多级离心鼓风机基础知识及C120-1.28型号解析

作者：王军（139-7298-9387）

关键词：多级离心鼓风机、C120-1.28、风机配件、风机修理、工业气体输送、离心风机技术

引言

多级离心鼓风机是工业领域中广泛应用的关键设备，尤其在气体输送、通风和工艺过程中扮演着重要角色。它通过多级叶轮的串联设计，实现气体压力的逐级提升，适用于高压、大流量的工况。本文旨在系统介绍多级离心鼓风机的基础知识，重点解析型号C120-1.28的结构与性能，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。内容涵盖“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，同时针对输送混合工业酸性有毒气体（如二氧化硫、氮氧化物、氯化氢等）的应用进行阐述。通过本文，读者将能够深入理解多级离心鼓风机的工作原理、型号命名规则及维护要点，为实际工程应用提供参考。

一、多级离心鼓风机基础知识

多级离心鼓风机是一种基于离心力原理工作的旋转机械，其核心部件包括多个串联的叶轮和扩散器。气体从进气口进入后，依次通过各级叶轮，在高速旋转的叶轮作用下，气体动能增加，随后在扩散器中转化为压力能，从而实现气体压力的逐步升高。这种设计使得多级离心鼓风机在中等流量和高压力工况下表现优异，广泛应用于化工、冶金、电力、环保等行业。

多级离心鼓风机的工作原理基于牛顿第二定律和流体力学中的伯努利方程。当气体流经叶轮时，叶轮旋转产生的离心力对气体做功，气体速度增加，压力上升。具体来说，气体在叶轮入口处压力较低，出口处压力较高，整个过程遵循能量守恒定律。压力升高的计算公式可以简化为：压力升等于密度乘以重力加速度乘以扬程，其中扬程与叶轮转速和直径相关。多级设计中，总压力升等于各级压力升之和，这使得风机能够适应更广泛的工况需求。

多级离心鼓风机的结构主要包括进气室、叶轮组、主轴、轴承、密封系统和排气室等部分。叶轮通常采用后弯式设计，以提高效率和稳定性。主轴通过轴承支撑，确保转子高速旋转的平衡性。密封系统（如碳环密封和气封）用于防止气体泄漏和油污侵入，保证运行安全。多级设计的优势在于，它能够通过增加叶轮数量来灵活调整输出压力，而不必大幅改变风机尺寸，从而在紧凑结构中实现高性能。

在工业应用中，多级离心鼓风机常用于输送空气或中性气体，但在特殊工况下，也需处理腐蚀性、有毒或高温气体。此时，材料选择和密封设计成为关键。例如，输送酸性气体时，叶轮和壳体需采用不锈钢或特种合金，以抵抗腐蚀。同时，风机的效率通常通过等熵效率或机械效率来衡量，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，其中输出功率与气体流量和压力升相关，输入功率取决于电机驱动能力。

二、风机型号C120-1.28解析

风机型号C120-1.28属于“C”型系列多级离心鼓风机，专为中等流量和高压工况设计。该型号的命名规则遵循行业标准，其中“C”代表多级系列，“120”表示风机流量为每分钟120立方米，“1.28”表示出风口压力为1.28个大气压。进风口压力未指定，默认为1标准大气压。这种型号的风机在工业气体输送中表现稳定，适用于通风、燃烧支持等应用。

C120-1.28风机的性能参数基于其多级结构。流量120立方米每分钟表明它适用于中等规模系统，而压力1.28个大气压则确保气体在管道中能有效输送。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。功率计算可通过公式：功率等于流量乘以压力升除以效率，其中效率通常介于70%至85%之间，取决于运行条件和设计优化。例如，在标准工况下，假设效率为80%，则所需功率约为流量乘以压力升除以效率，具体数值需根据实际测试确定。

结构上，C120-1.28风机采用多级叶轮串联设计，通常包括3至5级叶轮，每级叶轮由高强度合金制成，以确保在高速旋转下的耐久性。主轴采用优质碳钢，经过动平衡处理，减少振动和噪音。轴承系统使用滑动轴承（轴瓦），提供稳定支撑，适用于长期运行。密封部分包括气封和油封，防止气体泄漏和润滑油污染。此外，碳环密封用于高压端，增强密封效果。整体结构紧凑，便于安装和维护，适用于工业厂房空间有限的场景。

