多级离心鼓风机C180-1.35性能、配件与修理技术解析

作者：王军（139-7298-9387）

关键词：多级离心鼓风机、C180-1.35、性能参数、风机配件、风机修理、叶轮、平衡

引言

在工业流体输送领域，特别是污水处理、矿山通风、物料输送、电力脱硫等需要中高压气源的场合，多级离心鼓风机扮演着不可或缺的角色。其凭借效率高、运行平稳、流量范围广、维护相对简便等优点，成为众多工程师的首选。本文将以我司经典的C180-1.35型多级离心鼓风机为例，结合风机基础理论，深入剖析其性能特点，并对核心配件及常见故障的修理维护进行详细说明，旨在为同行技术人员提供一份实用的参考。

第一章：离心风机基础与“C”型系列概述

一、离心风机工作原理

离心风机的工作原理基于动能转换为静压能。当电机驱动风机主轴上的叶轮高速旋转时，叶轮叶片间的气体在离心力的作用下，从叶轮中心被甩向边缘，流速急剧增加，动能增大。这股高速气流随后进入截面积逐渐扩大的蜗壳或导叶环，流速降低，部分动能则转化为我们所需要的静压能，最终从风机出口排出。与此同时，叶轮中心部位形成低压区，外部气体在大气压作用下被持续吸入，从而形成连续的气体输送。

其产生的全压（或称风压）与气体密度、叶轮外缘的圆周线速度的平方成正比。这解释了为何提高转速或增大叶轮直径能显著提升风机风压。

二、我司风机系列简介

在我司的产品序列中，不同字母代号代表了不同的结构形式和适用领域：

“C”型系列多级离心鼓风机：本文主角。采用多级叶轮串联结构，每级叶轮后均配有导叶，用于将气流引导至下一级叶轮入口并实现动能到静压能的转换。该系列专为中高压工况设计，结构紧凑，效率曲线平坦，适用范围广。 “D”型系列高速高压风机：通常采用增速齿轮箱驱动，转速极高，单级或两级叶轮即可产生极高压力，结构更复杂，制造精度要求更高。 “AI”型系列单级悬臂风机：叶轮悬臂安装，结构简单，适用于中低压、大流量工况。 “AII”型系列单级双支撑风机：叶轮置于两个轴承之间，刚性更好，运行更稳定，适用于较“AI”型更苛刻的工况。 “S”型系列单级高速双支撑风机：结合了高速和双支撑的特点，性能强劲。 “G”是通风机系列、“Y”是引风机系列：主要用于锅炉通风和引风，对耐温、耐磨有特殊要求。

“C”型系列正是在需要稳定、可靠、连续提供中高压气源的工业场景中的主力机型。

第二章：C180-1.35型号机性能深度解析

现在我们聚焦于C180-1.35这款具体型号。从型号命名即可解读其核心参数：C代表多级离心系列，180代表额定进口流量为180立方米每分钟，1.35通常代表风机在标准状态下的设计压力（此处为出口升压）参数，单位为米水柱（mH₂O）的简化标识，与参数表中的3500mmH₂O（即3.5mH₂O）对应。

给定工况参数回顾：

输送介质：空气 进口流量 (Q)：180 m³/min 进口压力 (P₁)：1 Kgf/cm² (绝压约等于101.325 kPa + 表压0 kPa，可近似视为标准大气压) 进口温度 (t)：20 ℃ 进口介质密度 (ρ)：1.2 kg/m³ 出口升压 (ΔP)：3500 mmH₂ (约合34.3 kPa) 轴功率 (N shaft)：135.3 kW 转速 (n)：2955 r/min 配套电机功率：150 kW

