多级离心鼓风机D1250-1.35性能解析与维护修理探讨

作者：王军（139-7298-9387）

关键词：多级离心鼓风机，D1250-1.35，风机性能，风机配件，风机修理，煤气输送

引言

在工业流体输送领域，特别是煤气、烟气等特殊介质的处理中，多级离心鼓风机扮演着至关重要的角色。其凭借高压力、大流量、运行稳定等特点，成为众多工艺流程中的核心动力设备。本文旨在结合风机技术基础，深入剖析一款典型的多级离心鼓风机——D1250-1.35的性能特点，并对其关键配件构成以及常见的修理维护策略进行系统性阐述，以期为同行技术人员提供一份实用的参考。

第一部分：离心风机基础概述

离心风机的工作原理基于动能转换为势能。当叶轮被原动机（如电动机）驱动高速旋转时，叶片间的气体在离心力的作用下被甩向叶轮外缘，气体的速度和压力随之增加。这股高速气流离开叶轮后进入截面逐渐扩大的蜗壳或导叶装置，流速降低，部分动能进一步转化为静压能，最终以较高压力的形式从风机出口排出。与此同时，叶轮中心区域形成低压区，促使外部气体被持续吸入，从而形成连续的气体输送。

对于多级离心鼓风机而言，其核心结构在于将多个单级叶轮串联在同一根主轴上。气体每经过一级叶轮和与之配套的导流器（或扩压器），压力就得到一次提升。级间通常设有回流器，用于引导气流以合适的角度进入下一级叶轮入口。这种多级串联的结构设计，使得风机能够在单台设备上实现单级离心风机难以达到的高压升，特别适用于需要中高压头的工况，如高炉鼓风、煤气增压输送、化工流程等。

风机的主要性能参数包括：

流量 (Q)：单位时间内通过风机的气体体积，通常以立方米每分钟或立方米每小时表示。本文所述的D1250-1.35风机，其进风口流量为1250立方米每分钟，属于大流量风机。

压力：风机进出口气体的全压差，表征风机克服系统阻力的能力。常用单位有帕斯卡、毫米水柱等。本例中，出风口升压为3500毫米水柱。

功率 (P)：风机轴从原动机获得的功率，称为轴功率。本例中为860千瓦。配套电机的功率（1000千瓦）需大于轴功率，以留有余量并补偿传动损失。

效率 (η)：风机的有效功率（与流量和压力乘积相关）与轴功率之比，是衡量风机能量转换经济性的重要指标。效率可通过公式：风机效率等于（流量乘以压力）除以（轴功率乘以常数K）再乘以百分之百 来估算，其中常数K与单位制有关。

转速 (n)：风机主轴每分钟的旋转次数，对风机的性能有决定性影响。本例转速为4320转每分钟，属于高速风机。

介质性质：输送介质的种类、密度、温度、湿度、腐蚀性、含尘量等直接影响风机的选材、结构和性能。本例中输送介质为煤气，密度较低（0.447千克每立方米），且可能含有腐蚀性成分，这对风机的设计和材料选择提出了特殊要求。

理解这些基础概念是分析特定型号风机性能的前提。

第二部分：D1250-1.35型多级离心鼓风机性能深度解析

D1250-1.35这一型号编码通常包含了风机的基本信息：“D”可能代表鼓风机或特定系列，“1250”极指额定进口容积流量为1250立方米每分钟，“1.35”可能表示设计压力或系列代号。结合其具体参数，我们可以对该风机的性能进行深入解读。

1. 设计工况点分析

该风机设计用于输送煤气，其进口条件为：压力0.95千克力每平方厘米（约合93.2千帕），温度35℃，介质密度0.447千克每立方米。出口升压要求为3500毫米水柱（约合34.3千帕）。由此可计算风机所需的全压升约为进口压力与出口升压之和相对于进口压力的增量，具体计算需考虑绝对压力。在此工况下，风机的轴功率为860千瓦，配套电机功率1000千瓦，电机极数为2极，这与其高转速（4320转/分钟）的要求是匹配的（同步转速与电机极数相关，2极电机同步转速为3000转/分钟，实际转速4320转/分钟表明采用了增速齿轮箱）。

