氧化风机C100-1.3技术解析与应用探析

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氧化风机C100-1.3技术解析与应用探析

作者：王军（139-7298-9387）

关键词：氧化风机、C100-1.3、离心风机、气体输送、风机配件、风机修理、工业气体、轴瓦、碳环密封

引言

在工业流体输送领域，离心风机扮演着至关重要的角色，尤其在环保、化工、冶金等行业的气体处理工艺中。氧化风机作为一类特殊用途的离心风机，主要用于向反应系统（如烟气脱硫塔、废水处理曝气池等）强制输送富含氧气的空气，以促进氧化反应的进行。本文将围绕离心风机的基础知识展开，并重点对氧化离心风机型号C100-1.3进行深度解析，同时详尽阐述其气体输送特性、关键配件构成、维护修理要点，并拓展讨论适用于输送各类工业气体的风机技术选型与考量。

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机械。其工作原理基于牛顿第二定律和叶轮机械的欧拉方程。当电机驱动风机主轴上的叶轮旋转时，叶片间的气体在离心力作用下被甩向叶轮外缘，其动能和压力能随之增加。这部分高速气体进入蜗壳形机壳后，流道截面逐渐扩大，气体流速降低，部分动能依据伯努利方程转化为静压能，最终以较高的压力从出口排出。同时，叶轮中心处因气体被甩出而形成低压区，外界气体在大气压作用下被连续不断地吸入，从而形成连续的气体输送。

离心风机的性能参数主要包括：

流量（Q）：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（P）：气体经过风机后所增加的能量，通常以静压、动压或全压表示，单位常用千帕或大气压。风机全压等于风机出口全压与进口全压之差。 功率（N）：风机的轴功率，即电机传递给风机轴的功率。有效功率是单位时间内气体从风机获得的能量，其值等于流量与全压的乘积。风机效率为有效功率与轴功率之比。 转速（n）：风机叶轮每分钟的旋转圈数。

风机的性能曲线（流量-压力曲线、流量-功率曲线、流量-效率曲线）是选型和运行的重要依据。

第二章氧化风机型号C100-1.3深度解析

C100-1.3是一款典型的用于氧化工艺的“C”型系列多级离心鼓风机。

型号标识解读： “C”：代表该风机属于“C”型系列多级离心鼓风机。这类风机通常由两个或两个以上的叶轮串联在同一根主轴上，气体每经过一级叶轮和导叶就获得一次能量叠加，因此能够在相对较高的转速下，实现比单级风机更高的压升，适用于中高压头、中等流量的工况。 “100”：表示该风机的额定流量为每分钟100立方米。这是风机在标准进气状态下的设计输送能力。 “-1.3”：表示风机出口的绝对压力为1.3个大气压（约合0.13兆帕表压）。值得注意的是，此型号标识中未出现“/”及后续数字，根据约定，这表示风机的进口压力为标准大气压（1个大气压）。因此，该风机产生的压差（全压）为出口压力与进口压力之差，即0.3个大气压（约30 kPa）。

作为对比，参考文中提到的另一型号 “C500-1.3/0.892”：其流量为500立方米每分钟，出口压力1.3个大气压，进口压力0.892个大气压，则其实际提升的全压为 (1.3 - 0.892) = 0.408个大气压。

在氧化工艺中的应用：
氧化风机C100-1.3通常用于需要稳定、连续供应一定压力空气的场合。例如，在湿法烟气脱硫系统中，它将空气压入吸收塔底部的氧化区，将亚硫酸钙强制氧化成硫酸钙（石膏），确保脱硫副产物稳定结晶并便于后续处理。其1.3个大气压的出口压力足以克服浆液液柱的静压、管道及分布器阻力，确保氧气能有效分散到浆液中。

