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氧化风机C190-1.35基础知识解析与应用

作者:王军(139-7298-9387)

关键词:氧化风机、C190-1.35、离心风机、气体输送、风机维修、工业气体、多级风机

第一章:离心风机基础概述

离心风机是一种依靠输入的机械能,提高气体压力并排送气体的流体机械。其工作原理基于牛顿第二定律和角动量守恒定律。当电机驱动风机叶轮高速旋转时,叶片间的气体在离心力的作用下,被从叶轮中心甩向边缘,在此过程中,气体的动能和压力能均得到增加。这部分高速高压气体离开叶轮后,进入扩压腔和蜗壳,流速逐渐降低,部分动能进一步转化为静压能,最终形成具有一定压力和流量的气流,从风机出口排出。同时,在叶轮中心入口处,由于气体被甩出而形成低压区,外部气体在大气压作用下被持续吸入,从而实现了气体的连续输送。

离心风机的主要性能参数包括:

流量:单位时间内通过风机出口截面的气体体积,常用单位为立方米每分钟或立方米每小时。 压力:风机进出口气体全压的差值,表征风机克服系统阻力的能力,常用单位有千帕或大气压。 转速:风机叶轮每分钟的旋转次数,单位是转每分钟。 功率:分为轴功率(风机主轴所需功率)和有效功率(单位时间内气体从风机获得的能量)。风机效率即为有效功率与轴功率之比。 效率:衡量风机将机械能转换为气体能量有效程度的指标,是选择风机、评估其经济性的关键参数。

根据结构形式与适用工况的不同,工业领域常见的离心风机主要分为以下几大系列:

“C”型系列多级风机:由多个单级叶轮串联构成,每个叶轮级间均设有导叶和扩压器。气体每经过一级叶轮,压力就得到一次提升,因此该系列风机特别适用于要求中等流量、较高压力的工况,如污水处理曝气、高炉鼓风、物料输送等。 “D”型系列高速高压风机:通常采用单级或两级高速叶轮,通过齿轮箱增速,使叶轮在极高的转速下旋转,从而在单级或两级内产生普通多级风机才能达到的压力。结构紧凑,效率高,适用于高压、小流量的苛刻环境。 “AI”型系列单级悬臂风机:叶轮悬臂安装在主轴一端,结构简单,维护方便。常用于压力较低、流量中等的场合,如通风、空调系统。 “S”型系列单级高速双支撑风机:叶轮置于两个支撑轴承之间,转子动力学性能稳定,适用于高转速、高压力的工况,稳定性优于悬臂结构。 “AII”型系列单级双支撑风机:与“S”型类似,同为双支撑结构,但在具体气动设计和应用侧重上有所不同,同样强调运行的稳定性和可靠性。

第二章:氧化风机C190-1.35深度解析

在众多风机型号中,C190-1.35是一款典型的应用于氧化工艺的“C”型多级离心风机。

型号释义:

“C”:代表该风机属于“C”型系列,即多级离心式鼓风机。 “190”:表示该风机在设计工况下的额定流量为每分钟190立方米。 “-1.35”:表示风机出口的表压为1.35个大气压(绝压约为2.35个大气压)。根据之前提供的鼓风机型号解释规则,此型号中未出现“/”及后续数字,因此表明其进口压力为标准大气压,即1个大气压。

性能特点与应用场景:
氧化风机C190-1.35通过多级叶轮的逐级增压,能够稳定输出1.35个大气压的压缩空气。这个压力范围非常适合用于诸如湿法冶金、化工氧化、环保脱硫脱硝等工艺中的氧化环节。在这些过程中,需要将空气或氧气强制注入反应塔或浆液池,为化学反应提供足量的氧源,确保氧化反应充分、快速地进行。其稳定的流量输出保证了工艺过程的连续性,而较高的压力则能克服反应器内液柱的静压和管道系统的阻力。

核心部件详解:

风机主轴:作为风机的核心传动部件,主轴承载着所有旋转零件的扭矩和弯矩。C190-1.35的主轴通常采用高强度合金钢锻造而成,经过精密的加工和热处理,确保其具有极高的强度、刚性和疲劳寿命,以承受高速旋转带来的离心力和传递驱动功率。 风机转子总成:这是风机的“心脏”,由主轴、多个叶轮、平衡盘、联轴器等部件组成。每个叶轮都经过严格的动平衡和超速试验,以确保转子在工作转速下振动极小,运行平稳。多级风机的转子动平衡精度要求极高,任何微小的不平衡量在高速下都会被放大,导致轴承损坏甚至设备事故。 风机轴承与轴瓦:对于C190-1.35这类中型多级风机,其主轴通常采用滑动轴承,即轴瓦。轴瓦内衬有巴氏合金等耐磨减摩材料,依靠形成的压力油膜将旋转的主轴“托起”,实现非接触式润滑,具有承载能力强、阻尼性能好、运行平稳、寿命长的优点。轴承座内设有供油和回油系统,保证润滑的连续性。 轴承箱:是容纳和固定轴承(或轴瓦)的部件,它为轴承提供精确的定位和支撑,并形成密闭的润滑油腔。轴承箱的设计要求具有良好的刚性、散热性和密封性。 密封系统:这是保证风机安全、高效、环保运行的关键。 气封:通常安装在机壳与轴之间,用于减少或防止高压气体从蜗壳内部向大气环境泄漏,或防止级间窜气。其形式多样,如迷宫密封。 油封:主要安装在轴承箱的端部,防止润滑油从轴承箱泄漏,同时阻止外部灰尘、水分等污染物进入轴承箱污染润滑油。 碳环密封:在一些对密封要求极高的场合,会采用碳环密封。它由数个碳环组成,在弹簧力作用下紧贴轴套表面,形成动态密封,能有效封堵气体,尤其适用于输送易燃、易爆、有毒或贵重气体的工况。

