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多级离心鼓风机基础及C130-1.35型号深度解析与工业气体输送应用

作者:王军(139-7298-9387)

关键词:多级离心鼓风机,C130-1.35,风机配件,风机修理,工业气体输送,有毒气体,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工艺流程的稳定与效率。离心式鼓风机凭借其结构紧凑、效率高、流量稳定等优点,在众多领域得到广泛应用。其中,多级离心鼓风机通过串联多个叶轮,逐级提高气体压力,特别适用于中高压场合。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C130-1.35进行深度解析,同时详细说明风机关键配件、常见修理要点,以及针对输送各类工业气体(尤其是腐蚀性、有毒气体)的特殊考量。

第一章 多级离心鼓风机技术基础

多级离心鼓风机的核心原理是利用高速旋转的转子(由多个叶轮串联组成)对气体做功。气体从进气口进入,流经第一个叶轮,在离心力作用下获得动能和压力能;随后进入导叶或扩压器,将部分动能转化为压力能,然后导入下一级叶轮入口。此过程逐级重复,直至达到所需的出口压力。

其基本性能参数主要包括:

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:风机进出口气体的全压差,通常用千帕、兆帕或大气压表示。对于鼓风机,常关注升压(出口压力与进口压力之差)。 功率:风机轴功率(风机从原动机获得的功率)和电机功率(驱动电机所需的输入功率)。轴功率的计算公式为:轴功率 等于 (流量 乘以 全压)除以 (风机全压效率 乘以 机械传动效率)。 转速:风机主轴每分钟的旋转次数,是影响风机性能的关键因素。 效率:表征风机将输入功率转化为气体压力能和动能的有效程度,是衡量风机经济性的重要指标。

多级结构使得在单台风机上实现较高压比成为可能,同时通过合理的级间设计(如回流器)保证气流平稳过渡,减少损失。常见的“C”型系列多级风机即是这一设计的典型代表,以其结构坚固、压力范围广、运行平稳著称,广泛应用于污水处理、冶炼鼓风、物料输送等领域。

第二章 典型型号C130-1.35深度解析

型号C130-1.35是多级离心鼓风机家族中的一个具体型号,其命名规则蕴含了该风机的核心性能参数。

“C”:代表该风机属于“C”型系列多级离心鼓风机。该系列通常采用水平剖分式机壳,便于内部检修;转子由多个后弯式叶轮串联,级间通过回流器导流;支撑方式多为双支撑结构,运行稳定性好。 “130”:通常表示该风机的设计流量,单位是立方米每分钟。即,该风机在设计工况下的流量约为130 m³/min。实际运行流量会随管网阻力的变化而波动。 “-1.35”:表示风机的出口绝对压力为1.35个标准大气压(atm)。由于未标注进风口压力,按照惯例,其进风口压力为标准大气压(1 atm)。因此,该风机的升压(压比)为1.35 - 1 = 0.35 atm,或者说其升压约为35.4 kPa(1 atm ≈ 101.325 kPa)。

C130-1.35性能特点与应用场景:
该型号风机属于中等流量、中低压力范围的多级鼓风机。其1.35 atm的出口压力使其非常适合用于需要一定气体压力但无需极高压强的工艺过程,例如:

中小型污水处理厂的曝气系统,为生化池提供氧气。 小型高炉或熔炼炉的助燃风供给。 气力输送系统中,输送密度不大的粉粒状物料。 某些化工流程中的气体循环。

其多级结构确保了在达到所需压力时仍能保持较高的运行效率,且振动和噪声水平相对可控。

第三章 风机核心配件详解

风机的可靠运行离不开各个精密配件的协同工作。以下对多级离心鼓风机(以C型系列为例)的关键部件进行说明:

风机主轴:作为风机的“脊梁”,主轴承载着整个转子总成的重量并传递扭矩。它必须具有极高的强度、刚度和韧性,通常采用优质合金钢经锻造、热处理和精密加工而成,确保其动态平衡性能和疲劳强度。 风机转子总成:这是风机的“心脏”,由主轴、套装其上的多个叶轮、平衡盘(用于平衡轴向推力)、联轴器等部件组成。转子在装配后必须进行严格的动平衡校正,以消除不平衡离心力,保证风机平稳运行。叶轮的类型(如闭式、半开式)、材料(如不锈钢、铝合金、钛合金)和加工精度直接影响风机的效率、性能和耐腐蚀性。 风机轴承与轴瓦:在多级离心鼓风机中,尤其是中大型规格,滑动轴承(即轴瓦)应用广泛。轴瓦通常由巴氏合金等耐磨减摩材料浇铸在钢背上制成,通过压力油润滑形成油膜,支撑主轴旋转。其优点是承压面积大、运行平稳、阻尼性能好,但需要复杂的润滑油系统支持。轴承箱则是容纳轴承/轴瓦和润滑油的部件,要求密封良好,防止漏油和杂质进入。 气封与油封: 气封:主要用于防止级间窜气和高压气体向大气泄漏。在多级风机中,常见于级间、轴端。碳环密封是一种高性能的气封形式,由多个碳环组成,依靠弹簧力使其与轴保持微小间隙,摩擦小、密封效果好,尤其适用于高速及不允许润滑油污染介质的场合。 油封:主要用于防止轴承箱的润滑油沿轴泄漏。常用的是骨架油封或迷宫式油封,其材料需与润滑油相容。 碳环密封:值得单独强调。它由若干块碳精环段组成,靠弹簧箍紧在轴上,形成非接触式或微接触式密封。其优点是耐高温、自润滑、适应高速,并且万一发生摩擦也不会损伤轴颈。在输送特殊气体时,采用碳环密封能有效减少工艺气体泄漏,保障安全和环境。

