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多级离心鼓风机基础与C120-1.26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、C120-1.26、风机配件、风机修理、工业气体输送、轴瓦、碳环密封、酸性气体

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。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,并重点针对C120-1.26型号进行深度解析,同时详细说明关键配件构成、常见故障修理要点,以及对输送各类特殊工业气体(尤其是有毒、酸性气体)的风机技术要点进行探讨。

第一章 多级离心鼓风机技术概述

离心鼓风机的工作原理基于牛顿第二定律及叶轮机械的欧拉方程。当电机驱动风机主轴带动叶轮高速旋转时,气体在叶轮叶片的作用下获得动能和静压能。气体从叶轮中心(进口)被吸入,在离心力作用下被甩向叶轮外缘,流速增加。随后,高速气体进入扩压器,流速降低,部分动能依据伯努利方程转化为静压能。在多级风机中,此过程被重复多次:经前一级压缩的气体被导入下一级叶轮的进口,进行再次增压,从而实现在单台风机内获得较高的总压升。

其核心性能参数包括:

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:风机进出口的全压差值,或指出口静压(当进口为大气压时),常用千帕或标准大气压表示。 功率:风机轴功率,即风机主轴所需的输入功率。 效率:风机的有效功率(与流量和压升的乘积相关)与轴功率之比,是衡量风机能量转换效能的关键指标。

根据结构和性能特点,离心鼓风机主要发展出以下几大系列:

“C”型系列多级风机:这是最经典的多级离心鼓风机结构。通常由多个单级叶轮串联在同一根主轴上,级间通过隔板、回流器引导气体流动。其结构紧凑,运行平稳,压力范围覆盖广,是中高压应用场景的常见选择。本文重点解析的C120-1.26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,使叶轮获得远超电机转速的超高线速度,从而在单级或较少级数下实现很高的压升。其结构相对复杂,对制造精度、齿轮和轴承系统要求极高,适用于更高压力的工况。 “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。通常用于中低压、大流量的场合。其变种“AI(M)”系列专门针对煤气等介质进行了优化。 “S”型系列单级高速双支撑风机:叶轮置于两个支撑轴承之间,转子动力学性能优于悬臂式,适用于更高转速的单级增压场合。 “AII”型系列单级双支撑风机:与“S”型类似,同为双支撑结构,但在具体气流通道、叶轮设计上可能有所区别,同样适用于稳定工况下的气体输送。

第二章 C120-1.26型多级离心鼓风机深度解析

型号释义:
“C”代表多级离心鼓风机系列;“120”表示风机在设计工况下的额定流量为120立方米每分钟;“-1.26”表示风机的出口绝对压力为1.26个标准大气压。根据前文提供的命名规则,由于型号中未出现“/”及后续数字,表明其进口压力默认为1个标准大气压(即常压吸入)。因此,该风机产生的静压升约为0.26个大气压(或约26.3千帕)。

性能特点与应用:
C120-1.26是一款典型的中流量、中低压多级离心鼓风机。其流量120立方米每分钟使其适用于中小规模的曝气系统、物料输送或车间通风。1.26个大气压的出口压力能够克服中等程度的系统阻力。该型号风机以其运行可靠、效率适中、成本效益好而受到市场欢迎。

核心配件与结构详解:

风机主轴:是风机的“脊梁”,承担传递扭矩、支撑所有旋转部件的重任。对于C120-1.26,主轴需具备高刚度、高强度和高韧性,通常采用优质合金钢经锻打、热处理、精密加工而成,确保其临界转速远高于工作转速,避免共振。 风机转子总成:这是风机的核心旋转组件,由主轴、所有级的叶轮、平衡盘(如有)、联轴器等部件组成。每个叶轮都需经过严格的动平衡校正,整个转子总成在装配后还需进行高速动平衡,将不平衡量控制在极低范围内,以保证风机平稳、低振动运行。 风机轴承与轴瓦:在多级风机中,尤其是像C120-1.26这类中型风机,滑动轴承(即轴瓦)应用普遍。轴瓦通过油膜润滑,具有承载能力强、阻尼性能好、寿命长的优点。其内衬通常为巴氏合金,与主轴轴颈形成摩擦副。安装和运行时需保证合适的轴承间隙、润滑油温与清洁度。 密封系统:这是防止气体泄漏和润滑油污染的关键。 气封(级间密封与轴端密封):主要用于减少级间窜气和轴端向大气泄漏工艺气体。在C120-1.26中可能采用迷宫密封,利用多次节流效应来密封。 油封:安装在轴承箱端盖,防止润滑油沿轴泄漏。 碳环密封:在一些要求更高或输送特殊气体的风机中,会采用接触式或无接触式的碳环密封。碳环具有良好的自润滑性和耐磨性,能有效密封多种介质,尤其在处理有毒或贵重气体时至关重要。 轴承箱:容纳轴承(轴瓦)和润滑油的部件,为转子提供稳定可靠的支撑。其结构需保证足够的刚性,内部油路设计要合理,确保润滑油能充分供应到轴瓦表面并顺利回油。

