多级离心鼓风机 C170-1.35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，C170-1.35，风机性能，风机配件，风机修理，性能参数，叶轮，密封，轴承

引言

在工业流体输送与气体增压领域，离心风机扮演着至关重要的角色。其中，多级离心鼓风机凭借其能够提供较高压升的特点，在污水处理、冶炼鼓风、物料输送等诸多工业流程中广泛应用。本文旨在系统阐述离心风机的基础知识，并以C型系列中的C170-1.35多级离心鼓风机为具体案例，深入剖析其性能参数、核心配件构成以及常见的维修保养要点，旨在为风机技术同行提供一份实用的参考。

第一章 离心风机基础概述

离心风机的工作原理基于叶轮旋转时产生的离心力。当电机驱动风机主轴及固定于其上的叶轮高速旋转时，叶轮流道中的气体在离心力作用下被甩向叶轮外缘，流经蜗壳或扩压器，将动能转换为压力能，从而获得一定的压力和流量后被输送至出口。与此同时，叶轮中心部位形成低压区，外界气体在压差作用下被持续吸入，形成连续的气体输送。

根据结构和性能特点，离心风机可分为多种系列。文中提及的“C”型系列通常指多级、低速、卧式结构的鼓风机，通过多个叶轮串联工作来逐级提高气体压力；“D”型系列则为高速高压风机，往往采用高转速设计以满足更高压头需求；“AI”型系列是单级悬臂式风机，结构紧凑；“S”型系列是单级高速双支撑风机，运行稳定性高；“AII”型系列是单级双支撑风机，适用于中等工况；“G”系列通常指一般通风机，压力较低；“Y”系列是引风机，常用于锅炉等设备的烟气排放。

衡量风机性能的核心参数包括：

流量（Q）：单位时间内通过风机的气体体积，单位为立方米每分钟（m³/min）或立方米每小时（m³/h）。案例中C170-1.35的进口流量为170 m³/min。 压力：通常分为全压（Pt）和静压（Ps）。全压是气体在风机出口截面与进口截面的总能量差，静压是全压减去动压的部分。案例中“出风口升压3500mmH₂O”通常指的是风机产生的静压或进出口静压差，换算成国际单位约为34.3 kPa。进口压力1Kgf/cm²（约98.1 kPa）为绝对压力，表明风机是在接近常压（绝对压力约101.3 kPa）的进气条件下工作。 功率：分为轴功率（Psh）和有效功率（Pe）。轴功率是风机主轴实际消耗的功率，案例中为126.8 kW。有效功率是单位时间内风机传递给气体的有效能量，其计算公式为：有效功率等于流量乘以全压再除以压缩性修正系数和效率。对于鼓风机，常用：有效功率（kW） ≈ 流量（m³/s） × 压升（Pa） / 1000。配套电机功率（150 kW）需大于轴功率，以留有余量应对工况波动和传动损失。 效率（η）：风机有效功率与轴功率的比值，是衡量风机能量转换效率的重要指标。效率的计算公式为：效率等于有效功率除以轴功率再乘以百分之百。 转速（n）：风机主轴每分钟的旋转次数，单位为转每分钟（r/min），案例中为2955 r/min，直接影响风机的性能和结构强度。 介质参数：包括介质的种类（如空气）、密度（ρ，案例中进口密度为1.2 kg/m³）、温度（案例中20℃）等。风机的性能曲线通常是在标准状态（如空气密度1.2 kg/m³）下绘制的，实际工况下需按比例定律进行换算。流量与转速成正比；压力与转速的平方成正比；轴功率与转速的三次方成正比；当介质密度变化时，压力、轴功率与密度成正比，而流量基本不变。

第二章 C170-1.35多级离心鼓风机性能深度解析

C170-1.35型号清晰地标示了其核心性能特征：“C”代表多级离心鼓风机系列，“170”表示额定进口流量为170 m³/min，“1.35”很可能指风机设计压比或特定编号，结合出风口升压3500mmH₂O和进口压力约1 atm（绝对）来看，其压比约为（98.1 kPa + 34.3 kPa）/ 98.1 kPa ≈ 1.35，这与型号中的“1.35”相符。

基于给定的参数，我们可以对该风机的性能进行深入分析：

流量与压力匹配：170 m³/min的流量和3500mmH₂O（约34.3 kPa）的升压，表明该风机适用于需要中等流量、较高压力的工艺环节，例如中小型污水处理厂的曝气系统或某些化工流程的鼓风。 功率与效率估算：已知轴功率Psh = 126.8 kW。首先估算有效功率Pe。流量Q = 170 m³/min ≈ 2.833 m³/s，压升ΔP ≈ 34300 Pa。若不考虑气体压缩性，Pe ≈ Q × ΔP / 1000 = 2.833 × 34300 / 1000 ≈ 97.2 kW。则风机效率η ≈ Pe / Psh × 100% = 97.2 / 126.8 × 100% ≈ 76.7%。这个效率水平对于多级离心鼓风机而言属于合理范围，反映了其设计的成熟性。配套的JK2113-2型、150 kW电机提供了足够的功率裕度，确保风机在额定点及一定波动范围内稳定运行。 转速特性：2955 r/min的转速属于中高转速，这与电机极数（2极）直接相关，保证了风机能够高效地将机械能传递给气体。 介质影响：输送介质为常温（20℃）、常压、密度1.2 kg/m³的空气，这是风机性能测试的常见标准条件。若实际进气温度升高或压力降低导致密度变小，风机产生的压力会成比例下降，轴功率也会相应减小，但体积流量基本维持不变（在管网特性不变的情况下，实际工况点会移动）。反之，密度增大则压力和功率会增加。因此，在实际选型和应用中，必须根据现场实际的介质条件进行性能换算。