2.性能特点

高转速与高压头：4320转/分钟的高转速是实现3500毫米水柱高压升的关键。根据风机相似定律，在几何相似的前提下，风机的压力近似与转速的平方成正比。多级结构（具体级数需看设计，可能是2级或更多）将总压升合理分配到每一级，保证了每级叶轮都在高效区内工作。

大流量处理能力：1250立方米每分钟的流量表明该风机具有强大的气体输送能力，适用于大型煤气输送系统或作为主流程风机。

适应低密度介质：煤气密度（0.447千克每立方米）远低于空气标准密度（约1.2千克每立方米）。风机产生的压力与介质密度成正比。因此，在输送低密度煤气时，要达到相同的压力升，风机需要更高的能量输入或特殊的叶轮设计。D1250-1.35的860千瓦轴功率正是在此低密度条件下的需求体现。风机性能曲线（流量-压力曲线）会因介质密度不同而发生偏移，选型和使用时必须注意。

效率考量：虽然文中未直接给出效率值，但可以通过参数估算。有效功率Peff ≈ (Q * ΔP) / (常数)。使用国际单位制，Q=1250/60≈20.83 m³/s, ΔP=3500 mmH2≈ 34300 Pa, 假设常数取1（对于功率瓦特，压力帕斯卡，流量立方米每秒），则Peff ≈ 20.83 * 34300 ≈ 714, 000 W = 714 kW。估算效率 η ≈ Peff / P轴 = 714 / 860 ≈ 83%。这是一个相当高的效率值，表明该风机在设计工况下具有良好的气动性能。实际效率需以厂家测试数据为准。

运行稳定性：多级离心风机通常具有较平坦的流量-压力特性曲线，在一定流量范围内压力变化相对平缓，有利于在管网阻力波动时保持稳定运行。但需注意喘振边界，避免在小流量区运行。

3. 与配套电机的匹配

选用1000千瓦、2极电机，通过增速装置将转速提升至4320转/分钟。电机功率留有（1000-860）/860 ≈ 16% 的富裕量，这考虑了可能的电压波动、工况轻微变化以及安全系数，确保了驱动的可靠性。

第三部分：D1250-1.35风机关键配件解析

多级离心鼓风机的可靠运行离不开各个精密配件的协同工作。以下针对D1250-1.35可能涉及的关键配件进行说明：

1. 转子总成：这是风机的核心运动部件。
* 主轴：通常采用高强度合金钢锻造而成，经过精密加工和动平衡校正，以保证在高转速下的稳定性和强度。
* 叶轮：是多级风机中数量最多的关键部件。根据输送介质（煤气）的特性，叶轮材料需考虑强度、耐腐蚀性和抗疲劳性能，可能选用不锈钢（如2Cr13、304等）或更高级别的合金钢。叶轮型线经过气动优化设计，以追求高效率。每个叶轮都需进行超速试验和严格的动平衡。
* 平衡盘/鼓：用于平衡大部分轴向推力，减少推力轴承的负荷。其间隙控制至关重要。
* 联轴器：连接电机（或齿轮箱）与风机主轴，传递扭矩。常用膜片式联轴器，具有补偿偏差、无需润滑、传动效率高的优点。

2. 静止部件：
* 机壳（气缸）：通常为水平剖分或垂直剖分结构，承受内部压力。材料需与介质相容，对于煤气环境，可能采用铸铁或铸钢。机壳内腔流道需光滑以减少损失。
* 隔板与导叶：安装在机壳内，将各级叶轮分开。导叶（静止叶片）的作用是将上一级叶轮出口的气流动能有效地转化为压力能，并引导气流以最佳角度进入下一级叶轮。导叶的型线和安装角度对级效率有显著影响。
* 密封系统：
* 级间密封：通常为迷宫密封，安装在隔板上，减少级间漏气。
* 轴端密封：防止煤气沿轴泄漏到大气中，是安全环保的关键。根据煤气特性（压力、成分、危险性），可能采用碳环密封、干气密封或组合密封等形式。对于D1250-1.35这类设备，高效可靠的***轴封***是必选项。
* 轴承系统：
* 径向轴承：采用滑动轴承（如椭圆瓦轴承、可倾瓦轴承），具有良好的阻尼特性，支撑转子稳定旋转。
* 推力轴承：承受剩余的轴向推力，通常采用金斯伯雷或米切尔式可倾瓦块推力轴承，可靠性高。

