风机的有效功率与轴功率之比,是衡量其能耗与经济性的关键指标。

多级结构使其在追求较高出口压力的应用中,比单级风机或罗茨风机具有更高的效率和更好的稳定性。其性能曲线(压力-流量曲线、功率-流量曲线、效率-流量曲线)相对平坦,能够在较宽的流量范围内保持稳定的压力输出。

第二章 典型型号C120-1.35深度解析

以“C”型系列多级离心鼓风机中的C120-1.35为例,进行型号规格的详细解读。

系列代号“C”:代表该风机属于“C”型系列多级离心鼓风机。该系列通常设计为多级、低速、结构紧凑、运行平稳可靠,适用于中低压范围的空气或各种中性气体的输送,是工业领域应用最广泛的机型之一。 数字“120”:此数值通常表示风机在设计工况下的额定流量。参照行业惯例及类似型号的命名规则,它极有可能代表风机的流量为120立方米每分钟。这是风机选型的核心参数之一,直接关联到用户的工艺需求。 “-1.35”:此部分明确标识了风机的出口压力为1.35个标准大气压(绝压)。根据压力定义,若进口压力为标准大气压(1 atm),则此风机的升压为0.35个大气压。这个参数决定了风机克服系统阻力的能力。

综合来看,C120-1.35型多级离心鼓风机是一款设计流量为120 m³/min,出口压力为1.35 atm的“C”系列多级风机。它适用于需要中等风量和一定压力提升的场合,例如中小型污水处理厂的曝气系统、车间的工艺送风等。

第三章 风机核心配件详解

一台完整的多级离心鼓风机是由众多精密配件协同工作的结果。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承力与传动部件,主轴必须具备极高的强度、刚度和动态平衡精度。它承载所有叶轮,并将电机的扭矩传递给转子总成。材质通常选用高强度合金钢,并经过精密的加工和热处理。 风机转子总成:这是风机的“心脏”,由主轴、所有叶轮、平衡盘(用于平衡轴向推力)、轴套以及锁紧螺母等组成。转子在装配完成后必须进行严格的动平衡校正,以确保在高转速下平稳运行,避免振动超标。 风机轴承与轴瓦:在多级离心鼓风机中,尤其是中低速的“C”型系列,滑动轴承(即轴瓦)应用普遍。轴瓦通过油膜支撑主轴,具有承载能力强、阻尼性能好、噪音低等优点。其材质多为巴氏合金,运行中需要持续的润滑油进行润滑和冷却。轴承箱则是容纳轴承/轴瓦并提供润滑油路的壳体部件。 密封系统:这是防止气体泄漏和油泄漏的关键。 气封(级间密封和轴端密封):主要用于阻止高压气体向低压区或大气泄漏。在输送特殊气体时,气封的可靠性至关重要。 油封:主要安装在轴承箱两端,防止润滑油外泄。 碳环密封:一种非接触式密封,由多个碳环组成,依靠弹簧力抱紧在轴上,在轴与环之间形成极小的间隙,实现有效密封。尤其在输送有毒、贵重或易燃易爆气体时,碳环密封因其低泄漏、高可靠性和耐腐蚀性而成为优选。 其他配件:还包括机壳(蜗壳和隔板)、导叶器、润滑系统、冷却系统、联轴器以及底座等,共同构成了一个完整的风机机组。

第四章 风机常见故障与修理要点

风机的定期维护与及时修理是保障其长周期安全运行的基础。

振动异常:这是最常见的故障。原因可能包括转子动平衡失效(如叶轮结垢、磨损)、对中不良、轴承/轴瓦磨损、地脚螺栓松动等。修理时需重新进行动平衡校正、精确对中、更换轴承或紧固螺栓。 轴承/轴瓦温度过高:原因可能是润滑油油质不佳、油量不足、冷却不良、轴承间隙不当或已发生磨损。需检查润滑系统,更换润滑油,调整间隙或更换新轴承/轴瓦。 性能下降(压力或流量不足):可能由于密封间隙磨损过大导致内泄漏严重、叶轮腐蚀或磨损、进口过滤器堵塞等。需检查并调整或更换气封、油封,必要时修复或更换叶轮。 异常噪音:可能源于轴承损坏、转子与静止件摩擦、喘振现象等。需立即停机检查,排除故障点。 气体泄漏:对于输送工业气体,特别是危险气体的风机,轴端密封(如碳环密封)的失效是主要原因。需定期检查密封状态,及时更换失效的密封组件。

修理过程必须遵循严格的规程:停机、隔离、泄压、安全确认后,方可进行拆卸。拆卸时做好标记,测量并记录关键尺寸(如轴承间隙、叶轮与隔板间隙等)。装配时确保清洁,使用合适的工具,并严格按照技术要求恢复各部件的配合间隙与对中精度。

第五章 输送工业气体的特殊风机及其型号解读

当输送介质为混合工业酸性有毒气体、二氧化硫、氮氧化物、氯化氢、氟化氢、溴化氢等腐蚀性、有毒气体时,对风机的材料、密封和安全设计提出了极高要求。为此,风机厂家开发了专门的系列。

“AI”型系列单级悬臂风机与“AII”型系列单级双支撑风机:这两种结构常用于气体输送。悬臂式结构紧凑,双支撑式转子稳定性更好,适用于更高压或更苛刻的工况。当其用于输送煤气等介质时,型号会特殊标注。 型号解读示例:AI(M)600-1.124/0.95 “AI(M)”:“AI”表示单级悬臂系列,“(M)”特指用于输送煤气(或混合煤气)。同理,“AII(M)”则表示AII系列的单级双支撑煤气风机。 “600”:表示风机设计流量为600立方米每分钟。 “-1.124”:表示风机出口绝对压力为1.124个标准大气压。 “/0.95”:表示风机进口绝对压力为0.95个标准大气压。如果型号中没有“/”及后续数字,则默认进口压力为1个标准大气压。

输送特殊工业气体的技术考量:

材料选择:与腐蚀性气体接触的过流部件(如机壳、叶轮、密封)需选用耐腐蚀材料,如不锈钢(304, 316L)、双相钢、高镍合金(哈氏合金),或采用防腐涂层(如环氧树脂、橡胶衬里)。 密封强化:必须采用高效、可靠的密封形式,如碳环密封、干气密封等,确保有毒气体零泄漏或微泄漏至安全标准以内。密封气系统可能需要引入惰性气体作为缓冲气。 安全设计:风机结构上应考虑额外的检漏口、放空口、冲洗口。对于可能爆炸的气体,需考虑防爆设计和认证。轴承箱、润滑油系统应与介质腔完全隔离,防止气体窜入。 运行维护:启动前需用惰性气体置换风机及管道内的空气。停机后同样需要进行吹扫。维护检修时,必须进行彻底的气体置换和浓度检测,确保操作人员安全。

结论

多级离心鼓风机,如C120-1.35,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、核心配件构成及维护修理要点,是保障其高效稳定运行的基础。而当面对输送工业酸性有毒气体等特殊工况时,必须选用如AI(M)、AII(M)等专用系列风机,并在材料、密封和安全措施上给予充分重视。作为一名风机技术从业者,掌握这些基础知识与实践技能,对于设备选型、故障诊断、安全运维乃至工艺优化都具有至关重要的指导意义。

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