离心式鼓风机：形式、型号解析与应用基础

作者：王军（139-7298-9387）

关键词：离心式鼓风机、风机形式、型号解析、性能曲线、工作原理、选型应用

引言

在工业生产的广阔领域中，从污水的曝气处理到冶炼炉的富氧鼓风，从气力输送颗粒物料到工厂车间的通风除尘，离心式鼓风机作为一种关键的气体输送与增压设备，扮演着不可或缺的角色。作为一名风机技术从业者，深入理解离心风机的基础知识，特别是其多样的形式和复杂的型号编制规则，是进行正确选型、高效应用和故障诊断的基石。本文旨在系统性地解析常用离心式鼓风机的形式与型号，为同行和感兴趣的读者提供一个清晰的技术视角。

第一章：离心式鼓风机核心工作原理

在深入形式与型号之前，我们必须重温其最基本的工作原理，这是理解一切差异的源头。

离心式鼓风机的工作原理基于惯性离心力和动能向压能的转换。其核心流程如下：

吸气与加速： 电机通过轴驱动叶轮高速旋转。气体从风机进口轴向进入叶轮中心。 离心做功： 进入叶轮的气体，在叶片的作用下随叶轮高速旋转。气体本身的质量使其产生巨大的离心力，沿着叶轮流道从中心被甩向叶轮外缘。在此过程中，叶轮对气体做功，气体的流速和压力均显著增加，获得动能和压能。 扩压转换： 从叶轮甩出的高速气体进入其外围的蜗壳（机壳）流道。蜗壳的流通截面通常设计为逐渐扩大的渐开线形或对数螺旋形。根据伯努利方程（在不可压缩流体中，流速降低，压力升高），气体流速逐渐降低，大部分动能在此转化为静压能。 排气： 气体压力达到要求后，从风机的出口排出，进入管道或所需系统。

这个过程中，风机产生的全压（PT）由静压（PS）和动压（PV）组成。其基本能量方程可用欧拉方程来描述，即风机对单位质量气体所做的功（理论压头）与气体在叶轮进口和出口处的圆周速度、绝对速度的圆周分速度有关。

第二章：常用离心式鼓风机的形式划分

离心式鼓风机的形式多样，主要可根据其结构特点、进气方式和压力范围进行划分。

2.1 按结构形式划分（核心分类）

这是最常用也是最核心的分类方式，直接关系到风机的性能和适用场景。

多翼式离心风机（前向叶轮风机）：
叶轮特点： 叶轮由大量前向弯曲的短叶片组成，叶片数多，形似梳子或鸟翼。 性能特点： “高风压、小流量”。在相同的叶轮直径和转速下，它能提供比其他形式更高的压力。但其效率相对较低，通常峰值效率在55%-75%之间。性能曲线较陡峭，功率曲线随流量增加而持续上升，称为“过载曲线”，电机选型需留足余量，防止过载。 应用： 常用于压力要求较高但风量要求不大的场合，如空调机组、家用新风系统、小型锅炉鼓风、烘干设备等。
后向式离心风机：
叶轮特点： 叶片弯曲方向与旋转方向相反，分为后倾板式（直线型叶片）和后弯式（曲线型叶片）。叶片数量较少。 性能特点： “高效率、高风量”。其效率可达80%-90%甚至更高，是现代工业应用的主流选择。性能曲线中，功率曲线在额定点附近达到最大，随后趋于平稳或略有下降，称为“不过载曲线”，电机选型更经济安全。运行噪音相对较低。 应用： 应用极其广泛，包括工厂通风除尘、电站锅炉引送风、大型建筑通风、物料输送等几乎所有工业领域。是节能改造的首选。
径向式离心风机：
叶轮特点： 叶片为直的径向叶片，常见于耐磨风机。 性能特点： 性能介于前向和后向之间。结构坚固，耐磨性好。 应用： 主要适用于输送含粉尘、颗粒物的气体，如冶金、矿山、建材行业的气力输送系统。

2.2 按进气方式划分

单吸离心风机： 叶轮仅一侧有进气口。结构简单，制造方便，是最常见的形式。 双吸离心风机： 叶轮两侧都有进气口。在相同的叶轮宽度下，理论上可以吸入两倍的风量。它能平衡轴向力，提高转子稳定性，常用于大流量场合。

2.3 按压力范围划分（行业习惯）

离心通风机： 全压通常在15kPa以下。用于一般通风、换气、冷却。 离心鼓风机： 全压范围通常在15~200kPa之间。用于需要较高压力的工艺过程，如污水曝气、高炉鼓风。 离心压缩机： 全压高于200kPa，甚至可达几十兆帕。用于石油化工、制冷、空分等行业。

第三章：离心风机型号解析

风机型号是一串字母和数字的代码，如同它的“身份证”，包含了其关键结构形式和性能参数信息。国内风机型号的编制通常遵循相关行业标准，但各厂家也可能有细微差别。下面以一个典型型号为例进行解析：