3. 辅助系统：
* 润滑系统：为轴承和齿轮箱（如果有）提供清洁、冷却的润滑油，包括主辅油泵、油箱、冷却器、过滤器等。是保证风机长期运行的命脉。
* 冷却系统：可能包括级间冷却器（若为等温压缩设计）和润滑油冷却器，用于控制气体和润滑油的温度。
* 监测仪表：包括振动、温度、压力传感器等，用于实时监控风机运行状态，是预防性维护的基础。

第四部分：D1250-1.35风机常见故障与修理维护策略

对风机进行科学的维护和及时的修理，是保障其长周期安全稳定运行的关键。

1. 日常维护与定期检查
* 运行监控：密切监视轴承温度、振动值、润滑油压和温度、煤气泄漏迹象等参数。
* 定期分析：定期对润滑油进行化验，检测水分、杂质、粘度、酸值等指标。
* 状态监测：利用振动分析、频谱分析等技术，早期诊断转子不平衡、对中不良、轴承磨损、叶片结垢等故障。

2. 常见故障分析与修理
* 振动超标：
* 原因：转子动平衡破坏（如叶轮腐蚀、磨损、结垢或异物撞击）、对中不良、轴承磨损、基础松动、喘振等。
* 修理：停机检查。首先复查对中情况。若怀疑动平衡问题，需将转子吊出，在动平衡机上重新校正。清理叶轮上的积垢或修复磨损部位。检查更换损坏的轴承。
* 轴承温度高：
* 原因：润滑油品质不佳（粘度不对、污染）、油路堵塞、油量不足、冷却效果差、轴承间隙不当、负载过大（如对中不好）等。
* 修理：检查润滑系统，更换或补充润滑油，清洗油路和冷却器。检查轴承间隙，必要时更换轴承。重新校正对中。
* 性能下降（压力或流量不足）：
* 原因：密封间隙磨损过大导致内泄漏增加（级间漏气、***轴封***漏气）、叶轮腐蚀或磨损、进口过滤器堵塞、转速下降、介质密度变化等。
* 修理：检查并调整或更换迷宫密封齿。检查叶轮气动性能，严重磨损或腐蚀需修复或更换。清理进口管路。
* 煤气泄漏：
* 原因：轴端密封失效是主因。
* 修理：立即停机处理。检查密封件（如碳环）磨损情况，密封弹簧是否失效，密封气系统是否正常。更换损坏的密封组件。严格遵守动火和密闭空间作业安全规程。
* 喘振：
* 现象：风机流量低于临界值时机组发生剧烈振动和噪音，气流周期性振荡。
* 原因：管网阻力过大或进口流量过小，使工况点落入喘振区。
* 处理：立即开大放空阀或旁通阀增加流量，使工况点移出喘振区。检查并消除管网阻力增大的原因（如阀门误关、过滤器堵）。确保防喘振控制系统正常工作。

3. 大修要点
风机运行一定时间后（通常按运行小时或状态监测结果决定）需进行解体大修。
* 准备工作：制定详尽的检修方案，备齐备件，落实安全措施（特别是煤气置换和监测）。
* 解体检修：按顺序拆卸联轴器、轴承盖、轴承、密封组件、机壳上盖、转子等。
* 检查测量：清洗所有零件。检查测量主轴直线度、叶轮口环间隙、各级密封间隙、轴承间隙、推力盘跳动等，与制造厂标准或上次检修记录对比。
* 修理更换：对超标或损坏的部件进行修复（如喷涂、车削）或更换。所有密封件建议大修时更换。
* 回装与调试：按相反顺序回装，确保各部位间隙符合要求。严格进行对中校正。转子重新做动平衡。完成后，按规程进行单机试车和负荷试车，监测各项参数是否正常。

结论

D1250-1.35型多级离心鼓风机是一款设计用于煤气输送的高转速、中高压、大流量设备。其性能特点紧密围绕煤气介质的低密度特性以及工艺要求的高压头和大流量。深入理解其工作原理、性能参数以及各部件的功能，是进行合理操作、预防故障和有效维修的基础。通过建立完善的日常维护、状态监测和定期检修制度，特别是关注转子动平衡、对中精度、轴承润滑和密封完整性等关键环节，能够显著提高该型风机的运行可靠性和使用寿命，为生产系统的稳定高效运行提供有力保障。风机技术的不断进步，也要求我们技术人员持续学习，将理论知识与实践经验相结合，不断提升设备管理水平。

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