第三章:风机输送气体的特性与工业气体应用

离心风机输送介质的能力与其气体特性密切相关。气体的密度、粘度、温度、湿度、腐蚀性、毒性及是否含有粉尘等,都会直接影响风机的性能选型、材料选择和安全措施。

气体特性对风机设计的影响:

密度影响:风机的压力和轴功率与气体密度成正比。输送密度比空气轻的气体(如高温烟气、氢气)时,风机产生的压力和所需功率会下降;反之,输送密度大的气体(如二氧化碳)时,压力和功率会上升。风机全压等于风机系数乘以气体密度再乘以转速的平方。 腐蚀性与材料选择:输送腐蚀性气体是工业风机面临的常见挑战。风机过流部件(如叶轮、机壳、密封)必须根据气体成分选择合适的耐腐蚀材料。

工业特种气体输送实例:
针对您提到的几种典型工业气体,风机需要采取特殊设计和材料:

输送二氧化硫气体:SO₂遇水形成亚硫酸,腐蚀性极强。风机需采用超级奥氏体不锈钢如904L、2507双相钢,或进行橡胶、氟塑料内衬处理。密封必须严密,防止泄漏危害环境和健康。 输送氮氧化物气体:NOₓ同样具有强腐蚀性和毒性。材料可选择316L不锈钢及以上等级。需注意NOₓ在压缩过程中可能发生的聚合反应和温度控制。 输送氯化氢、氟化氢、溴化氢气体:这几种卤化氢气体酸性极强,尤其是HF,能腐蚀玻璃和大多数金属。风机接触介质的部分通常需采用蒙乃尔合金、哈氏合金,或进行聚四氟乙烯内衬。密封系统必须万无一失,常采用双端面机械密封并注入缓冲气。 输送其他特殊有毒气体:对于如一氧化碳、硫化氢、磷化氢等剧毒气体,风机的首要原则是“零泄漏”。这要求采用最严格的密封形式(如干气密封)、整体铸造无焊缝的机壳、以及高完整性、带泄漏检测系统的设计与制造。

第四章:风机配件与维护修理

关键配件概述:
除了前述的核心部件,一套完整的风机系统还包括:

驱动系统:电机、联轴器(可能包含增速齿轮箱)。 润滑系统:油泵、油冷却器、油过滤器、油箱及管路。 冷却系统:用于冷却轴承、润滑油和气体的冷却器。 控制系统:进出口导叶、放空阀、止回阀、振动/温度监测仪表及PLC控制柜。 进出口消音器:降低风机运行产生的空气动力性噪声。

风机常见故障与修理:
风机的定期维护和及时修理是保障其长周期稳定运行的关键。

振动超标:这是最常见的故障。原因包括转子不平衡(叶轮结垢或磨损)、对中不良、轴承磨损、地脚螺栓松动、喘振等。修理需先停机排查,进行清垢、重新动平衡、重新对中、更换轴承等工作。 轴承温度高:原因可能是润滑油不足或变质、冷却水不畅、轴承装配间隙不当、负载过大等。需检查润滑系统,调整冷却水量,复查轴承装配情况。 性能下降:表现为流量或压力不足。原因可能是转速降低、密封间隙过大导致内泄漏严重、进口过滤器堵塞、叶轮磨损等。需检查电机和传动,调整或更换密封件,清理过滤器,修复或更换叶轮。 异常噪音:分为机械噪音(轴承损坏、部件松动)和气流噪音(喘振、涡流)。需根据声音特征判断,并进行相应处理。 润滑油泄漏:检查并更换老化的油封,紧固连接螺栓,确保轴承箱回油通畅。

大修流程简介:
风机运行一定时间后需进行计划性大修,主要包括:

停机、隔离与拆卸:切断电源,隔离介质和润滑油路,按顺序拆卸联轴器、管路、轴承箱、密封件和转子总成。 清洗与检查:彻底清洗所有零件,检查叶轮、主轴、轴承、密封等关键部件的磨损、裂纹和变形情况。 修理与更换:对损坏或达到寿命的零件进行修复或更换。叶轮必须重新进行动平衡校验。 回装与对中:按相反顺序谨慎回装所有部件,确保各部位间隙符合标准,并精细调整电机与风机的主轴对中精度。 试运行:先进行点动,无异常后空载运行,监测振动、温度、噪音。正常后再逐步加载至满负荷,全面考核修复后的性能。

结论

离心风机,特别是像C190-1.35这样的多级氧化风机,是现代工业生产中不可或缺的关键设备。深入理解其工作原理、型号含义、核心结构以及所输送介质的特性,是进行正确选型、高效运行和科学维护的基础。面对复杂的工业气体环境,必须严格把控风机的材料选择、密封技术和安全设计。同时,建立完善的预防性维护和快速响应修理体系,能够最大限度地延长风机寿命,保障生产安全,提升整体经济效益。作为一名风机技术从业者,不断深化对这些知识的掌握,并应用于实践,是我们永恒的课题。

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