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多级离心鼓风机基础知识与C70-1.7型号深度解析

作者:王军(139-7298-9387)

关键词:多级离心鼓风机、C70-1.7、风机配件、风机修理、工业气体输送、轴瓦、碳环密封、转子总成


一、 多级离心鼓风机概述

多级离心鼓风机是工业流体输送领域的核心设备之一,其工作原理基于离心力的作用。当风机主轴带动叶轮高速旋转时,气体从轴向进入叶轮,在离心力作用下被甩向叶轮边缘,其流速和压力均得到提高。随后,气体进入扩压器,将动能进一步转化为压力能。单级叶轮所能产生的压升有限,为了满足更高的压力需求,将多个叶轮串联在同一根主轴上,气体依次通过每一级叶轮和扩压器,压力逐级累加,最终在出口处达到设计压力。这种结构形式的鼓风机即为多级离心鼓风机。

其核心优势在于能够在相对紧凑的结构下,提供稳定、连续且无油(取决于密封形式)的高压气体流。性能上,其压力与转速的平方成正比,流量与转速成正比,这一特性通过风机相似定律进行描述。多级离心鼓风机广泛应用于污水处理、冶金、化工、电力、建材等行业的鼓风、送风、助燃及各种工艺气体输送环节。

根据结构形式和适用场景的不同,行业内衍生出多个系列,例如:

“C”型系列多级风机:这是最典型的多级离心鼓风机结构,通常为水平剖分式机壳,级数多,压力范围广,适用于空气及多种中性气体,是通用性最强的系列。 “D”型系列高速高压风机:通常采用整体齿轮式增速结构,叶轮直接安装于大齿轮两端的轴上,转速极高,单级压比高,结构紧凑,适用于更高压力和流量的工况。 “AI”型系列单级悬臂风机:叶轮悬臂安装于主轴一端,结构简单,维护方便。常用于中低压、大流量的场合。 “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,转子动力学性能好,适用于高转速、高强度的单级增压场景。 “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有所不同,同样注重转子的稳定性和承载能力。

二、 核心型号C70-1.7深度解析

以“C70-1.7”这一具体型号为例,我们可以深入理解多级离心鼓风机的命名规则与性能参数。

“C”:代表该风机属于“C”型系列,即多级、水平剖分式离心鼓风机。 “70”:通常表示风机叶轮的公称直径,单位为厘米。即该风机的叶轮直径约为700毫米。叶轮直径是决定风机压头和流量的关键结构参数。 “-1.7”:表示风机在设计点(额定流量和进气条件)工作时,其出口的绝对压力为1.7个大气压(绝对压力),亦即表压约为0.7公斤力/平方厘米(kgf/cm²)。这是一个中等压力的典型应用。

对于C70-1.7风机,其性能曲线通常表现为:在额定转速下,随着流量的增加,出口压力会逐渐下降;而轴功率则会随之上升。用户需要根据管网阻力特性曲线来选择合适的工作点,以确保风机在高效区内稳定运行。该型号风机通常适用于常规的污水处理曝气、小型高炉鼓风、物料输送等场景。

三、 关键配件功能与维护要点

风机的可靠运行离不开其内部精密配件的协同工作。以下是几个核心部件的详解:

风机主轴:作为转子的核心骨架,主轴承载所有旋转部件并传递扭矩。它必须具有极高的强度、刚度和耐磨性,通常采用优质合金钢锻造并经调质热处理。主轴的直线度、轴颈的尺寸精度和表面光洁度是保证动平衡和轴承寿命的前提。 风机转子总成:这是风机的“心脏”,由主轴、各级叶轮、平衡盘、轴套等部件过盈配合或键连接组成。每个叶轮在装配前都需进行严格的静平衡校正,整个转子总成完成后必须进行高速动平衡试验,将不平衡量控制在标准(如G2.5级)以内,这是避免运行时剧烈振动的关键。 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)应用普遍。轴瓦通常采用巴氏合金作为衬层,具有良好的嵌藏性和顺应性。其工作原理是依靠主轴旋转形成的油楔产生动压润滑,将轴颈托起,避免金属直接接触。轴承的间隙、油温、供油压力是监控重点。 密封系统:这是防止介质泄漏和外部杂质进入的关键。 气封(迷宫密封):在各级叶轮之间和轴端,通过一系列环形齿与轴的微小间隙形成节流效应,减少内部气体泄漏。 油封:主要用于轴承箱两端,防止润滑油外泄和灰尘进入轴承。 碳环密封:在输送有毒、贵重或易燃易爆气体时,碳环密封是首选。它由多个碳环组成,在弹簧力作用下紧贴轴套表面,实现接触式密封,泄漏量远小于迷宫密封。其材料具有自润滑性,对轴的磨损小。 轴承箱:是容纳轴承、轴瓦并建立稳定润滑油系统的部件。其结构设计需保证润滑油能顺畅流动和散热,内部油路必须清洁无堵塞。