第三章风机关键配件详解

一台高性能、长寿命的离心风机，离不开其精密设计和制造的核心配件。以C系列多级风机为例：

风机主轴：作为传递扭矩和支撑旋转部件的核心零件，必须具备极高的强度、刚度和耐磨性。通常采用优质合金钢经锻造、热处理、精密加工而成，确保其在不同工况下的稳定运行。 风机转子总成：这是风机的“心脏”，由主轴、套装其上的多级叶轮、平衡盘（用于平衡轴向推力）、联轴器等部件组成。转子在装配前需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，振动值在标准允许范围内。 风机轴承与轴瓦：对于C系列这类多级高压风机，常采用滑动轴承（即轴瓦）来支撑转子。轴瓦通常由巴氏合金等耐磨减摩材料浇铸在钢背上制成，依靠压力油在其与轴颈间形成油膜，实现液体摩擦，具有承载能力强、耐冲击、运行平稳的优点。轴承箱则是容纳轴承、润滑油并起密封作用的壳体。 密封系统：这是防止气体泄漏和油泄漏的关键。 气封（迷宫密封）：通常安装在机壳与轴之间、各级叶轮之间，通过一系列环形齿片与轴形成微小间隙，增加气体泄漏的流动阻力，主要用于减少机内高压气体向低压区的泄漏。 油封：主要用于轴承箱两端，防止润滑油沿轴向外泄，并阻挡外部灰尘进入轴承箱。 碳环密封：在一些要求更高，或输送特殊介质的风机中，会采用接触式或非接触式的碳环密封。它由多个碳环组成，依靠弹簧力使其与轴保持轻微接触或极小间隙，具有良好的自润滑性和密封效果，尤其适用于防止有毒、贵重或危险气体的外泄。

第四章风机维护与修理要点

定期的维护和及时的修理是保障风机安全、高效、长周期运行的根本。

日常维护： 振动与温度监测：定期使用测振仪检查轴承座等部位的振动速度有效值或位移幅值。使用红外测温枪监测轴承温度、润滑油温，发现异常及时分析。 润滑油管理：定期检查油位、油质，按周期更换符合要求的润滑油。 密封检查：观察气封、油封有无泄漏迹象。 异响监听：运行中注意倾听有无异常摩擦、撞击声。 常见故障与修理： 振动超标：可能原因包括转子不平衡（需重新进行动平衡校正）、对中不良（重新找正联轴器）、轴承磨损（更换轴承/轴瓦）、地脚螺栓松动等。 轴承温度高：可能因润滑油不足或变质、冷却系统故障、轴承装配间隙不当、负载过大等引起。 风量/风压不足：可能因转速不足、进口过滤器堵塞、密封间隙过大导致内泄漏严重、叶轮磨损或积垢。 部件修复：对于磨损的轴颈可采用喷涂、电刷镀等工艺修复；轻微磨损的轴瓦可刮研修复，严重则更换；叶轮磨损可进行堆焊修复并重新做动平衡。所有修理工作，尤其是转子部件的修复，必须由专业人员在具备条件的车间进行，修理后需达到原设计精度和平衡要求。

第五章输送工业气体的风机技术说明

输送工业气体，尤其是腐蚀性、有毒、易燃易爆气体时，对风机的选型、材料和结构有特殊要求。

风机系列选择： “C”型系列多级风机：适用于中高压、中等流量，输送空气或性质相近的惰性、中性气体。若用于轻微腐蚀性气体，需考虑材质升级。 “D”型系列高速高压风机：采用齿轮箱增速，单级或多级叶轮，可达更高压力，结构紧凑。适用于高压输送，材料需根据气体性质选择。 “AI”型系列单级悬臂风机：结构简单，维护方便。适用于中低压、大流量工况。输送特殊气体时，需注意轴封的可靠性。 “S”型系列单级高速双支撑风机：叶轮悬臂布置，转速高，结构紧凑。适用于中高压工况。 “AII”型系列单级双支撑风机：叶轮置于两轴承之间，转子稳定性好，适用于较大流量和较高压力的工况。 特殊气体输送对策： 输送混合工业气体、SO₂、NOₓ、HCI、HF、HBr等腐蚀性/有毒气体： 材质选择：与气体接触的过流部件（机壳、叶轮、密封等）必须选用耐腐蚀材料。例如，对于HCI、HF等卤化物气体，常选用耐盐酸镍基合金、超级奥氏体不锈钢甚至钛材、哈氏合金等；对于SO₂湿气，可选用高牌号不锈钢如316L，或复合材料。 密封强化：必须采用高效密封组合，如“迷宫密封 + 碳环密封”或干气密封，确保有毒气体零泄漏至大气中。轴封系统可能需引入缓冲气（如氮气）。 结构设计：考虑气体的冷凝、结晶可能，设计必要的保温、加热或冲洗接口。轴承箱等部件与机壳之间需有良好的隔离措施。 安全规范：设计制造需符合相关防爆、承压设备规范，电机及电气元件也需相应选型。

结论

氧化风机C100-1.3作为“C”型多级离心风机的典型代表，其型号编码精确反映了其流量与压力性能，适用于特定的氧化工艺需求。深入理解离心风机的工作原理、核心配件功能以及维护修理知识，是保障其稳定运行的基础。而当面对输送各类复杂工业气体的挑战时，必须根据气体的物理化学性质，审慎选择风机的系列、材质和密封形式，进行针对性的设计与制造。唯有如此，才能确保风机在整个生命周期内安全、高效、环保地运行，为工业生产提供可靠动力。

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