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多级离心鼓风机基础及C130-1.2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、C130-1.2、风机配件、风机修理、工业气体输送、酸性有毒气体、主轴、轴瓦、转子总成、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整个工艺流程的稳定与效率。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、冶炼化工、电力建材等诸多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,并重点对典型型号C130-1.2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(特别是混合酸性有毒气体)的特殊考量。

第一章 多级离心鼓风机基础概述

多级离心鼓风机,其核心工作原理基于离心力与动能转换。当电机驱动风机主轴旋转时,固定在主轴上的多个叶轮随之高速转动。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速度,随后进入扩压器。在扩压器中,气体的流速降低,部分动能依据伯努利方程转化为静压能。此后,气体被导入下一级叶轮的入口,重复上述过程。每经过一级叶轮和扩压器,气体的压力就得到一次提升。

其总压升(或压比)可以通过以下概念性公式理解:风机总压升 ≈ 单级叶轮产生的压升 × 叶轮级数。理论上,增加叶轮级数可以线性地提高出口压力,但同时也受到主轴强度、转子动力学稳定性以及机械效率的限制。

多级离心鼓风机通常采用蜗壳将最后一级出来的高压气体汇集后平稳导出。为了平衡轴向推力,通常会采用平衡盘或对置排列叶轮等结构。根据结构形式和应用压力的不同,行业内发展出了多个系列,例如:

“C”型系列多级风机:通常指传统、成熟的多级离心鼓风机结构,压力范围覆盖中高压,结构坚固,维护相对方便,是工业领域的通用主力机型。 “D”型系列高速高压风机:通常采用齿轮箱增速,使叶轮在极高的转速下运行,从而实现单级或较少级数下产生极高的压力,结构紧凑,技术含量高。 “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,适用于中低压、大流量的工况。常用于煤气输送等。 “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、高压力的单级工况。 “AII”型系列单级双支撑风机:与“S”型类似,同为双支撑结构,是介于悬臂和多级之间的一种稳健设计。

第二章 典型型号C130-1.2多级离心鼓风机深度解析

以“C”型系列中的C130-1.2型号为例,我们可以对多级离心鼓风机的命名和性能有一个具体的认识。

型号释义“C”:代表该风机属于“C”型系列,即多级离心鼓风机。 “130”:通常表示风机的流量参数。在此型号中,它极有可能代表风机在标准进气状态下的额定容积流量为130立方米每分钟。 “-1.2”:表示风机的出口绝对压力为1.2个大气压(即约0.2 MPa的表压,或20米水柱的压升)。根据前文提供的命名规则,此处没有“/”符号,意味着其进口压力默认为1个标准大气压。 性能与结构特点
C130-1.2是一款典型的中压、中等流量多级离心鼓风机。其设计压力1.2 atm表明它通常包含2至4个叶轮级数(具体取决于叶轮设计和转速)。它适用于诸如小型污水处理厂的曝气、轻工行业的物料输送、车间通风换气等场景。

其核心结构包括:

机壳与隔板:通常为水平剖分式,便于检修。机壳内装有各级间的隔板,用于固定扩压器和导流通道。 转子总成:由主轴、多个叶轮、平衡盘、轴套等部件组成,经过严格的动平衡校正,确保高速运转平稳。 密封系统:级与级之间、轴端与外界之间需要可靠的密封以防止内泄漏和外泄漏。C130-1.2可能采用迷宫密封、气封等。 轴承系统:采用滑动轴承(轴瓦)或滚动轴承,用于支撑转子并承受径向和轴向载荷。 润滑系统:为轴承和齿轮(如果有)提供强制润滑和冷却。