四、 风机常见故障与修理流程

风机修理是一项系统性工程,需要遵循严谨的流程。

常见故障分析:

振动超标:最常见故障。原因包括转子不平衡(结垢、叶片磨损、零件松动)、对中不良、轴承磨损、轴弯曲、基础松动或喘振(工作点落入不稳定区)。 轴承温度高:润滑油油质劣化、油量不足、冷却器故障、轴承间隙过小、负载过大或安装不当。 性能下降:流量或压力不足。原因可能是转速不够、进口过滤器堵塞、密封间隙过大导致内泄漏严重、或叶轮腐蚀磨损。 异响:可能是轴承损坏、转子与静止件摩擦(扫膛)或喘振的前兆。

标准修理流程:

停机与隔离:确保风机与电源、工艺系统完全隔离。 拆解与清洗:按顺序拆卸进出口管路、联轴器罩壳、上机壳等。对所有零件进行彻底清洗,以便检查。 全面检测转子:检查动平衡状态,测量轴颈圆度、圆柱度,检查叶轮焊缝、铆钉有无开裂,叶片有无裂纹和磨损。 轴承/轴瓦:检查巴氏合金层有无剥落、裂纹、烧灼痕迹,测量轴承间隙。 密封:测量迷宫密封间隙,检查碳环密封的磨损量和弹簧弹力。 机壳与基础:检查机壳有无裂纹,基础螺栓有无松动。 修复与更换转子动平衡:必须在动平衡机上校正至合格标准。 轴颈修复:若磨损,可采用镀铬、热喷涂等方式修复并精磨至原尺寸。 叶轮修复:裂纹需补焊,严重磨损需堆焊或更换。修复后必须重新做静平衡。 轴瓦修复:重刮巴氏合金或更换新瓦。 密封更换:所有密封件建议大修时全部更换。 回装与对中:严格按照装配工艺和公差要求回装。用百分表精确调整电机与风机主轴的同心度(对中)。 试运行:先点动确认无摩擦,再空载运行,监测振动、温度、噪声。正常后逐步加载至额定工况,验证性能。

五、 工业气体输送风机的特殊考量

输送工业气体,尤其是酸性、有毒气体,对风机的材料、密封和安全设计提出了极高要求。

气体特性与材料选择:

输送混合工业酸性有毒气体、二氧化硫(SO₂)、氯化氢(HCl)、氟化氢(HF)、溴化氢(HBr)等:这些气体遇水会形成强酸,对碳钢部件造成严重腐蚀。风机过流部件(机壳、叶轮、隔板)必须选用耐腐蚀材料,如奥氏体不锈钢(304L, 316L)、双相不锈钢、哈氏合金(C-276)或采用特种涂层(如聚四氟乙烯衬里)。密封系统必须采用泄漏率极低的碳环密封或干气密封。 输送氮氧化物(NOₓ)气体:NOₓ气体同样具有强氧化性和腐蚀性,材料选择原则与酸性气体类似。 输送其他特殊有毒气体:如煤气、磷化氢等,除了耐腐蚀,更强调密封的绝对可靠性,任何泄漏都可能造成人身安全事故和环境灾难。通常采用双端面干气密封或串联式密封,并辅以泄漏监测报警系统。

专用风机型号解析:
以“AI(M)600-1.124/0.95”为例:

“AI(M)”:表示AI系列悬臂单级煤气风机。其中的“(M)”特指用于输送混合煤气。 “AII(M)”:则表示AII系列单级双支撑结构的煤气风机,双支撑结构刚性更好,适用于更苛刻的工况。 “600”:表示风机的进口流量为600立方米/分钟。 “-1.124”:表示风机出口的绝对压力为1.124个大气压。 “/0.95”:表示风机进口的绝对压力为0.95个大气压。这表明风机是在一个微负压的进气条件下工作的。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。

设计与运行要点:

材料升级:根据气体成分和工况(温度、湿度)精准选材。 密封强化:标配高性能碳环密封或机械密封,并设计有密封气系统,确保有毒气体零泄漏。 安全防护:机壳设计需考虑更高的爆破压力,设置安全阀或防爆膜。轴端设有隔离气腔,防止气体窜入轴承箱。 维护特殊性:检修前必须进行彻底的氮气吹扫和置换,确保设备内部无毒、无易燃易爆气体。维修人员需佩戴正压式空气呼吸器等专业防护装备。

六、 总结

多级离心鼓风机是现代工业不可或缺的动力设备。深入理解其工作原理,精确解读型号参数,熟练掌握核心配件的作用与维护要领,是保障风机长周期稳定运行的基础。面对日益苛刻的工业气体输送需求,特别是针对有毒、腐蚀性介质,必须在设计选型、材料选择、密封技术和安全维护上采取针对性的高标准方案。作为风机技术人员,我们应不断深化对设备机理的认识,提升故障诊断与处理能力,为工业生产的安全、高效与环保贡献力量。

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