1.性能参数分析

流量与压力：180m³/min的流量和3500mmH₂O的升压，明确了该风机适用于需要中等气量但压力要求较高的工艺环节。这是典型的多级离心风机应用范围，单级离心风机难以达到此压力，而罗茨风机在此压力下效率和经济性往往不如离心机。 轴功率与电机选型：风机轴功率135.3kW，是指传递给风机主轴的实际功率。配套电机功率为150kW，这充分考虑了必要的功率裕量。功率裕量是风机安全稳定运行的关键，用于应对：
实际工况与设计工况的偏差（如进气密度、温度变化）。 长期运行后风机效率的轻微下降。 电网电压波动。 瞬间的过载风险。
选择150kW电机确保了驱动端有约10%的裕度，是科学且安全的设计。
效率估算：风机的有效功率（空气功率）可以通过公式计算：有效功率 (Ne) = (流量 × 压力) / (102 × 效率)。但通常我们反算效率。首先将参数单位统一：流量 Q = 180/60 = 3 m³/s，压力 ΔP = 3500 mmH₂O ≈ 34300 Pa。有效功率 Ne = Q × ΔP = 3 × 34300 = 102900 W = 102.9 kW。
因此，风机效率 η = Ne / N shaft = 102.9 / 135.3 ≈ 76%。这个效率水平对于多级离心鼓风机而言，属于良好范围，表明该机型在设计上优化了通流部件，减少了内部损失。 比转速 (ns)：这是一个重要的无因次参数，用于表征风机的流量、压力和转速之间的综合关系，决定了风机的类型和叶轮形状。其计算公式为：比转速 = (转速 × 流量的平方根) / (压力的四分之三次方)。代入设计点参数计算出的比转速，会明确指向适合采用多级结构的离心风机范畴，其叶轮形式应为后向或强后向型，以保证高效率和平稳的性能曲线。

2.性能曲线与工况点

每台风机都有其独特的性能曲线，包括压力-流量曲线、功率-流量曲线和效率-流量曲线。C180-1.35的性能曲线应是：

压力-流量曲线：一条随流量增加而缓慢下降的曲线。给定的参数点（Q=180m³/min，ΔP=3500mmH₂O）是风机的高效工作点。用户应确保管网阻力特性曲线能穿过此点，风机才能稳定在最佳状态运行。 功率-流量曲线：对于后向叶轮的多级离心风机，功率曲线通常较为平坦或随流量增加略有上升。这具有“不过载”特性，即当流量增大时，电机不会超负荷，这是选择电机功率的重要依据。 高效区：围绕设计工况点的一个区域，效率最高。操作中应尽量让风机运行在高效区内，以实现节能降耗。

第三章：核心配件解析

风机的可靠性和性能由其核心配件的质量和状态决定。C180-1.35的主要配件包括：

1. 转动部件

叶轮：这是风机的“心脏”。C180-1.35为多级风机，其转子上串联了多个叶轮。叶轮通常采用优质碳钢或低合金钢（如Q345R、16Mn）精密焊接或铆接而成，并经过严格的动平衡校正。其型线设计直接决定了风机的效率、压力和流量特性。后向叶轮效率高，性能曲线稳定，是此类风机的首选。 主轴：承载所有叶轮并传递扭矩的关键部件。要求具有高强度、高刚性、良好的韧性。材料常选用优质碳素结构钢（如45钢）或合金钢（如42CrMo），需经调质处理以提升综合机械性能。轴颈、键槽等部位有严格的尺寸公差和表面粗糙度要求。

2. 静止部件

机壳：通常为铸铁或钢板焊接结构，分为水平剖分或垂直剖分形式。“C”型系列多为水平剖分，便于检修。机壳内部流道需光滑过渡，减少气流损失。 导叶（或称导流器）：多级离心风机的核心特征之一。安装在每级叶轮之后，作用是将从叶轮出来的高速旋转气流的切向速度分量转化为静压，并将气流以最佳角度引导至下一级叶轮入口。导叶的设计和加工精度对级间效率和整机性能至关重要。 密封装置：主要包括：
级间密封：安装在隔板与主轴之间，防止高压气流向低压级泄漏，通常采用迷宫密封。 轴端密封：防止机壳内气体沿主轴向外泄漏或外部空气进入。根据介质和压力，可选用迷宫密封、填料密封或机械密封。
轴承箱与轴承：支撑转子，保证其高速平稳旋转。采用高精度滚动轴承（如SKF、FAG品牌）或滑动轴承。轴承的选型、润滑和冷却至关重要，直接关系到风机的振动、噪音和寿命。