第三章 风机关键配件详解

风机的长期稳定运行依赖于各个关键配件的完好与匹配。

风机主轴:作为转子的核心骨架,传递全部驱动扭矩。它必须具有极高的强度、刚性和韧性,通常采用优质合金钢锻造而成,并经过精密的加工和热处理。 风机轴承与轴瓦:在多级风机中,由于载荷和转速较高,普遍采用滑动轴承,即轴瓦。轴瓦内衬巴氏合金等耐磨材料,在轴颈与瓦面之间形成稳定的油膜,实现液体摩擦,具有承载能力强、耐冲击、寿命长、运行平稳的优点。其间隙是关键的装配参数。 风机转子总成:这是风机做功的核心部件。包括主轴、所有叶轮、平衡盘、锁紧螺母等。每个叶轮都需经过超速试验和精度加工。转子总成在装配后必须进行高速动平衡,将残余不平衡量控制在极低的标准之内,这是避免振动超标的关键。 气封与油封气封:通常指级间密封和轴端的气体侧密封,多采用迷宫密封。它利用一系列节流齿隙与凸肩形成流动阻力,减少高压气体向低压区的泄漏。 油封:位于轴承箱端盖,防止润滑油外泄。常用形式有骨架油封、迷宫式油封或组合式密封。 轴承箱:容纳轴承(轴瓦)和润滑油的箱体结构,要求有足够的刚性以保持轴承座孔的对中性,并具备良好的散热性能。 碳环密封:在输送有毒、贵重或易燃易爆气体时,迷宫密封的微量泄漏可能不可接受,此时会采用碳环密封等接触式或无接触的先进密封。碳环密封由多个碳环组成,在弹簧力作用下与轴保持轻微的接触或极小间隙,能实现近乎零泄漏,尤其适用于前述的特殊工业气体工况。

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,需遵循严谨的流程。

振动超标:这是最常见的故障。 原因:转子不平衡(结垢、叶片磨损、部件松动)、对中不良、轴承(轴瓦)磨损、基础松动、共振等。 修理:重新进行现场动平衡或拆下转子总成进行动平衡校正;检查并重新调整机组对中;检查更换轴瓦或滚动轴承;紧固地脚螺栓。 轴承温度高原因:润滑油油质不佳、油量不足;轴瓦间隙过小或过大;冷却系统故障;轴承装配不当或损坏。 修理:更换合格润滑油,检查油路;测量并调整轴瓦间隙至标准值;清洗冷却器,检查冷却水系统;重新装配或更换轴承。 性能下降(风量、压力不足)原因:密封间隙磨损过大,内泄漏严重;叶轮腐蚀、磨损或积垢;进气过滤器堵塞;转速下降。 修理:检查并更换磨损的气封、油封;清理或更换叶轮;清洗或更换滤芯;检查驱动电机和传动系统。 异响原因:转子与静止件摩擦(如气封);轴承损坏;叶轮松动。 修理:立即停机检查,确定摩擦部位并修复;更换轴承;紧固叶轮锁紧装置。

在进行任何修理前,必须执行严格的停电、隔离、泄压和安全确认程序。大修时,对每个拆下的部件都应进行清洗、检测(如无损探伤),并记录原始数据,装配时严格按照制造厂的公差和间隙要求执行。

第五章 输送工业气体的特殊风机技术

输送混合工业酸性有毒气体(如SO₂、NOₓ、HCl、HF、HBr等)对风机提出了极其严苛的要求。

材料选择:气体介质具有强腐蚀性,风机过流部件(机壳、隔板、叶轮)及密封系统必须采用耐腐蚀材料。例如,对于HCl、HF等卤化物气体,常选用超级奥氏体不锈钢(如904L, 254 SMO)、哈氏合金(C-276)、或因科镍合金等。叶轮也可能采用钛合金。 密封技术:必须采用零泄漏或近乎零泄漏的密封形式。碳环密封、干气密封在此类应用中成为首选,以确保有毒气体不外泄,保障安全和环境。 结构设计:对于“AI(M)600-1.124/0.95”这类煤气风机,其结构针对煤气特性进行了优化。 型号解析:“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。这表明风机是在一个略低于常压的入口条件下工作,将气体增压到略高于常压后输出。 “(M)”的含义:代表输送的是混合煤气。这意味着气体成分可能复杂且多变,可能含有水分、焦油、硫化氢等腐蚀性成分,因此对材料的全面耐腐蚀性要求更高。 同理,“AII(M)”系列采用双支撑结构,转子稳定性更好,适用于更高压力或更苛刻工况的煤气输送。 安全与监控:此类风机需配备完善的气体泄漏检测报警系统、轴承温度振动在线监测系统,以及严格的防静电和防爆措施。

结论

多级离心鼓风机是现代工业的心脏设备之一。深入理解其工作原理,精准掌握如C130-1.2等具体型号的性能参数,熟悉关键配件的特性与维护,并具备针对特殊工业气体进行风机选型、改造和修理的能力,是每一位风机技术从业者的核心价值所在。面对日益严格的环保和安全标准,特别是在处理酸性有毒气体时,采用合适的材料、先进的密封(如碳环密封)和稳健的结构设计,是确保风机长周期、安全、稳定运行的根本保障。技术不断进步,要求我们持续学习,方能应对未来更复杂的挑战。

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