第三章 风机常见故障与修理要点

风机修理是一项专业性极强的工作,需遵循严格的规程。

一、常见故障模式:

振动超标:最常见的问题。原因可能包括:转子不平衡(叶轮结垢或磨损)、对中不良、轴承(轴瓦)磨损、基础松动、临界转速接近工作转速等。 轴承温度过高:可能因润滑油品质不佳、油量不足、冷却系统故障、轴承间隙不当、负载过大或安装不当引起。 性能下降(压力/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、转速下降、进口过滤器堵塞等。 异常噪音:可能源于轴承损坏、转子与静止件摩擦、喘振(系统阻力过大导致气流脱离)等。

二、修理流程与关键技术:

停机检查与诊断:详细记录故障现象,进行振动频谱分析、油液分析等,初步判断故障根源。 拆卸与清洗:按顺序小心拆卸各部件,对零部件进行彻底清洗,以便检查。 关键部件检查与修复: 主轴:检查直线度、轴颈尺寸及表面粗糙度。若弯曲超标需进行矫直或更换;轴颈磨损可考虑镀铬修复或磨削后配新轴瓦。 转子总成:检查每个叶轮的腐蚀、磨损、裂纹情况(可用着色渗透或磁粉探伤)。轻微缺陷可修复,严重则需更换。必须重新进行动平衡,精度等级需达到G2.5或更高。 轴瓦:检查巴氏合金层有无剥落、裂纹、磨损。测量轴承间隙,若超标或合金层损伤,需刮研或重新浇铸加工。 密封:检查迷宫密封齿的磨损情况,间隙过大需更换密封件。碳环密封检查环的磨损量和弹簧力。 机壳与隔板:检查有无裂纹、腐蚀,流道是否光滑。 回装与调试:按相反顺序回装,确保所有配合间隙(如轴承间隙、密封间隙)符合设计图纸要求。严格保证电机与风机的主轴对中精度。加注合格的润滑油至规定油位。点动试车无异常后,进行空载和逐步加载试运行,监测振动、温度、压力等参数直至稳定达标。

第四章 输送工业气体的特殊风机技术

输送工业气体,尤其是混合酸性、有毒气体,对风机的材料选择、密封设计和运行监控提出了极高要求。

一、气体特性与风机适应性:

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:这些气体通常具有强腐蚀性、毒性。风机接触介质的过流部件(叶轮、机壳、隔板等)必须选用耐腐蚀材料,如不锈钢(304L, 316L)、双相不锈钢、哈氏合金、钛材等,具体选择取决于气体成分、浓度、温度和湿度。 氮氧化物(NOₓ):同样具有腐蚀性和毒性,材料选择需谨慎。 煤气(如AI(M)系列所针对):可能含有H₂S、CO、焦油等杂质,具有毒性、爆炸性和腐蚀性。风机需考虑防爆设计,材料需耐硫化氢腐蚀,并防止焦油等粘性物质积聚。

以AI(M)600-1.124/0.95为例解析:该型号为AI系列悬臂单级煤气风机,专门用于输送混合煤气。流量为600立方米每分钟;出口绝对压力1.124个大气压;进口压力为0.95个大气压(可能是煤气柜压力或前段系统压力)。其设计重点在于:采用适用于煤气的防爆电机;过流部件使用耐腐蚀钢材;密封系统极为关键,通常采用高性能的碳环密封或干气密封,确保有毒煤气不外泄;结构上便于清理可能积聚的杂质。

二、关键技术措施:

材料升级:根据输送气体的化学性质,科学选材是保证风机寿命和安全的首要考虑。 高级密封系统:对于有毒、贵重气体,传统的迷宫密封可能不足以保证零泄漏。必须采用更可靠的密封形式,如: 碳环密封组:多组碳环串联使用,中间可引入惰性阻塞气体(如氮气),形成气障,有效阻止工艺气体外漏。 干气密封:非接触式机械密封,泄漏量极低,可靠性高,但成本也较高。 安全与监控: 泄漏检测:在轴封处设置气体探测器,实时监测有无泄漏。 腐蚀监测:定期对关键部件进行无损检测(如壁厚测量)。 防喘振控制:设置防喘振阀和控制系统,防止风机进入不稳定工作区。 完整性设计:采用双端面机械密封或带有泄漏引回处理的密封方案,确保万无一失。

结论

多级离心鼓风机,如C120-1.26,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、核心配件构成以及维护修理要点,是保障其长期稳定运行的基础。而当面对输送工业酸性、有毒气体等苛刻工况时,必须在材料、密封和安全防护方面采取针对性的高级配置。从经典的“C”型多级风机到专用于煤气的“AI(M)”系列,技术的演进始终围绕着高效、可靠与安全的核心。作为风机技术人员,掌握这些基础知识并紧跟技术发展,对于设备选型、故障排查和安全运维具有至关重要的指导意义。

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