多级离心鼓风机基础知识与C90-1.6型号深度解析

作者：王军（139-7298-9387）

关键词：多级离心鼓风机、C90-1.6、风机配件、风机修理、工业气体输送、离心风机技术

引言

多级离心鼓风机是工业领域中广泛应用的关键设备，尤其在气体输送、通风和工艺过程中扮演着重要角色。它通过多级叶轮的串联设计，实现气体压力的逐级提升，适用于中高压场合。本文旨在系统介绍多级离心鼓风机的基础知识，重点解析C90-1.6型号的结构与性能，并详细说明风机配件、修理方法以及工业气体输送的特殊要求。文章还将简要对比“C”型、“D”型、“AI”型、“S”型和“AII”型等系列风机，帮助读者全面理解风机技术。通过结合实际应用案例，本文将为风机技术人员提供实用的参考。

一、多级离心鼓风机基础知识

多级离心鼓风机是一种基于离心原理的气体压缩设备，其核心工作原理是利用高速旋转的叶轮对气体做功，将机械能转化为气体的压力和动能。与单级风机相比，多级设计通过多个叶轮串联，使气体在流经每一级时压力逐步增加，从而实现更高的总压升。这种结构特别适用于需要中高压气体的工业场景，如化工、冶金、环保和电力行业。

多级离心鼓风机的基本组成包括：主轴、叶轮、蜗壳、轴承、密封系统和轴承箱等。工作时，气体从进气口进入，经过多级叶轮的加速和扩压，最终从出气口排出。其性能参数主要包括流量、压力、功率和效率。流量指单位时间内输送的气体体积，通常以立方米每分钟或立方米每小时表示；压力包括进口压力和出口压力，反映了风机的增压能力；功率分为轴功率和有效功率，轴功率是风机实际消耗的功率，有效功率是气体获得的功率，效率则通过有效功率除以轴功率计算，公式表示为：效率等于（气体输出功率除以风机输入功率）乘以百分之一百。

多级离心鼓风机的优势在于其高效率、稳定性和适应性。通过多级设计，风机可以在较低转速下实现较高压力，减少能耗和磨损。此外，它还能处理各种工业气体，包括腐蚀性和有毒气体，但需根据气体性质选择合适的材料和密封方式。在工业应用中，多级离心鼓风机常用于通风、气体回收和工艺气体输送，其性能受气体密度、温度和湿度等因素影响，需在实际操作中加以调整。

二、C90-1.6型号深度解析

C90-1.6是多级离心鼓风机中的典型型号，属于“C”型系列，专为中压气体输送设计。该型号的命名规则中，“C”代表系列类型，即多级离心式；“90”表示风机的设计流量为每分钟90立方米；“1.6”表示出口压力为1.6个大气压（相对压力）。整体上，C90-1.6适用于流量需求适中、压力要求较高的工业环境，如小型化工厂或通风系统。

在结构上，C90-1.6采用多级叶轮布置，通常包括3-5级叶轮，每级叶轮通过主轴串联，由轴承支撑。主轴采用高强度合金钢制成，确保在高转速下的稳定性和耐久性。叶轮设计基于空气动力学原理，采用后弯叶片以减少能量损失，提高效率。蜗壳部分则采用铸铁或不锈钢材料，用于收集和导流气体，确保气流平稳。该型号的风机通常配备高效的密封系统，如碳环密封和气封，以防止气体泄漏和油污侵入。

性能方面，C90-1.6在额定工况下，流量为90立方米每分钟，出口压力为1.6个大气压，进口压力默认为1个标准大气压（无特殊标注时）。其轴功率可根据流量和压力计算，公式为：轴功率等于（流量乘以压力升）除以（效率乘以常数），其中压力升为出口压力减进口压力。例如，假设效率为75%，则轴功率约为（90 × (1.6-1)） / (0.75 × 60) 千瓦，具体数值需根据实际测试确定。该型号的风机效率通常在70%-80%之间，取决于运行条件和维护状态。

