多级离心鼓风机 D950-2.6/0.907性能、配件与修理解析

作者：王军（139-7298-9387）

关键词：多级离心鼓风机，D950-2.6/0.907，性能参数，叶轮，隔板，轴承，密封，风机检修，动平衡

引言

在工业流体输送与工艺气体处理领域，多级离心鼓风机以其高压力、大流量、运行平稳可靠的特点占据着重要地位。它通过将多个单级离心叶轮串联在同一根转子上，使气体逐级获得能量，最终达到所需的出口压力，广泛应用于污水处理、冶金、化工、电力、建材等行业。作为一名风机技术从业者，深入理解特定型号风机的性能特点、核心配件结构以及维护修理要点，是确保设备安全、稳定、高效运行的关键。本文将以D950-2.6/0.907型多级离心鼓风机为例，系统阐述其基础知识。

第一章：多级离心鼓风机基本原理与结构概述

多级离心鼓风机的核心工作原理是依靠高速旋转的叶轮对气体做功，将机械能转化为气体的压力能和动能。其基本流程如下：气体由进气室轴向进入第一级叶轮，在叶轮叶片的作用下随叶轮高速旋转，获得速度和压力；随后，气体流入固定在机壳上的扩压器，在此流道截面扩大，气体流速降低，部分动能有效地转化为静压能；接着，气体经过回流器被引导至下一级叶轮的进口方向，开始新一轮的能量增益过程。如此往复，经过所有级数的增压后，气体最终汇集到出气室，以较高的压力排出。

一台典型的多级离心鼓风机主要由以下几大部件构成：

转子组件：这是风机的“心脏”，包括主轴、各级叶轮、平衡盘、推力盘、联轴器等。主轴负责传递扭矩，叶轮是做功元件，平衡盘用于平衡部分轴向力，推力盘则用于承受剩余的轴向力。

定子组件：主要包括机壳（气缸）、进气室、出气室、各级扩压器和回流器（统称为隔板）、以及支撑轴承座。机壳承受内部压力并支撑所有静止部件；隔板引导气流并实现能量转换。

密封系统：包括级间密封（如迷宫密封）、轴端密封（如碳环密封、浮环密封、干气密封等），用于减少级间窜气和气体向大气泄漏，保证风机效率和运行安全。

轴承系统：包括径向轴承（通常为滑动轴承）和推力轴承。径向轴承支撑转子重量并保持其径向位置；推力轴承承受转子剩余的轴向力，确保转子轴向定位。

润滑系统：为轴承和齿轮箱（若有时）提供强制润滑和冷却，保证轴承正常运行。

监测与控制系统：包括振动、温度、压力等传感器，以及防喘振控制系统，用于实时监控风机状态，保障安全运行。

第二章：D950-2.6/0.907型号机性能参数深度解析

型号D950-2.6/0.907蕴含了该风机的基本设计信息。通常，“D”可能代表鼓风机（Draft Fan）或特定系列代号，“950”表示额定进口体积流量为950立方米每分钟（m³/min），“2.6”可能指出口绝对压力或压比，“0.907”可能指进口绝对压力或介质密度。结合提供的具体参数，我们可以对该风机的性能进行深入解读。

1. 输送介质与进口条件

输送介质：空气。这意味着风机的气动设计、材料选择均以空气的物理性质（如密度、比热容、绝热指数等）为基础。

进口流量：950 m³/min。这是一个体积流量，指在进口状态（压力0.907 kgf/cm²，温度20℃）下每分钟进入风机的空气体积。此参数是风机选型的核心参数之一，直接关系到工艺处理能力。

进口压力：0.907 kgf/cm²。此为表压单位，1 kgf/cm² 约等于 98.0665 kPa，因此进口绝对压力约为（0.907 * 98.0665 + 101.325）kPa ≈ 190.3 kPa（大气压按标准101.325 kPa计）。这表明风机进口处于一个高于标准大气压的环境，可能用于特定工艺回路中。