示例型号： G4-73-11 No.20F 右90°

G： 风机用途代号。G代表“鼓风机”（Blower），Y代表“引风机”（Induced Draft Fan），C代表“除尘风机”（Dust Fan），F代表“防腐风机”（Anti-corrosion Fan）等。 4-73： 压力系数和比转数。这是型号的核心技术参数。
“4”表示风机在最高效率点时的压力系数乘以10后的整数。压力系数是一个无量纲数，反映了风机产生压力的能力。数字越大，通常意味着压力越高。 “73”表示风机在最高效率点时的比转数。比转数是一个综合性的相似特征数，它代表了风机的“体型”。比转数小，说明风机是“高压力、小流量”型（瘦高型）；比转数大，说明风机是“低压力、大流量”型（矮胖型）。73属于中等比转数，适用范围广。
11： 设计顺序号和进气形式。
第一个“1”代表第一次设计（若是第二次设计则为“2”）。 第二个“1”代表单吸进气（若是双吸进气则为“0”）。
No.20： 机号。代表风机叶轮直径的分米数。No.20表示叶轮直径为20分米，即2米。这是风机大小的直接体现，与风量、风压、功率直接相关。 F： 传动方式代号。表示风机叶轮与电机的连接方式。
A式：电机直联（叶轮直接装在电机轴上）。 B式：悬臂支撑，皮带传动，皮带轮在两轴承之间。 C式：悬臂支撑，皮带传动，皮带轮在轴承外侧。 D式：悬臂支撑，联轴器传动。 E式：双支撑，皮带传动。 F式：双支撑，联轴器传动。（本例中为F式）
右90°： 出风口位置及旋转方向。
“右”指从电机一端正视，叶轮顺时针旋转。 “90°”指出风口方向与水平线的夹角。标准出风口位置通常用角度表示（0°， 45°， 90°， 135°， 180°， 225°， 270°）。

掌握型号解析，就能快速读懂一台风机的基本特征，这对于技术交流、选型报价和图纸识读至关重要。

第四章：性能曲线与选型要点

4.1 理解性能曲线

性能曲线是风机的“性格图谱”，它描述了在固定转速和进气条件下，风机的全压（P）、轴功率（N）、效率（η） 与流量（Q） 之间的关系。通常以流量Q为横坐标。

Q-P曲线： 显示流量与全压的关系。通常是下降曲线，但前向风机曲线更陡，后向风机曲线更平缓，可能有“驼峰”。 Q-N曲线： 显示流量与轴功率的关系。前向风机功率随流量增加而上升（过载特性），后向风机功率在达到峰值后可能下降（不过载特性）。 Q-η曲线： 显示流量与效率的关系。是一条抛物线，存在一个最高效率点。应尽量让风机工作在高效区（通常为最高效率点的90%以上）。

4.2 选型核心步骤

确定工艺参数： 明确所需的流量（m³/h或m³/s）、全压（Pa或kPa）、工作介质（成分、温度、密度、粉尘含量等）、安装环境。 参数修正： 将实际工况下的流量和压力，换算到风机标准进气状态（通常是20℃, 101.325kPa, 空气密度1.2kg/m³）下的参数，以便从样本上选型。密度修正公式为：实际全压 = 标准全压 × (实际密度 / 标准密度)。 初选形式与型号： 根据计算出的流量、压力，结合比转数的概念，初步选择风机的形式（后向、前向等）和大概的机号。 查阅性能曲线/性能表： 在选定型号的性能曲线图上，找到由流量和压力确定的那个点。确保该点：
落在Q-P曲线下方（有能力提供所需压力）。 靠近最高效率点，处于高效区内。 对应的轴功率小于配套电机的功率（并留有适当安全余量）。
确定安装细节： 根据现场布局，确定传动方式、旋转方向和出风口角度。 考虑特殊需求： 如是否需要变频控制、防爆、防腐、耐磨处理、消声措施等。

第五章：常见问题与维护概要

选型过大或过小： 会导致风机在低效区运行，能耗高，工况不稳定，甚至引发喘振。 喘振： 当风机流量减小到一定程度时，会出现气流剧烈振荡的现象，伴有巨大噪音和振动，极具破坏性。必须避免在小流量区间运行。 磨损： 输送含尘气体时，叶轮和机壳易磨损，需选用耐磨钢板或堆焊耐磨层。 振动与动平衡： 叶轮动平衡精度是保证风机平稳运行的关键。日常应定期检查轴承温度、振动值、异响等。

结语

离心式鼓风机是一门将理论力学与工程实践紧密结合的技术。从欧拉方程的理论基础，到形式各异的叶轮设计，再到蕴含信息的型号代码和指导应用的性能曲线，每一个环节都彰显着工业设备的精密与智慧。希望本文对离心风机形式和型号的系统解析，能帮助风机技术同行们更深刻地理解设备，从而在设计、选型、运维工作中更加得心应手，为推动工业生产的节能、高效与稳定运行贡献一份力量。

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