多级离心鼓风机 C190-1.35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，C190-1.35，风机性能，风机配件，风机修理，离心风机基础知识

引言

在工业生产的众多领域，如污水处理、矿山通风、物料输送、化工冶炼等，离心风机作为关键的气体输送与增压设备，扮演着不可或缺的角色。其中，多级离心鼓风机凭借其能够提供较高压比和稳定流量的特性，在需要中等至高压力参数的工况中应用尤为广泛。本文将围绕离心风机的基础知识展开，并以一款典型的多级离心鼓风机型号C190-1.35作为具体分析对象，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，旨在为风机技术领域的同行提供一份实用的参考。

第一章 离心风机基础概述

要深入理解特定型号风机的性能与维护，首先需要掌握离心风机的基本工作原理和分类。

第一节 离心风机的工作原理

离心风机的工作原理基于动能转换为势能。当电机通过轴驱动叶轮高速旋转时，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，气体的速度和压力随之增加。这股高速气流随后进入蜗壳形的机壳（或称扩压器），在蜗壳中，流道截面逐渐扩大，气体的流速降低，部分动能进一步转化为静压能，最终形成具有一定压力和流量的气流，从风机的出口排出。与此同时，叶轮中心部位因气体被甩出而形成低压区，外部气体在大气压作用下被持续吸入，从而实现了气体的连续输送。

简而言之，其工作过程可以概括为：吸气→加速（动能增加）→扩压减速（动能转化为压力能）→排出。

第二节 离心风机的分类

离心风机的分类方式多样，根据不同的标准可以分为以下几大类，文中提及的字母代号是常见的系列分类：

按压力高低分：
通风机（系列代号常为“G”）：压力较低，一般排气压力小于15kPa（约1500mmH₂O），主要用于通风换气。 鼓风机（如本文讨论的C系列）：压力中等，排气压力在15kPa至200kPa（约0.15-2.0kgf/cm²）之间，用于强制送风。 压缩机：压力最高，排气压力大于200kPa，用于工艺压缩。
按叶轮级数分：
单级离心风机（如“AI”型单级悬臂、“S”型单级高速双支撑、“AII”型单级双支撑、“Y”引风机系列）：只有一个叶轮，结构相对简单，产生的压力相对较低。 多级离心鼓风机（如“C”型系列、“D”型高速高压系列）：在同一根轴上串联安装多个叶轮，每个叶轮后通常配有导叶和回流器，气体逐级增压，最终可获得比单级风机高得多的出口压力。C190-1.35即属于此类。
按结构形式分：
悬臂式（如“AI”型）：叶轮安装在主轴的一端，另一端由轴承支撑，结构紧凑。 双支撑式（如“AII”型、“S”型）：叶轮安装在主轴中部，两端均由轴承支撑，运行更稳定，适用于较大型或较高转速的风机。

了解这些分类有助于我们快速定位C190-1.35风机在其家族中的位置：它是一款中等压力范围、通过多级叶轮串联实现增压的鼓风机。

第二章 C190-1.35型多级离心鼓风机性能深度解析

本节将结合给定的技术参数，对C190-1.35风机的性能进行详细解读。

第一节 型号含义与基本参数

型号解析：型号“C190-1.35”中，“C”通常代表此风机属于多级离心鼓风机系列；“190”表示风机在标准进气状态下的额定进口容积流量为190立方米每分钟（m³/min）；“1.35”很可能指的是风机出口的绝对压力约为1.35公斤力每平方厘米（kgf/cm²）或与之对应的其他压力单位。结合给定参数“进风口压力1Kgf/cm2”和“出风口升压3500mmH₂O”，可以计算出出口绝对压力约为1.35 kgf/cm²（1 + 3500/10000 = 1.35），这与型号标注吻合。 给定性能参数汇总：
输送介质：空气 进口容积流量（Q）：190 m³/min 进口压力（P_in）：1 kgf/cm²（绝对压力） 进口温度（T_in）：20 ℃ 进口介质密度（ρ_in）：1.2 kg/m³ 出口升压（ΔP）：3500 mmH₂O（约34.3 kPa） 轴功率（P_sh）：141.6 kW 转速（n）：2980 r/min 配套电机功率：160 kW

