多级离心鼓风机基础知识及C120-1.3型号解析

作者：王军（139-7298-9387）
关键词：多级离心鼓风机、C120-1.3、风机配件、风机修理、工业气体输送、离心式风机原理、轴瓦、碳环密封

引言

多级离心鼓风机是工业领域中广泛应用的关键设备，主要用于气体输送、通风和加压过程。其工作原理基于离心力，通过多级叶轮串联实现高压气体输出。在风机技术中，多级离心鼓风机以其高效率、高压力和稳定性著称，广泛应用于化工、冶金、环保等行业。本文将围绕多级离心鼓风机的基础知识展开，重点解析风机型号C120-1.3，并详细说明风机配件、修理方法，以及输送工业气体的特殊要求。文章内容基于“C”型系列多级风机、“D”型系列高速高压风机、“AI”型系列单级悬臂风机、“S”型系列单级高速双支撑风机和“AII”型系列单级双支撑风机等常见类型，并结合实际应用案例，旨在为风机技术人员提供实用参考。

一、多级离心鼓风机基础知识

多级离心鼓风机是一种通过多个叶轮串联工作的设备，每个叶轮级均增加气体压力，从而实现高压输出。其核心原理是离心力作用：当气体进入风机进口时，通过高速旋转的叶轮，气体获得动能和压力能。在多级结构中，气体依次通过各级叶轮，每级叶轮进一步加压，最终在出口处达到所需压力。多级离心鼓风机的设计通常包括进口段、多级叶轮、扩散器、回流器和出口段。

多级离心鼓风机的性能参数主要包括流量、压力、功率和效率。流量指单位时间内通过风机的气体体积，常用单位为立方米每分钟；压力指气体在风机进出口的压力差，常用大气压或帕斯卡表示；功率指风机运行所需的能量，通常用千瓦表示；效率则反映风机将输入能量转换为输出压力的能力，计算公式为效率等于输出功率除以输入功率乘以百分之一百。多级设计使得风机在保持较高效率的同时，能够处理高压力需求，适用于长距离气体输送或高压工业过程。

在多级离心鼓风机中，常见系列包括“C”型系列多级风机，适用于中低压场景；“D”型系列高速高压风机，适用于高转速和高压力环境；“AI”型系列单级悬臂风机，结构紧凑，适用于中小流量；“S”型系列单级高速双支撑风机，稳定性高，适用于高速运行；“AII”型系列单级双支撑风机，适用于大流量和中等压力。这些系列根据气体性质（如腐蚀性、毒性）和工况需求进行选择，确保安全高效运行。

二、风机型号C120-1.3解析

风机型号C120-1.3属于“C”型系列多级风机，是一种典型的多级离心鼓风机，广泛应用于工业气体输送。该型号的命名规则如下：“C”表示多级系列，“120”表示设计流量为每分钟120立方米，“1.3”表示出口压力为1.3个大气压。由于型号中没有“/”符号，表示进口压力为标准大气压（即1个大气压）。因此，C120-1.3的整体含义为：多级离心鼓风机，流量120立方米每分钟，出口压力1.3大气压，进口压力1大气压。

C120-1.3风机的设计基于多级离心原理，通常包含3-5级叶轮，每级叶轮通过轴连接，由电机驱动。其工作过程如下：气体从进口进入，经过第一级叶轮加速和加压，然后通过扩散器转换为压力能，再进入下一级叶轮重复过程，最终在出口达到1.3大气压的压力。该风机的性能曲线显示，在额定流量下，压力与流量成反比关系，即流量增加时压力略有下降，这符合离心风机的特性。功率计算使用公式：功率等于流量乘以压力差除以效率，其中效率通常在70%-85%之间，取决于运行条件。

C120-1.3风机适用于一般工业气体输送，如空气、氮气等非腐蚀性气体。其结构特点包括铸铁或钢制外壳、多级叶轮采用高强度合金钢、以及密封系统确保气体泄漏最小。在实际应用中，该型号风机常用于通风系统、锅炉助燃和轻工业加压过程。其优势在于结构简单、维护方便，但需注意在高压或腐蚀性气体环境下，可能需要特殊材质或额外保护。

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组成部分，主要包括风机主轴、风机轴承用轴瓦、风机转子总成、气封、油封、轴承箱和碳环密封等。这些配件的质量和设计直接影响风机的效率、寿命和安全性。

风机主轴是风机的核心部件，负责传递动力和支撑转子总成。通常由高强度合金钢制成，经过精密加工和热处理，以确保在高转速下的平衡和耐久性。主轴的设计需考虑弯曲强度和扭矩，计算公式为最大弯曲应力等于弯矩除以截面模量。在多级离心鼓风机中，主轴长度较长，需定期检查磨损和变形，以防止振动故障。

