多级离心鼓风机 C220-1.35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、C220-1.35、风机性能、叶轮、机壳、间隙调整、振动分析、风机维修

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比、运行稳定、效率较高等特点，广泛应用于污水处理、矿山通风、冶金烧结、电力脱硫及化工生产等众多行业。作为一名风机技术从业者，深入理解风机的内在原理、性能特性以及维护要点，是确保设备长期安全、高效、稳定运行的基础。本文将以C型系列多级离心鼓风机中的典型型号C220-1.35为例，系统阐述其基础知识、性能参数、核心配件构成以及关键修理技术，旨在为同行提供一份实用的技术参考。

第一章 离心风机基础概念

在深入探讨特定型号之前，我们有必要回顾离心风机的基本工作原理和分类。

1.1 工作原理
离心风机的核心原理是依靠机械能（通常是电机提供的轴功率）转化为气体的动能和压力能。当电机驱动风机主轴高速旋转时，固定在主轴上的叶轮随之转动。叶轮叶片间的气体在离心力的作用下，从叶轮中心（进口）被甩向叶轮外缘，流速迅速增加。高速气体离开叶轮后，进入截面逐渐扩大的蜗壳或扩压器中，在此过程中，气体的部分动能转化为静压能，最终以高于进口压力的状态从风机出口排出。与此同时，叶轮中心区域因气体被甩出而形成低压区，外部气体在大气压作用下被连续不断地吸入，从而形成连续的气体输送。

1.2 风机分类简述
根据不同的结构特点和工作压力范围，离心风机可分为多种系列，每种系列针对特定的应用需求：

“C”型系列多级离心鼓风机：本文重点讨论的类型。其特点是具有两个或两个以上的叶轮串联在同一根主轴上，每级叶轮后通常配有导叶和回流器，气体经前一级压缩后，由回流器引导至下一级叶轮入口进行再次增压。因此，多级风机能在单台设备上实现单级风机难以达到的高压升。C系列通常适用于中高压力的空气或无害气体输送。 “D”型系列高速高压风机：通常采用高转速设计（可能通过增速齿轮箱实现），结构紧凑，单级或多级，追求极高的出口压力。 “AI”型系列单级悬臂风机：叶轮悬臂安装，即叶轮位于两个支撑轴承的一侧。结构相对简单，适用于中低压场合。 “AII”型系列单级双支撑风机：叶轮位于两个支撑轴承之间，转子稳定性更好，适用于较大流量或较高转速的工况。 “S”型系列单级高速双支撑风机：结合了双支撑结构和高转速，性能强劲，常用于要求苛刻的工艺过程。 “G”是通风机系列：一般为低压、大流量的通风换气用途。 “Y”是引风机系列：专门用于抽取高温、含尘烟气，通常在材料和结构上进行了特殊处理以耐受恶劣工况。

第二章 C220-1.35型多级离心鼓风机性能解析

本章将结合给定的具体参数，对C220-1.35风机的性能进行详细说明。

2.1 型号含义与基本参数
型号“C220-1.35”通常解读为：“C”代表多级离心鼓风机系列，“220”代表额定进口容积流量为220立方米每分钟（m³/min），“1.35”可能表示出口绝对压力为1.35公斤力每平方厘米（Kgf/cm²）或是一个特定的设计序列号。结合提供的参数，我们进行以下分析：

输送介质：空气。这是最常见的气体介质，其物理性质稳定。 进风口流量：220 m³/min。这是风机在标准进口状态下（指定压力、温度）单位时间内输送的气体体积。它是风机选型的关键参数之一，直接关系到工艺系统的气体需求量。 进风口压力：1 Kgf/cm²（约等于98.1 kPa，接近标准大气压）。这表明风机进口条件为标准大气环境。 进风口温度：20℃。这是标准室温，是性能计算和比较的基准温度。 进风口介质密度：1.2 kg/m³。这是在20℃、标准大气压下空气的典型密度值。密度是影响风机功率和压力的重要物性参数。 出风口升压：3500 mmH₂O（约等于34.3 kPa）。这是风机出口压力与进口压力的差值，即风机实际产生的压力增量。这是衡量风机增压能力的最直接指标。 轴功率：164.4 kW。指风机主轴从原动机（电机）上获取的实际功率，用于克服气体流动的各种损失（流动损失、轮盘摩擦损失、泄漏损失等）。轴功率计算公式可表述为：轴功率 等于 （流量 乘以 全压） 除以 （风机效率 乘以 机械传动效率） 再除以 一个常数（与单位制相关）。此参数是选配电机功率的重要依据。 转速：2955 r/min。这是风机主轴的旋转速度，对风机的性能（流量、压力）有决定性影响。风机性能大致遵循相似定律：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。 配套电机及功率：JK-2-185 kW。配套电机功率（185 kW）必须大于计算出的轴功率（164.4 kW），并留有一定的安全余量（储备系数），以应对可能的工况波动和启动电流。

2.2性能曲线与工况点
虽然本文不输出图表，但可以描述其概念。C220-1.35风机的性能通常用性能曲线表示，即在固定转速（2955 r/min）下，风机的出口压力（或升压）、轴功率、效率随进口流量变化的曲线。