3. 辅助系统

润滑系统：对于采用强制润滑的轴承，包括油箱、油泵、冷却器、过滤器等，确保轴承得到清洁、足量、适温的润滑油。 冷却系统：可能包括轴承冷却和气体冷却（级间冷却器），用于控制运行温度。

第四章：风机修理与维护要点

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运行的根本。

一、常见故障与处理

振动超标
原因：最常见的原因是转子（叶轮+主轴）动平衡失效。可能由叶轮磨损不均、粘附结垢、部件松动或主轴弯曲引起。 处理：停机检查。首先清理叶轮上的积灰或结垢。若清理后振动仍大，则必须将转子总成吊出，在动平衡机上进行重新校正。平衡精度应达到G2.5级或更高标准。同时检查轴承游隙、对中情况等。
轴承温度过高
原因：润滑不良（油量不足、油质劣化、油号不对）、轴承损坏、安装过紧、冷却系统故障等。 处理：检查油位、油质，必要时更换润滑油。检查轴承是否有异响、磨损，若损坏则立即更换。确保冷却水路畅通。
风量或风压不足
原因：进口过滤器堵塞、密封间隙过大导致内泄漏严重、转速未达到额定值、叶轮磨损严重。 处理：清洗或更换过滤器。停机大修时，检查并调整迷宫密封的径向和轴向间隙。核对电机转速。检查叶轮磨损情况，严重时需修复或更换。
异常噪音
原因：轴承损坏、转子与静止件发生摩擦（扫膛）、地脚螺栓松动、喘振（在小流量工况下运行）。 处理：立即停机检查。重点排查轴承和转动部件与静止部件的间隙。确保风机运行点远离喘振区。

二、大修流程与关键点

当风机运行一定周期或出现严重故障时，需进行解体大修。

停机、隔离与拆卸：切断电源，关闭进出口阀门，安全隔离。按顺序拆卸联轴器、轴承箱、机壳上盖等。 转子吊出与检查：平稳吊出转子总成。全面检查：
叶轮：检查焊缝有无裂纹，叶片有无磨损、腐蚀。测量口环处磨损情况。 主轴：检查直线度（矫直或更换），检查轴颈有无拉伤。 密封：测量所有迷宫密封的间隙，记录并对比标准，超差必须更换。
清理与修复：对叶轮、机壳、导叶等部件进行彻底清理。对磨损的叶轮可采用堆焊后机加工修复，但需注意控制焊接变形和应力，修复后必须重新做动平衡。 动平衡校正：这是大修的核心环节。即使只是清理了结垢，也可能破坏原有平衡。必须使用高精度动平衡机，在两端校正平面上配重，直至残余不平衡量达到标准要求。 回装与对中：按拆卸的逆序回装。更换所有O型圈、垫片等密封件。关键步骤是联轴器对中，必须使用百分表或激光对中仪，确保电机与风机主轴的同轴度误差在允许范围内（通常要求径向和轴向偏差均小于0.05mm），否则将引起剧烈振动。 试运行：大修完成后，先进行点动确认旋转方向无误。然后空载运行，监测振动、温度、噪音。一切正常后，逐步加载至额定工况，并持续监测各项参数。

结论

C180-1.35型多级离心鼓风机是一款设计优良、性能稳定的中高压气体输送设备。深入理解其性能参数背后的意义，熟知其核心配件的结构与功能，并掌握科学的故障诊断与维修保养技术，是每一位风机技术人员保障设备高效、长寿命运行的必备能力。特别是在转子动平衡与对中这两个关键环节上，必须秉持精益求精的工匠精神，方能发挥设备的最大效能，为企业创造持续稳定的价值。

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