在应用方面，C120-1.28风机常用于输送空气或中性气体，如工厂通风或锅炉助燃。但其设计也可根据客户需求进行定制，例如在输送轻微腐蚀性气体时，可选用防腐涂层。与其他系列相比，“C”型风机的优势在于其多级设计带来的高压能力和高可靠性，缺点是体积较大，效率略低于高速系列。维护时需定期检查叶轮磨损和密封状态，以确保长期性能。

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，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。

风机主轴是转子的核心部件，通常由高强度合金钢制成，经过热处理和精密加工，以确保高刚性和抗疲劳性能。主轴的设计需考虑扭矩和弯曲应力，计算公式为：应力等于扭矩除以截面模量。在多级风机中，主轴长度较长，需进行动平衡测试，避免在高速旋转时产生振动。维护时，应定期检查主轴表面是否有裂纹或磨损，必要时进行修复或更换。

风机轴承用轴瓦是滑动轴承的一种，常用于支撑主轴旋转。轴瓦材料多采用巴氏合金或铜基合金，具有良好的耐磨性和导热性。轴瓦的工作原理基于流体动压润滑，当主轴旋转时，润滑油形成油膜，减少摩擦和磨损。轴瓦的寿命与润滑条件相关，计算公式为：寿命与转速和负载成反比。日常维护中，需监控油温和油质，及时更换润滑油，以防止过热和损坏。

风机转子总成包括叶轮、主轴和平衡盘等部件，是风机的动力传输部分。叶轮通常为后弯式设计，采用铝合金或不锈钢制造，通过铆接或焊接固定在主轴上。转子总成需进行动平衡校正，以最小化不平衡量，确保运行平稳。在组装时，叶轮间隙需精确控制，以避免气体泄漏和效率损失。维护时，应检查叶轮是否有腐蚀或积垢，定期清洗和平衡。

气封和油封是密封系统的重要组成部分。气封用于防止气体从高压区泄漏到低压区，通常采用迷宫式或碳环式设计。碳环密封由多个碳环组成，依靠弹簧压力实现紧密接触，适用于高压和高温工况。油封则用于防止润滑油泄漏，多采用橡胶或聚四氟乙烯材料。密封性能直接影响风机效率和环境安全，计算公式为：泄漏率与密封间隙和压差相关。维护时，需检查密封件磨损情况，及时更换。

轴承箱是容纳轴承和润滑系统的外壳，通常由铸铁或钢制制造，具有良好的刚性和散热性。轴承箱内部设有油路和冷却通道，确保轴承在适宜温度下运行。设计时需考虑负载分布和热膨胀，以避免变形。维护中，应清洁轴承箱内部，检查油路是否堵塞。

碳环密封是一种高效密封方式，适用于多级离心鼓风机的高压端。它由多个碳环叠加而成，通过弹簧力压紧在轴上，形成动态密封。碳环材料具有自润滑性，减少摩擦损失。在运行中，碳环密封能适应轴的热膨胀和振动，确保长期密封效果。维护时，需检查碳环磨损和弹簧张力，定期更换以确保性能。

四、风机修理与维护

风机修理与维护是确保多级离心鼓风机长期可靠运行的关键环节。修理工作包括定期检查、故障诊断和部件更换，旨在预防突发停机并延长设备寿命。维护策略应基于运行时间和工况制定，例如在连续运行环境中，建议每半年进行一次全面检修。

常见故障包括振动超标、轴承过热、气体泄漏和效率下降。振动超标通常由转子不平衡、轴承磨损或对中不良引起。诊断时，可使用振动分析仪检测频率，计算公式为：振动频率与转速相关。修理方法包括重新平衡转子、更换轴承或调整对中。例如，在C120-1.28风机中，如果振动值超过标准，需拆卸转子进行动平衡校正，并使用百分表检查对中精度。

轴承过热是另一常见问题，多由润滑不良、负载过高或冷却不足导致。轴瓦温度可通过红外测温仪监控，正常范围应低于70摄氏度。如果过热，需检查润滑油量和质量，必要时更换或添加润滑油。同时，清洗轴承箱和冷却通道，确保散热良好。计算公式中，轴承寿命与温度和负载成反比，因此及时处理过热问题可显著延长寿命。