C90-1.6的应用场景广泛，包括工业通风、气体增压和环保设备。在输送空气或中性气体时，它表现出高可靠性和低维护需求。然而，在处理特殊气体时，需注意材料兼容性，例如使用耐腐蚀涂层或特殊合金。与其他系列相比，C90-1.6的优势在于结构紧凑、成本较低，但可能不适合极高压力或流量需求，此时可考虑“D”型高速高压风机。

三、风机配件详解

风机配件是多级离心鼓风机正常运行的关键，其质量和设计直接影响风机的性能和寿命。以下针对C90-1.6型号，详细说明主要配件：风机主轴、风机轴承用轴瓦、风机转子总成、气封、油封、轴承箱和碳环密封。

风机主轴是风机的核心部件，负责传递动力和支撑旋转部件。在C90-1.6中，主轴通常由42CrMo或类似高强度合金钢制成，经过热处理和精加工，确保高硬度和抗疲劳性能。主轴的设计需考虑临界转速，避免共振，其计算公式为：临界转速与主轴长度和直径的平方成反比。安装时，主轴需与电机轴对中，以减少振动和磨损。

风机轴承用轴瓦是滑动轴承的一部分，用于减少摩擦和支撑主轴。在C90-1.6中，轴瓦多采用巴氏合金或铜基材料，具有良好的耐磨性和导热性。轴瓦的间隙需严格控制，通常为主轴直径的千分之一到千分之二，以确保润滑和散热。润滑系统提供油膜，减少直接接触，延长寿命。

风机转子总成包括叶轮、主轴和平衡盘等部件。叶轮是气体加速的关键，在C90-1.6中，每级叶轮采用闭式设计，叶片数为6-12片，材料为不锈钢或铝合金，以抵抗腐蚀。转子总成需进行动平衡测试，不平衡量需小于国际标准ISO1940的G6.3级，以防止振动和噪音。

气封和油封是密封系统的重要组成部分。气封用于防止气体泄漏，通常采用迷宫式或碳环密封；油封则防止润滑油外泄。在C90-1.6中，碳环密封应用广泛，它由多个碳环组成，依靠弹簧压力与主轴接触，实现动态密封。碳环密封的优点包括自润滑和耐高温，但需定期检查磨损。

轴承箱是支撑轴承和密封的壳体，在C90-1.6中，它由铸铁制成，内部设有油路和冷却通道。轴承箱的设计需确保散热良好，油温控制在60摄氏度以下，以避免润滑油变质。

总体而言，这些配件的选择和维护对风机性能至关重要。在C90-1.6中，配件需定期检查和更换，例如主轴每运行10000小时需检查直线度，轴瓦每5000小时需测量间隙。通过合理使用配件，可以显著提高风机的可靠性和效率。

四、风机修理与维护

风机修理是确保多级离心鼓风机长期稳定运行的必要环节，尤其对于C90-1.6型号，定期维护可预防故障并延长使用寿命。修理过程需基于故障诊断，常见问题包括振动异常、压力下降和泄漏。

振动异常是风机常见故障，可能由转子不平衡、轴承磨损或对中不良引起。对于C90-1.6，首先需检查转子总成的动平衡，使用动平衡机进行校正，不平衡量需控制在允许范围内。其次，检查轴承和轴瓦，如果间隙超过标准，需更换新件。对中调整需使用激光对中仪，确保主轴与电机轴偏差小于0.05毫米。

压力下降通常源于叶轮磨损或密封失效。在C90-1.6中，叶轮磨损可通过视觉检查测量叶片厚度，如果磨损超过原厚度的10%，需修复或更换。密封系统如气封和碳环密封，需检查磨损情况，碳环密封的磨损极限为环厚的20%，超出则需更换。同时，清理蜗壳和流道，避免积灰影响气流。

泄漏问题包括气体泄漏和油泄漏。气体泄漏多发生在密封处，需紧固螺栓或更换密封件；油泄漏则检查油封和轴承箱密封。在C90-1.6中，使用着色渗透检测法检查裂纹，并及时修复。

定期维护计划应包括每日检查油位和振动、每月清洁外部、每半年全面解体检查。修理时，需使用专用工具，如液压拉马拆卸叶轮，避免损坏部件。安全措施必不可少，例如停机后锁定能源、排气置换有毒气体。