第二节 关键性能参数计算与分析

压力与压比：
出口绝对压力（P_out）：P_out = P_in + ΔP = 1 kgf/cm² + 0.35 kgf/cm² = 1.35 kgf/cm²。（注：10000 mmH₂O ≈ 1 kgf/cm²） 压比（ε）：压比是出口绝对压力与进口绝对压力之比。ε = P_out / P_in = 1.35 / 1.0 = 1.35。这个压比值清晰地表明了多级离心鼓风机适用于中等增压需求的场合。
功率与效率：
有效功率（P_e）：也称为空气功率，是单位时间内风机对气体所做的功。计算公式为：有效功率等于容积流量乘以压力增量。
P_e = Q × ΔP / (60 × 1000) [kW] （需注意单位统一，将mmH₂O转换为kPa，1mmH₂O ≈ 9.8 Pa，故3500mmH₂O ≈ 34.3 kPa）
P_e ≈ (190 m³/min / 60 s/min) × (34.3 × 10³ Pa) / 1000 = (3.167 m³/s) × (34300 Pa) / 1000 ≈ 108.6 kW。 轴功率（P_sh）：由电机传递给风机轴的功率，给定为141.6 kW。这是风机实际消耗的功率。 全压效率（η）：是衡量风机能量转换效率的重要指标，为有效功率与轴功率之比。
η = P_e / P_sh × 100% ≈ 108.6 / 141.6 × 100% ≈ 76.7%。
这个效率值在多级离心鼓风机中属于合理且较好的水平，表明该风机设计优良，能量损失（如流动损失、轮盘摩擦损失、泄漏损失等）控制得较好。 电机配套：配套电机功率为160 kW，大于轴功率141.6 kW，这符合电机选型的安全规范，预留了一定的功率裕量（通常为10%-15%），以防止过载并应对可能的工况波动。
流量与转速：
流量190 m³/min是一个较大的体积流量，适用于需要大风量的工艺。转速2980 r/min是标准的两极电机的同步转速，表明该风机直接由电机驱动，无需增速箱，结构相对简单，维护方便。
密度的影响：给定的进口密度1.2 kg/m³是标准状态（20℃, 101.325kPa）下的空气密度。实际运行中，如果进口温度、压力或介质成分发生变化，密度会随之改变，这将直接影响风机的质量流量、压力（离心风机产生的压力与密度成正比）和轴功率（轴功率与密度成正比）。因此，在非标工况下选型或评估性能时，必须进行密度换算。

第三节 性能曲线与运行点

虽然不输出图表，但可以描述其概念。C190-1.35风机有其固有的性能曲线，主要包括：

压力-流量曲线（P-Q曲线）：通常表现为一条随流量增加而缓慢下降的曲线。 功率-流量曲线（N-Q曲线）：离心风机的轴功率通常随流量的增加而增加。 效率-流量曲线（η-Q曲线）：呈抛物线状，存在一个最高效率点。

给定的参数（Q=190 m³/min, ΔP=3500mmH₂O）对应的是风机在额定转速下的一个特定运行点。理想情况下，这个运行点应靠近风机最高效率点，以确保经济运行。在实际使用中，通过调节进口导叶、阀门或改变转速来改变运行点，以适应不同的工艺需求。

第三章 C190-1.35风机核心配件解析

多级离心鼓风机的可靠性和性能与其核心配件的质量和状态息息相关。以下是C190-1.35的主要配件构成及其功能解析。

转子组件：这是风机的“心脏”。
主轴：采用高强度合金钢制造，经过精密加工和动平衡校正，确保在高速旋转下的稳定性和刚度。 叶轮：是多级风机中最关键的增压元件。C190-1.35的转子上串联有多个叶轮（具体级数需看设计，可能是2级或更多）。叶轮通常采用后向或径向叶片型线，由优质钢板焊接或整体铸造而成，具有良好的强度和气动性能。每个叶轮都必须进行超速试验和严格的动平衡。 平衡盘/鼓：用于平衡多级叶轮产生的轴向推力，减少推力轴承的负荷。 联轴器：连接风机主轴和电机轴，传递扭矩。通常采用弹性联轴器，以补偿少量的对中误差和吸收振动。
机壳与定子组件：形成气流通道和支撑结构。
气缸（机壳）：通常为水平剖分式或垂直剖分式，便于内部组件的安装和检修。由铸铁或铸钢制成，具有足够的强度和刚度以承受内部压力。 隔板与导叶：安装在机壳内，位于每级叶轮之间。包括扩压器（将叶轮出口气体的动能转化为静压能）和回流器（引导气体以合适的角度进入下一级叶轮进口）。其型线设计对风机效率有重要影响。 密封：
级间密封：通常为迷宫密封，安装在隔板与轴之间，防止气体从高压级向低压级泄漏，保证各级效率。 轴端密封：防止气体从机壳两端泄漏到大气中，或外部空气被吸入。根据介质和压力，可能采用迷宫密封、填料密封或机械密封。
轴承与润滑系统：
支撑轴承（径向轴承）：承受转子的径向载荷，确保主轴平稳旋转。常用滑动轴承（如椭圆瓦轴承）或滚动轴承。 推力轴承：承受转子剩余的轴向推力，保持转子的轴向定位。通常采用金斯伯雷型或米切尔型等可倾瓦推力轴承。 润滑系统：为轴承提供润滑和冷却。包括油箱、油泵、冷却器、过滤器和管路等。可靠的润滑是风机长期稳定运行的保障。
进出口附件：
进口消音器/过滤器：降低进气噪声，并过滤空气中的杂质，保护风机内部。 出口消音器/止回阀：降低排气噪声，防止停机时管网气体倒灌导致风机反转。

