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多级离心鼓风机基础知识与C145-1.7型号深度解析

作者:王军(139-7298-9387)

关键词:多级离心鼓风机、C145-1.7、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加压的核心设备,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。本文将从多级离心鼓风机的基础知识入手,重点对典型型号C145-1.7进行深度解析,并详细阐述其关键配件构成、常见故障与修理要点,同时针对输送各类特殊工业酸性有毒气体的技术要点进行系统性说明。

第一章 多级离心鼓风机基础概述

多级离心鼓风机,其核心工作原理是基于离心力的作用。当电机驱动风机主轴高速旋转时,固定在主轴上的多个叶轮随之转动。气体从进气口进入第一个叶轮,在高速旋转的叶轮叶片作用下获得动能和压力能,随后流入与之相连的导叶(或扩压器)中,将部分动能转化为静压能。经过一级增压后的气体,被引入下一级叶轮入口,重复上述过程。通过这种多级串联的增压方式,气体在流经每一个“叶轮-导叶”单元后,压力得到逐级累加,最终在风机出口达到工艺所需的高压力。

其性能的核心参数主要包括:

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(压比):风机出口气体绝对压力与进口气体绝对压力的比值,或直接使用进出口压力差(升压)来表示。这是多级风机与单级风机最显著的区别所在,多级结构旨在实现更高的压比或升压。 轴功率:风机运行时所消耗的功率。 效率:风机的有效功率与轴功率之比,是衡量其能量转换经济性的关键指标。

多级离心鼓风机通常采用水平剖分式或垂直剖分(筒型)结构,以适应不同的压力等级。其转子总成需进行严格的动平衡校正,以确保高速运转下的稳定性。

第二章 典型型号C145-1.7深度解析

C145-1.7是一款典型的“C”型系列多级离心鼓风机。

系列归属:“C”型系列多级风机通常指采用多级叶轮串联、水平剖分式机壳结构的中等流量、中高压力的鼓风机。该系列设计成熟,结构相对紧凑,维护便利,广泛应用于各种洁净或含少量尘粒气体的增压场合。 型号代码释义“C”:代表风机属于“C”型多级离心鼓风机系列。 “145”:通常表示该风机在设计转速下的流量参数。具体单位需参照厂家技术手册,常见为立方米每分钟或万立方米每小时。此处可理解为该风机的设计流量标识。 “-1.7”:此数值明确表示风机的出口压力为1.7个标准大气压(绝对压力)。根据定义,若未标注进风口压力,则默认进风口压力为1个标准大气压。因此,该风机的升压为 出口压力减去进口压力 = 1.7 - 1.0 = 0.7 个大气压(约70kPa)。

性能与应用场景
C145-1.7风机能够在提供145流量单位(需根据具体产品手册确认)的气体时,实现0.7个大气压的稳定升压。这种性能特点使其非常适用于污水处理厂的曝气系统、小型高炉的鼓风、化工流程中的气体循环加压,以及某些需要恒定气源压力的物料输送系统。其压力水平足以克服后续工艺管路及设备的较大阻力。

第三章 风机核心配件详解

一台高性能、长寿命的多级离心鼓风机,离不开其精密设计和制造的核心配件。

风机主轴:作为整个转子系统的核心传动部件,主轴承载着所有旋转零件的扭矩和弯矩。它必须具有极高的强度、刚度和韧性,通常由优质合金钢锻造而成,并经过精密加工和热处理,以确保其尺寸精度和疲劳强度。主轴的直线度、轴颈的表面粗糙度和硬度至关重要。 风机转子总成:这是风机的“心脏”,由主轴、各级叶轮、平衡盘(如有)、联轴器等部件组成。每个叶轮都需单独进行超速试验和动平衡校正,然后与主轴过盈配合或键连接。整个转子总成在装配完成后,必须进行高速动平衡,将不平衡量控制在极低范围内,这是保证风机平稳运行、减小振动和噪音的先决条件。 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)的应用非常普遍。轴瓦通常由巴氏合金等耐磨减摩材料浇铸在钢背上制成,与主轴轴颈形成油膜润滑。其优点是承重能力强、阻尼性能好、运行平稳。轴承箱则为轴承提供支撑和定位,并构成润滑油路的核心部分。维护中需密切关注轴瓦的间隙、接触角和表面状况。 气封与油封气封:主要用于级间和轴端,防止高压气体向低压区泄漏或向机外泄漏。传统形式为迷宫密封,依靠一系列节流齿隙与轴形成微小间隙,产生节流效应以阻隔气体。 油封:主要用于轴承箱两端,防止润滑油沿主轴泄漏。常用形式有骨架油封、迷宫式油封等。 碳环密封:这是一种高性能的接触式或非接触式密封,由多个碳环组成,在弹簧力作用下与轴(或轴套)保持极小的间隙或轻微接触。它具有自润滑、耐磨损、适应高速等优点,在密封要求高的场合,尤其是防止有毒有害气体泄漏时,逐步替代传统迷宫密封。 轴承箱:它是容纳和支持轴承的部件,内部有复杂的油路,确保润滑油能稳定供给至轴瓦。轴承箱的设计需保证良好的散热,并防止润滑油泄漏和外部污染物进入。