第四章 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。

振动超标:这是最常见故障。原因可能包括:转子动平衡失效(需重新进行现场或离线动平衡)、对中不良(重新调整风机与电机同心度)、轴承/轴瓦磨损(检查间隙,更换备件)、地脚螺栓松动、基础刚性不足等。 轴承温度高:原因可能是润滑油油质不佳、油量不足或油路堵塞;轴承/轴瓦装配间隙不当;冷却系统故障等。修理时需要清洗油路、更换润滑油、调整或更换轴承。 性能下降(压力/流量不足):可能由于密封(气封、油封)磨损间隙过大,导致内泄漏或外泄漏严重;叶轮腐蚀、磨损或积垢,导致做功能力下降;进风口过滤器堵塞等。需检查并更换密封件,清理或修复叶轮。 异响:可能源于轴承损坏、转子与静止件摩擦、齿轮传动(如有)故障等。需立即停机检查,定位声源,排除故障。

修理流程一般包括:

停机、断电、隔离,确保安全。 拆除相连管路和联轴器护罩。 测量并记录原始对中数据。 拆卸机壳上盖(对于水平剖分式),吊出转子总成。 全面检查各部件:测量轴瓦间隙,检查叶轮、气封、油封磨损情况,检查主轴有无弯曲或裂纹。 更换损坏部件,如更换轴瓦需进行刮研以确保接触面积。 清洗所有部件和油路系统。 回装转子,确保各级叶轮、气封对中正确。 扣合机壳,紧固螺栓。 重新对中,连接管路。 加注合格润滑油。 盘车无误后,试运行,监测振动、温度、压力等参数直至正常。

第五章 工业气体输送风机的特殊考量

输送工业气体,特别是混合工业酸性有毒气体、SO₂、NOₓ、HCI、HF、HBr等,对风机提出了极其苛刻的要求。

材料选择:必须根据输送气体的成分、浓度、温度、湿度等因素选择耐腐蚀材料。例如:

输送湿氯气、氯化氢等,常选用哈氏合金、高牌号不锈钢(如316L)或非金属涂层(如氟塑料衬里)。 输送二氧化硫,可根据工况选用316L不锈钢、双相不锈钢等。 输送氟化氢,因其强腐蚀性,通常需采用蒙乃尔合金或特殊复合材料。 叶轮、机壳、密封等与气体接触的部件均需考虑材料的相容性。

结构设计与密封:

专用型号:如“AI(M)”系列悬臂单级煤气风机和“AII(M)”系列双支撑煤气风机,专门针对煤气(常含CO、H₂S等腐蚀性成分)等介质设计。型号中的“(M)”特指用于混合煤气输送。 以AI(M)600-1.124/0.95为例解析:“AI(M)”表示AI系列悬臂单级煤气风机;“600”表示流量为600 m³/min;“-1.124”表示出口绝对压力为1.124 atm;“/0.95”表示进口绝对压力为0.95 atm。这表明该风机是在进口压力略低于常压(可能是从负压系统抽气)的情况下,将气体压缩至略高于常压。 高效密封:为防止有毒气体外泄,轴端密封至关重要。碳环密封、干气密封等高性能密封形式被优先采用。对于极度危险介质,可能采用双端面机械密封并引入隔离氮气等惰性气体作为缓冲。 安全性:设计需考虑防泄漏、防爆(对于可燃气体)、设置泄漏检测报警装置等。所有焊接接头需进行无损检测,确保完整性。

除了“C”系列和上述煤气风机系列,还有“D”型系列高速高压风机(通常采用齿轮箱增速,单级或多级,压力非常高),“S”型系列单级高速双支撑风机(高速转子,结构紧凑),“AII”型系列单级双支撑风机(不同于多级,它只有一个叶轮,依靠高转速实现压力提升,双支撑结构更稳定)等,它们根据不同的压力、流量和介质特性,在各目的领域应用于工业气体输送。

结论

多级离心鼓风机,如C130-1.35型号,是工业领域不可或缺的关键设备。深入理解其工作原理、型号含义、核心配件功能以及维护修理要点,是保障其长期稳定运行的基础。而当面对输送腐蚀性、有毒工业气体的挑战时,必须在材料、结构设计、密封形式等方面采取针对性的特殊措施,选择合适的系列如AI(M)、AII(M)等,并严格执行安全规范。作为风机技术人员,不断深化对这些专业知识的掌握,对于提高设备管理水平、确保生产安全与环保至关重要。

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