气体泄漏主要发生在密封部位，如气封或碳环密封。泄漏会导致效率下降和环境污染。检测时，可使用肥皂水测试或气体检测仪。修理方法包括更换磨损密封件或调整密封间隙。例如，在输送有毒气体时，碳环密封需定期更换，以确保零泄漏。维护记录应详细记录泄漏点和处理措施，以便未来参考。

效率下降可能由叶轮腐蚀、积垢或内部间隙增大引起。定期性能测试可监控效率变化，计算公式为：效率等于输出功率除以输入功率。修理时，需清洗叶轮和扩散器，修复磨损部件。在腐蚀性气体应用中，叶轮可能需喷涂防腐涂层。预防性维护包括定期巡检和油液分析，以减少突发故障。

对于输送工业气体的风机，修理需特别注意安全。例如，在处理酸性气体时，需佩戴防护装备，并使用专用工具拆卸部件。修理后，应进行压力测试和运行试验，确保风机符合设计参数。总体而言，风机修理是一项综合性工作，需结合理论知识和实践经验，以提升设备可靠性和经济性。

五、输送工业气体风机的特殊说明

输送工业气体风机在多级离心鼓风机应用中占据重要地位，尤其针对混合工业酸性有毒气体，如二氧化硫(SO₂)、氮氧化物(NOₓ)、氯化氢(HCl)、氟化氢(HF)、溴化氢(HBr)等。这些气体具有腐蚀性、毒性或反应性，因此风机设计和材料选择需特殊考虑，以确保安全性和耐久性。

首先，针对不同气体类型，风机系列有专门设计。“AI”型系列单级悬臂风机适用于中等流量和压力工况，常用于煤气输送，例如型号AI(M)600-1.124/0.95中，“AI(M)”表示AI系列悬臂单级煤气风机，“(M)”代表混合煤气输送，流量为每分钟600立方米，出风口压力为1.124个大气压，进风口压力为0.95个大气压。类似地，“AII(M)”系列为单级双支撑结构，适用于更高负载场景。“S”型系列单级高速双支撑风机则用于高速高压应用，而“D”型系列高速高压风机适合极端工况。这些系列在输送有毒气体时，均强调密封性和材料抗腐蚀性。

在输送二氧化硫(SO₂)气体时，风机需采用不锈钢或镍基合金叶轮和壳体，以抵抗硫酸形成导致的腐蚀。密封系统需加强，例如使用双碳环密封，防止泄漏。性能上，SO₂气体密度较高，压力计算需调整密度参数，公式为：压力升与气体密度成正比。同时，运行温度需控制在一定范围内，以避免化学反应。

输送氮氧化物(NOₓ)气体时，风机需考虑气体的氧化性和毒性。材料应选用耐氧化合金，如316不锈钢，并且内部表面需光滑处理，减少积垢。密封设计需确保零泄漏，通常采用迷宫密封与碳环密封组合。维护时，需定期检测气体浓度，确保工作环境安全。

对于氯化氢(HCl)气体，其强腐蚀性要求风机部件采用哈氏合金或钛合金。密封系统需全封闭设计，防止酸性气体外泄。在计算风机功率时，需考虑气体比热容和温度变化，公式为：功率与气体比热容和温升相关。运行中，需监控pH值，及时清洗以避免腐蚀积累。

氟化氢(HF)和溴化氢(HBr)气体同样具有高腐蚀性，风机需特种塑料涂层或合金材料。例如，在AI(M)系列中，可定制聚四氟乙烯内衬。密封需采用高压碳环，确保在高温下稳定性。应用时，风机需配备气体检测和应急停机系统，以提升安全性。

总体而言，输送工业气体风机的设计需综合气体特性、工况要求和安全标准。材料选择、密封优化和定期维护是确保长期运行的关键。通过合理选型，如C120-1.28用于中性气体或AI(M)系列用于煤气，用户可实现高效、经济的气体输送。

结论

多级离心鼓风机作为工业核心设备，其基础知识、型号解析、配件说明和修理维护对实际应用至关重要。本文以C120-1.28型号为例，详细介绍了其结构、性能及维护要点，并扩展了输送工业气体风机的特殊要求。通过理解这些内容，技术人员能够更好地进行风机选型、操作和故障处理，提升系统可靠性和效率。未来，随着材料技术和智能监控的发展，多级离心鼓风机在工业气体输送领域将发挥更大作用。