第三章 核心配件解析

多级离心鼓风机的可靠性和性能与其核心配件的设计与质量息息相关。C170-1.35作为多级风机，其主要配件包括：

叶轮：这是风机的“心脏”。通常采用后向或径向叶片设计，以兼顾效率和压力。材料根据介质特性选择，常用优质碳素钢（如45钢）、低合金钢或不锈钢。每个叶轮都需经过精密的动平衡校正，以确保高速旋转时的平稳性。多级风机中，多个叶轮串联在同一主轴上，气体每经过一级叶轮和导叶，压力就得到一次提升。 主轴：承载所有旋转部件（叶轮、平衡盘、联轴器等）并传递扭矩的关键部件。要求具有高强度、高刚性及良好的耐磨性。通常由高强度合金钢（如40Cr）经调质处理制成，轴颈部位可能进行表面淬火以增强耐磨性。 机壳（缸体）：容纳转子组件和固定静止部件（如隔板、导叶、密封）的壳体。一般为水平剖分或垂直剖分结构，材料多为铸铁（HT250等）或铸钢。需要保证足够的强度和密封性以承受内部压力。 密封系统：用于减少级间和轴端的气体泄漏，对效率至关重要。
级间密封：通常采用迷宫密封，利用一系列节流齿隙形成流动阻力来减少级间窜气。 轴端密封：根据介质和压力，可能采用迷宫密封、填料密封或机械密封。对于输送空气的C170-1.35，迷宫密封是常见选择，结构简单可靠。
轴承系统：支撑转子并保证其平稳旋转。多级离心鼓风机通常采用滑动轴承（径向轴承）和推力轴承的组合。滑动轴承能承受高转速和重载荷，需要稳定的润滑油系统支持。推力轴承用于平衡转子剩余的轴向力（部分轴向力由平衡盘结构平衡）。 润滑系统：为轴承和齿轮（若有）提供润滑和冷却。包括油箱、油泵、冷却器、过滤器、安全装置等，是保证风机长期稳定运行的生命线。 底座与联轴器：底座用于支撑和找正风机与电机。联轴器（如膜片联轴器）用于连接风机主轴和电机轴，传递扭矩并补偿少量对中误差。

第四章 常见故障与修理维护要点

对风机配件的深入理解是进行有效维修的基础。以下是C170-1.35型号机常见的故障现象及修理维护策略：

振动超标
原因：转子（叶轮、主轴等）动平衡失效（如叶轮结垢、磨损、叶片断裂）；轴承磨损或损坏；对中不良；地脚螺栓松动；基础刚性不足；喘振（流量过小导致的不稳定工况）。 修理：停机检查。首先检查对中和地脚螺栓。若问题依旧，需解体检查转子动平衡，必要时重新进行现场或离线动平衡校正。检查轴承间隙，超标则更换。检查叶轮有无损坏或严重结垢，进行清理或修复/更换。操作中应避免在小流量区间运行以防喘振。
轴承温度过高
原因：润滑油量不足或油质恶化（粘度不对、含水、有杂质）；润滑油冷却效果不佳（冷却器堵塞或效率低）；轴承安装不当（间隙过小或过大）；轴承本身缺陷或疲劳损坏；负载过大或振动引发附加热量。 修理：检查油位、油压、油温。取样分析润滑油质，必要时更换。清洗油过滤器、油冷却器。检查轴承箱及管道是否畅通。若轴承损坏，需更换新轴承，并确保安装精度（间隙、过盈量符合要求）。
风量或压力不足
原因：进口过滤器堵塞导致进气阻力增大；密封间隙磨损过大，内部泄漏严重；转速未达到额定值（如皮带打滑、电源频率低）；叶轮磨损或腐蚀导致性能下降；管网阻力实际大于设计值。 修理：清洁或更换进口过滤器。停机解体，测量各级密封（迷宫密封齿隙）间隙，超标则更换密封件。检查电机转速。检查叶轮状况，若磨损严重需修复或更换。复核管网系统实际阻力。
异常噪音
原因：轴承损坏（发出尖锐或沉闷的连续响声）；转子与静止件摩擦（如叶轮与机壳、密封件摩擦，发出刺耳声）；喘振（周期性吼叫声）；松动部件（规律的撞击声）。 修理：根据声音特征判断源头。停机检查，重点排查轴承、转子动静间隙、各部件的紧固情况。

常规维护建议：

日常巡检：监听运行声音，观察振动、温度、压力表示值是否正常，检查有无泄漏。 定期保养：按规程定期更换润滑油和滤芯；定期检查对中情况；定期检查基础螺栓和连接件紧固情况。 大修周期：根据运行小时数或状态监测结果，定期进行解体大修，全面检查、清洗、测量各部件磨损情况，更换易损件，恢复设备精度。

结论

C170-1.35多级离心鼓风机是一款设计成熟、性能稳定的工业设备，适用于中等流量、较高压力的气体输送场景。其高效运行依赖于对性能参数的准确理解、对核心配件特性的掌握以及科学合理的维护修理策略。风机技术人员应熟练掌握离心风机的基本原理、性能换算方法，深入理解叶轮、密封、轴承等关键部件的结构作用，并能够准确诊断和处理振动、温升、性能下降等常见故障，通过预防性维护和精准维修，最大限度地保障风机的安全、稳定、高效运行，为生产流程的连续性提供有力支持。

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