进口温度：20℃。这是一个常温条件，对材料选择影响不大，但它是计算气体密度和实际流量的关键参数。

进口介质密度：参数中给出为“0.907.2”，可能存在笔误，推测为 0.9072 kg/m³ 或 1.2 kg/m³ 左右。根据理想气体状态方程估算，在绝对压力190.3 kPa、温度20℃下，空气密度约为 (190.3 / 101.325) * (273.15 / 293.15) * 1.293 kg/m³ ≈ 2.26 kg/m³。若参数中“0.907.2”指密度，则单位可能为kgf·s²/m⁴（工程单位制），需换算。此处我们以标准物理概念进行讨论，密度是影响风机功率和压升的重要参数。

2. 出口性能与压升

出风口升压：16930 mmH₂O。这是风机产生的压力增量，即出口压力与进口压力之差。1 mmH₂O ≈ 9.80665 Pa，因此升压 ΔP = 16930 * 9.80665 Pa ≈ 166000 Pa ≈ 166 kPa。结合进口绝对压力约190.3 kPa，可推算出口绝对压力约为 190.3 + 166 = 356.3 kPa。压比（出口绝对压力/进口绝对压力）约为 356.3 / 190.3 ≈ 1.87。这个压升水平体现了多级离心鼓风机的典型特征。

轴功率：2388 kW。这是风机转子从原动机（电机）实际获得的功率，用于压缩气体。轴功率的计算公式为：轴功率约等于 （质量流量 × 压头） / （1000 × 风机效率）。其中，压头是单位质量气体获得的能量，单位是米（m）。对于可压缩气体，精确计算需考虑多变压缩或绝热压缩过程。

转速：5859 r/min。这是风机转子的工作转速，非常高，属于高速风机范畴。高转速是实现单级叶轮高能量头、从而减少风机总级数、缩小体积的关键。这也对转子的动平衡、轴承性能和临界转速设计提出了极高要求。

配套电机功率：2500 kW（2极）。电机功率（2500 kW）略大于风机轴功率（2388 kW），这是必要的安全裕量，用于克服可能的工况波动、传动损失以及确保电机不过载。2极电机通常直接驱动风机达到如此高的转速，简化了传动结构，但对电机本身的制造要求很高。

性能综合分析：D950-2.6/0.907是一款大流量、中高压力、高转速的多级离心鼓风机。其进口流量达950 m³/min，出口升压达16930 mmH₂O，轴功率接近2400 kW，需要2500 kW的大功率电机驱动。这样的性能参数使其能够胜任大型工业生产中需要大量中高压空气的场合。