风机轴承用轴瓦是支撑主轴的关键配件，常用材料为巴氏合金或铜基合金，具有良好的耐磨性和减摩性。轴瓦通过油润滑减少摩擦，其寿命取决于润滑条件和负载。在C120-1.3等型号中，轴瓦需定期检查间隙，计算公式为轴承间隙等于轴径乘以零点零零一至零点零零二。如果间隙过大，会导致振动和噪音，需及时更换。

风机转子总成包括叶轮、轴和平衡盘，是气体加压的核心部分。叶轮通常采用后弯叶片设计，以提高效率。转子总成需进行动平衡测试，确保在高速旋转时振动最小。不平衡量计算公式为不平衡质量乘以半径，应控制在标准范围内。在多级风机中，转子总成的维护至关重要，需定期清洁和检查腐蚀。

气封和油封用于防止气体和润滑油泄漏。气封通常采用迷宫式或碳环密封，基于间隙密封原理，减少气体逃逸。油封则采用橡胶或聚四氟乙烯材料，确保轴承箱内润滑油不外泄。在输送有毒气体时，密封系统的可靠性尤为重要，需选择耐腐蚀材料如不锈钢或特种聚合物。

轴承箱是容纳轴承和润滑系统的部件，其设计需考虑散热和密封。碳环密封是一种高效密封方式，适用于高速风机，通过碳材料的自润滑特性减少磨损。在工业气体风机中，这些配件需根据气体性质选择材质，例如输送酸性气体时，使用耐酸合金或涂层。

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重要环节，涉及定期检查、故障诊断和部件更换。修理过程需基于风机类型和运行条件，例如C120-1.3风机需每6-12个月进行一次全面维护。

常见故障包括振动异常、压力下降和泄漏。振动可能由转子不平衡、轴承磨损或轴不对中引起。诊断时使用振动分析仪，测量频率和振幅，计算公式为振动速度等于二乘以圆周率乘以频率乘以振幅。如果振动超标，需重新平衡转子或更换轴承。压力下降通常源于叶轮腐蚀或密封磨损，需检查并清洁流道。泄漏则需更换气封或油封，确保密封间隙符合标准，计算公式为间隙值等于轴径乘以零点零零零五至零点零零一。

对于转子总成的修理，需拆卸后检查叶片腐蚀和裂纹。如果叶轮损坏，可采用焊接或更换方式修复。动平衡校正使用平衡机，目标是不平衡量小于每千克五克毫米。轴承和轴瓦的更换需测量间隙，如果超过允许值（通常为零点一至零点二毫米），则需换新。在修理过程中，润滑系统需清洁并更换润滑油，以防止摩擦加剧。

对于输送工业气体的风机，修理时需特别注意安全。例如，在处理有毒气体风机时，需先进行气体 purge（清除），并使用防护设备。配件材质需匹配气体性质，如输送氯化氢气体时，使用哈氏合金密封。定期维护记录和故障日志有助于预测寿命，减少停机时间。

五、输送工业气体风机的特殊说明

输送工业气体的风机需满足严格的安全和材质要求，尤其是处理混合工业酸性有毒气体、二氧化硫(SO₂)气体、氮氧化物(NOₓ)气体、氯化氢(HCl)气体、氟化氢(HF)气体、溴化氢(HBr)气体及其他特殊有毒气体时。多级离心鼓风机在这些应用中需采用耐腐蚀材料和特殊设计，以防止气体泄漏和设备损坏。

例如，“AI(M)600-1.124/0.95”型号表示AI系列悬臂单级煤气风机，用于混合煤气输送。其中“AI(M)”中的“(M)”表示煤气风机中的混合煤气，流量为每分钟600立方米，“-1.124”表示出口压力1.124大气压，“/0.95”表示进口压力0.95大气压。类似地，“AII(M)”系列适用于双支撑结构，提供更高稳定性。这些风机在输送二氧化硫等酸性气体时，叶轮和外壳需采用不锈钢或钛合金，以抵抗腐蚀。密封系统需使用碳环密封或特种填料，确保零泄漏。

在输送氮氧化物气体时，风机需控制温度以防止化学反应，通常配备冷却系统。功率计算需考虑气体密度变化，公式为实际功率等于标准功率乘以气体密度比。对于氯化氢和氟化氢等强腐蚀气体，风机内部涂层如聚四氟乙烯可延长寿命。同时，安全阀和监测传感器是必备配件，用于实时检测气体浓度。

这些风机的维护需更频繁，例如每月检查密封和腐蚀情况。修理时，需在通风环境下进行，并使用专用工具。总体而言，工业气体风机强调可靠性，通过合理选型和定期维护，可确保安全生产。

结语

多级离心鼓风机是工业气体输送的核心设备，其基础知识包括原理、系列和性能参数。型号C120-1.3作为典型代表，展示了多级风机的应用优势。配件和维护是保证风机效率的关键，而工业气体输送则需特殊设计和安全措施。通过本文的解析，希望能为风机技术人员提供实用指导，提升设备管理水平。未来，随着材料技术和智能监测的发展，多级离心鼓风机将更高效、更安全地服务于工业领域。