第四章 C190-1.35风机常见故障与修理维护

对风机配件的深刻理解是进行有效维修的基础。以下是针对多级离心鼓风机的常见故障分析与修理维护要点。

第一节 日常维护与巡检

运行监控：定期记录轴承温度、振动值、进出口压力、流量、电机电流等参数，与原始数据对比，及时发现异常趋势。 润滑系统维护：定期检查油位、油温、油压，按时取样化验油质，根据结果更换润滑油和清洗滤网。 听诊与触诊：用听棒监听轴承、齿轮（如有）运行声音是否正常；用手触摸轴承座感觉温度是否异常。

第二节 常见故障分析与处理

振动超标：
原因：转子不平衡（叶轮磨损、结垢、部件松动）、对中不良、轴承损坏、基础松动、喘振（流量过小导致的不稳定工况）等。 处理：停机检查。首先检查对中情况；然后检查转子，进行动平衡校正；检查并更换损坏的轴承；检查地脚螺栓；避免在喘振区运行。
轴承温度过高：
原因：润滑不良（油量不足、油质差、油路堵塞）、轴承安装不当或损坏、冷却效果差（冷却器堵塞）、负荷过大。 处理：检查润滑系统各环节；检查轴承游隙和磨损情况，必要时更换；清洗冷却器；检查运行参数是否超载。
风量或压力不足：
原因：进口过滤器堵塞、密封间隙过大导致内泄漏严重、转速降低（如皮带打滑）、叶轮磨损或结垢、管网阻力增大。 处理：清洗或更换过滤器；检查并调整迷宫密封间隙；检查电机和传动系统；清理叶轮；检查管网阀门和管路。
异常噪音：
原因：轴承损坏、转子与静止件摩擦（如密封刮擦）、喘振、松动部件。 处理：立即停机检查，定位声源，排除故障。

第三节 定期大修要点

风机运行一定时间后（通常按运行小时或制造商建议），需进行解体大修。

拆卸与清洗：按顺序拆卸，对各部件进行彻底清洗，做好标记。 检查与测量：
转子：检查叶轮、轴颈、键槽等有无裂纹、磨损、腐蚀。进行无损探伤（如磁粉或超声波）。检查转子跳动量，必要时进行动平衡。 密封：测量迷宫密封齿顶间隙，磨损超差必须更换。 轴承：检查轴承巴氏合金层有无剥落、磨损、裂纹，测量间隙。 机壳与隔板：检查有无裂纹、变形，流道有无腐蚀冲刷。
修理与更换：对磨损部件进行修复（如喷涂、刷镀）或更换。严格按制造厂家的装配公差和技术要求进行回装。 对中复查：风机就位后，必须精确调整风机与电机的对中。 试运行：大修后必须进行空载和负载试运行，全面监测各项参数，确认正常后方可投入正式运行。

结论

C190-1.35型多级离心鼓风机是一款设计精良、性能稳定的中等压力大风量设备。通过对其工作原理、性能参数（特别是76.7%的效率体现了良好的能耗水平）、核心配件构成以及维修要点的系统分析，我们可以更深入地理解其运行特性和维护需求。作为风机技术人员，掌握这些基础知识，并结合实际运行数据勤于观察、精于维护、善于分析，是确保设备长周期、安全、高效运行的关键。对于C190-1.35乃至更广泛类型的离心风机，预防性维护和精准修理远比事后抢修更为经济和可靠。

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