第三章：风机核心配件解析

了解风机的核心配件对于日常维护和故障诊断至关重要。以下针对D950-2.6/0.907这类高速多级离心鼓风机的关键配件进行说明。

1. 叶轮
叶轮是风机中最重要的核心部件，直接决定风机的压力、流量和效率。

类型：多为闭式后向或径向叶轮，采用高强度合金钢（如34CrNi3Mo、FV520B等）整体铣制或焊接而成，以保证在高转速下的强度和气动性能。

特点：每级叶轮的设计（叶片型线、进出口角度、直径、宽度）都经过精确的气动计算，以匹配整机性能要求。叶轮与主轮的连接通常采用过盈配合加键连接，确保传递巨大扭矩。

2. 隔板组件
隔板包括扩压器和回流器，是静止部件，安装在机壳内，将各级叶轮分隔开。

扩压器：作用是将叶轮出口的高速气体的动能转化为静压。其流道设计直接影响转换效率。

回流器：引导从扩压器出来的气体平稳地、以最小损失改变方向，进入下一级叶轮的进口。其叶片型线设计至关重要。

材质：通常采用铸铁或铸钢，流道表面可能进行光洁处理以减少流动损失。

3. 密封
密封性能直接影响风机效率和介质泄漏。

级间密封：通常采用迷宫密封，安装在隔板上，与叶轮轮盖或主轴形成微小间隙，减少高压级气体向低压级窜气。

轴端密封：防止机壳内气体沿主轴泄漏到大气中。对于输送空气的鼓风机，常用相对简单的碳环密封或结构更复杂的浮环密封。若对泄漏要求极严，可采用干气密封。

4. 轴承

径向轴承：一般采用压力润滑的滑动轴承（如椭圆瓦、可倾瓦轴承），具有良好的阻尼特性，能稳定支撑高转速转子。可倾瓦轴承尤其有利于抑制油膜振荡。

推力轴承：采用金斯伯雷（Kingsbury）型或米切尔（Michell）型可倾块推力轴承，用于承受转子剩余的轴向力，确保转子轴向定位准确。

5. 平衡盘
平衡盘是多级离心风机特有的部件，通常安装在末级叶轮之后。它利用其两侧的压力差（一侧接近出口高压，一侧通过管道引至进口低压）产生一个与叶轮产生的轴向力方向相反的平衡力，从而大部分抵消转子的轴向力，显著减轻推力轴承的负荷。

第四章：风机常见故障与修理要点

对D950-2.6/0.907这类高速重型风机，正确的维护和及时的修理是保障其长周期运行的生命线。

1. 常见故障模式

振动超标：最常见的问题。原因可能包括：转子动平衡失效（叶轮结垢、磨损、部件松动）、对中不良、轴承损坏、基础松动、喘振等。

轴承温度高：润滑油质不佳、油压不足、油路堵塞、轴承磨损、安装间隙不当等。

性能下降（流量或压力不足）：密封磨损间隙过大导致内泄漏严重、叶轮腐蚀或磨损、进口过滤器堵塞、转速下降等。

异常噪音：轴承损坏、转子与静止件摩擦（刮缸）、喘振征兆。

2. 修理流程与关键技术
风机大修是一项系统工程，必须严格遵循规程。

准备工作：停机、隔离、置换、办理安全作业票。准备好技术资料、专用工具、备件和起吊设备。

解体与检查：按顺序拆卸联轴器、轴承箱、密封、机壳上盖、转子吊出等。对每个部件进行清洗、宏观检查和尺寸测量，重点检查：

转子：检查叶轮有无裂纹、磨损、腐蚀；轴颈有无拉伤；键槽有无挤压变形；平衡块有无松动。

密封：测量迷宫密封齿顶间隙，检查碳环密封的磨损情况。

轴承：检查巴氏合金层有无剥落、磨损、裂纹、烧灼痕迹；测量轴承间隙。

隔板与机壳：检查流道有无腐蚀、结垢，静密封面是否完好。

修理与更换：

转子动平衡校正：这是高速风机修理的核心环节。如果叶轮有损坏或修复，或者整体转子振动原因不明，必须进行现场或离线动平衡。动平衡的原理是在转子两个选定的校正平面上添加或去除质量，使转子旋转时产生的离心力合力及合力矩为零。精度要求通常很高，需达到G2.5或更高平衡等级。

叶轮修复：对于轻微磨损可进行堆焊后机加工修复；裂纹需探伤后补焊；严重损坏需更换新叶轮。新叶轮需单独进行超速试验和动平衡。

密封更换：按标准间隙更换所有迷宫密封条和轴端密封件。

轴承刮研：若滑动轴承有轻微磨损，可由熟练钳工进行刮研，确保接触面积和间隙符合要求；损坏严重则更换。

回装与对中：按解体相反顺序回装，确保所有间隙（如轴承间隙、密封间隙、叶轮与隔板间隙）符合图纸要求。转子在机壳内应转动灵活无摩擦。联轴器对中是关键步骤，必须使用百分表或激光对中仪精确调整电机与风机转子的同心度和平行度，偏差需在允许范围内。

试运行：修理完成后，必须先进行单机试车。步骤包括：油系统循环、盘车、点动、低速运行，逐步升速至额定转速。密切监测振动、温度、压力等参数，确保一切正常后方可投入工艺运行。

结论

D950-2.6/0.907型多级离心鼓风机是一款性能卓越的高速流体机械。深入理解其基于离心原理的工作方式，掌握其流量、压力、功率、转速等关键性能参数的内在联系，熟悉其叶轮、密封、轴承等核心配件的结构与功能，并严格遵循科学的检修规程进行维护与修理，是保障此类设备安全、稳定、长周期、高效运行的根本。作为风机技术人员，应不断积累理论知识和工作经验，才能从容应对设备运行中出现的各种问题，为生产保驾护航。

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