第四章 风机常见故障与修理要点

风机的稳定运行依赖于定期的维护和及时的故障修复。

振动超标:这是最常见的故障。原因可能包括:转子动平衡失效(叶轮结垢或磨损)、对中不良、轴承(轴瓦)磨损、地脚螺栓松动、基础刚性不足等。修理时需重新进行现场动平衡,检查并调整机组对中,更换磨损的轴瓦,紧固连接部件。 轴承温度过高:原因可能是润滑油油质不佳、油量不足、油路堵塞、冷却系统故障、轴瓦间隙过小或接触不良、负载过大等。修理需检查润滑系统,更换符合要求的润滑油,调整或研刮轴瓦以保证合适间隙和接触面积。 性能下降(压力/流量不足):可能由于内部密封(如气封、碳环)磨损间隙过大导致内泄漏加剧,叶轮腐蚀或磨损,进风口过滤器堵塞等。修理时需要解体风机,检查并更换磨损的密封件,评估叶轮状态必要时进行修复或更换。 异常声响:可能源于轴承损坏、转子与静止件摩擦(如气封碰磨)、喘振等。需立即停机检查,定位声源,排除故障。 气体泄漏:轴端密封失效是主因。对于采用碳环密封的风机,应定期检查碳环的磨损量和弹簧力,及时更换。确保密封气系统(若有时)工作正常。

修理通用流程:停机隔离→断电挂牌→解体清洗→全面检查(测量尺寸、探伤)→修复或更换损坏件(主轴校正、叶轮修复/动平衡、更换轴瓦/密封)→精心组装(确保各部间隙)→对中校正→单机试车→联动运行。

第五章 特殊工业气体输送风机的技术要点

输送混合工业酸性有毒气体(如SO₂、NOₓ、HCl、HF、HBr等)对风机提出了极其苛刻的要求,材料选择和密封技术是核心。

材料耐腐蚀性输送SO₂气体:湿SO₂环境酸性极强,风机过流部件(叶轮、机壳、导叶)需采用超级奥氏体不锈钢(如904L, 254 SMO)、双相不锈钢(2205)或更高级别的镍基合金(哈氏合金C-276)。 输送HCl、HF气体:尤其是含水的卤化氢气体,腐蚀性极强。通常需要采用耐卤离子腐蚀的镍基合金,如哈氏合金B-3(耐盐酸)、哈氏合金C-276,或采用非金属内衬(如PTFE、PFA)。 输送NOₓ气体:具有一定的氧化性,可根据浓度和温度选用304、316L不锈钢或更高级别材料。 主轴:在腐蚀性环境中,主轴通常采用不锈钢或至少在轴套部位采用耐蚀材料。 密封系统升级: 绝对防止有毒气体外泄是首要任务。碳环密封因其优异的密封性能和耐腐蚀性(碳材料本身耐蚀)在此类风机中得到广泛应用。 更为可靠的方案是采用 干气密封,这是一种非接触式机械密封,可实现几乎零泄漏,特别适用于处理高危、贵重气体。 对于煤气风机,如型号 AI(M)600-1.124/0.95和 AII(M)系列,其“(M)”标识指明用于输送混合煤气。这类气体通常含有焦油、水分、硫化氢等杂质,且易燃易爆。因此,除了材料耐蚀要求,密封系统需能有效防止煤气泄漏,同时防止润滑油进入气腔。采用氮气或其他惰性气体作为密封气的阻塞密封系统是常见选择。其型号中的压力参数清晰地定义了工况:出口压力1.124 atm,进口压力0.95 atm。 结构形式选择“AI”型单级悬臂风机:结构简单,维护方便,适用于中低压头的煤气或腐蚀性气体输送。悬臂设计避免了气体对轴承的潜在污染。 “AII”型单级双支撑风机:转子稳定性更好,适用于流量和压力稍高的工况。 “S”型单级高速双支撑风机:通常指采用齿轮箱增速的单级风机,转速极高,单级叶轮即可产生很高压力,结构紧凑,效率高。 “D”型系列高速高压风机:通常为多级结构,且集成有齿轮箱,追求极高的出口压力和运行效率,用于要求极为苛刻的高压工艺。 在选择时,需根据气体的具体成分、压力、流量、温度以及安全规范来确定最合适的系列和型号。

结论

多级离心鼓风机,如C145-1.7,是现代工业中不可或缺的关键设备。深入理解其工作原理、型号含义、核心配件结构及维护修理知识,是保障其长期稳定运行的基础。而当面对输送腐蚀性、有毒性的工业气体时,必须将材料的耐腐蚀性能和密封系统的可靠性置于首位,根据不同气体的特性选择合适的风机系列(如AI(M)、AII(M)等)和配置(如碳环密封、特种合金),并制定更为严格的维护和检修规程,才能确保生产的安全、环保与高效。作为一名风机技术从业者,不断深化对这些专业知识的掌握,是提升技术能力和解决问题的根本途径。

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