通过预防性修理，C90-1.6的平均寿命可延长至10年以上。案例表明，一家化工厂通过定期更换轴瓦和碳环密封，将风机效率保持在75%以上，减少了停机损失。

五、工业气体输送说明

工业气体输送是多级离心鼓风机的重要应用领域，尤其涉及有毒、腐蚀性气体时，需特殊设计和材料选择。本文以“C”型系列为基础，扩展说明输送混合工业酸性有毒气体、二氧化硫(SO₂)、氮氧化物(NOₓ)、氯化氢(HCl)、氟化氢(HF)、溴化氢(HBr)及其他特殊有毒气体的要求。

首先，对于混合工业酸性有毒气体，风机需采用耐腐蚀材料，如316L不锈钢或哈氏合金。密封系统需加强，使用双碳环密封或机械密封，防止泄漏。在C90-1.6中，如果用于此类气体，叶轮和蜗壳需喷涂防腐涂层，并增加气体检测报警系统。

输送二氧化硫(SO₂)气体时，SO₂具有强腐蚀性和毒性，风机内部需采用橡胶衬里或特种塑料。气封系统需升级为迷宫式与碳环组合，确保零泄漏。运行中，需监控气体浓度和温度，避免冷凝形成酸蚀。

氮氧化物(NOₓ)气体输送要求风机具备抗氧化和耐高温性能。在C90-1.6应用中，主轴和叶轮可使用Inconel合金，轴承箱加装冷却系统，控制温度 below 80摄氏度。同时，进出口需设置净化装置，减少爆炸风险。

氯化氢(HCl)、氟化氢(HF)和溴化氢(HBr)气体均属强酸类，对金属有极高腐蚀性。风机材料需选择聚四氟乙烯(PTFE)衬里或钛合金，密封需采用全封闭设计。例如，在C90-1.6改造版中，碳环密封可替换为PTFE基密封，并增加冲洗系统，防止结晶堵塞。

其他特殊有毒气体，如氰化氢或磷化氢，需定制风机设计。整体上，工业气体输送的风机需符合安全标准，如ISO 13707和API 617，定期进行压力测试和气体检测。

对比不同系列，“AI”型单级悬臂风机适用于低压煤气输送，如AI(M)600-1.124/0.95型号，表示流量600立方米每分钟，出口压力1.124大气压，进口压力0.95大气压；“D”型高速高压风机适合极高压力场景；“S”型和“AII”型则用于高速或双支撑结构，提高稳定性。在气体输送中，选择合适系列可优化效率和安全性。

六、系列风机对比与应用案例

多级离心鼓风机包括多个系列，每个系列针对特定需求设计。“C”型系列如C90-1.6，适用于中压多级应用，结构简单，维护方便；“D”型系列高速高压风机，适用于石油和化工高压场合，转速可达每分钟10000转以上；“AI”型系列单级悬臂风机，如AI(M)600-1.124/0.95，专为煤气输送设计，结构紧凑，适合空间有限环境；“S”型系列单级高速双支撑风机，强调高转速和平衡性；“AII”型系列单级双支撑风机，适用于重型负载和有毒气体。

应用案例中，一家钢铁厂使用C90-1.6输送空气，通过定期维护，年运行时间超过8000小时，无重大故障。另一案例是化工厂采用“AI”型风机处理混合煤气，通过优化密封，泄漏率低于0.1%。这些案例显示，正确选择和维护风机可显著提升生产效率。

结论

多级离心鼓风机是现代工业不可或缺的设备，本文通过解析C90-1.6型号，详细介绍了其基础知识、配件、修理和气体输送应用。C90-1.6作为“C”型代表，展现了多级风机的优势，而配件和维护说明提供了实用指导。工业气体输送部分强调了安全性和材料选择，系列对比则帮助用户优化选型。未来，随着技术进步，风机将向更高效率和智能化发展，建议技术人员持续学习，提升维护技能。如有疑问，可联系作者进一步探讨。