压力-流量曲线：通常是一条向下倾斜的曲线，表明流量增大时，风机能提供的压力会降低。 功率-流量曲线：通常是一条向上倾斜的曲线，表明风机所需的轴功率随流量的增加而增加。 效率-流量曲线：是一条驼峰形曲线，存在一个最高效率点。

给定的参数（流量220 m³/min，升压3500 mmH₂O）对应的是风机性能曲线上的一个特定点，称为“额定工况点”或“设计工况点”。在这一点附近运行时，风机效率最高，运行也最稳定。在实际操作中，应尽量使风机在此工况点运行。

2.3性能换算
当实际运行条件（如进口温度、介质密度、转速）与设计条件不符时，需进行性能换算。例如，若夏季进口温度升高至40℃，空气密度降低，风机产生的压力会相应降低，要维持相同的质量流量（而非体积流量），可能需要调整转速或接受压力下降。换算需依据风机相似定律进行。

第三章 风机核心配件解析

多级离心鼓风机的可靠性与其核心配件的设计、材料和制造质量息息相关。C220-1.35的主要配件包括：

3.1 转子组件
这是风机的“心脏”，由主轴、叶轮、平衡盘、联轴器等部件组成。

主轴：通常由高强度合金钢制成，经过精密的加工和热处理，确保在高速旋转下有足够的强度和刚度，临界转速远高于工作转速。 叶轮：是能量转换的核心部件。C系列多级风机的叶轮通常为闭式后向型，采用优质钢板（如Q345R）或合金钢焊接而成，或采用高强度铝合金精密铸造。每个叶轮都经过严格的动平衡校正，以确保运转平稳。多级风机中，各级叶轮的尺寸和形状可能相同（对称设计），也可能不同（非对称设计），以适应逐级增压后气体比容的变化。 平衡盘：安装在转子的高压端，用于平衡大部分由压差产生的轴向推力，减少推力轴承的负荷。

3.2 机壳与定子组件
这是风机的“骨架”和“血管”，固定并引导气流。

机壳（气缸）：通常由铸铁或铸钢制成，结构坚固，用于容纳转子和内部构件。多为水平剖分式，便于检修。 级间导叶与回流器：位于每一级叶轮之后，固定于机壳内。导叶将气体从叶轮出口的高速旋流引导至扩压段，将动能转化为压力能；回流器则将经过扩压的气体平稳地引导至下一级叶轮的入口。其型线设计对风机效率有显著影响。 扩压器：与导叶配合，进一步降低气流速度，提高静压。

3.3 密封系统
用于减少气体在轴端和级间的泄漏，保证效率。

轴端密封：常用迷宫密封（非接触式），利用一系列节流齿隙与轴形成微小间隙，产生流动阻力来密封。对于特殊介质，也可能采用碳环密封或机械密封。 级间密封：同样多为迷宫密封，防止高压级气体向低压级泄漏。

3.4 轴承与润滑系统

支撑轴承：通常采用滑动轴承（径向轴承），形成油膜支撑转子，具有承载能力强、阻尼效果好、寿命长的优点。 推力轴承：用于承受转子剩余的轴向推力，确保转子轴向定位准确。 润滑系统：提供强制循环润滑油，对轴承进行润滑、冷却和清洁。包括油箱、油泵、冷却器、过滤器及安全装置等。

3.5 底座与联轴器

底座：支撑风机和电机，并设有找正垫铁，确保风机与电机对中良好。 联轴器：连接风机主轴和电机轴，传递扭矩。常用膜片联轴器，能补偿一定的径向、角向偏差，并吸收振动。

第四章 风机常见故障与修理解析

对风机进行定期维护和及时修理是保障其寿命的关键。以下针对C220-1.35这类多级离心鼓风机常见的故障现象、原因及修理要点进行解析。

4.1 振动超标
振动是风机最常见的故障现象，原因复杂。

转子不平衡：是最主要原因。可能由于叶轮结垢、磨损、腐蚀或异物撞击导致质量分布不均。
修理：停机清理叶轮污垢；检查叶轮磨损情况，必要时进行堆焊修复或更换；对转子进行现场动平衡校正。
对中不良：风机与电机联轴器对中超差，导致附加力。
修理：使用百分表或激光对中仪重新进行精确对中，确保径向和角向偏差在允许范围内。
轴承损坏：轴承磨损、疲劳剥落或润滑不良导致间隙增大。
修理：检查轴承游隙、滚道及滚动体状况，更换损坏轴承，并确保润滑清洁、充足。
基础松动或共振：地脚螺栓松动或基础刚性不足，或风机工作转速接近临界转速。
修理：紧固地脚螺栓；检查基础状况；进行振动测试分析，确认是否发生共振，必要时进行基础加固或调整运行转速避开共振区。

4.2 轴承温度过高

润滑问题：油质劣化、油号不对、油量不足或油路堵塞。
修理：定期取油样分析，更换合格润滑油；清洗油路、过滤器，确保油路畅通。
轴承安装问题：轴承预紧力过大、配合不当或本身存在缺陷。
修理：严格按照规程安装轴承，检查配合尺寸。
冷却不足：油冷却器结垢或冷却水量不足。
修理：清洗冷却器，检查冷却水系统。

4.3 风量或压力不足

转速降低：电机或传动系统问题。
修理：检查电源电压、频率，检查皮带传动是否打滑（若适用）。
管网阻力增加：过滤器堵塞、管道积垢、阀门开度不足。
修理：清洗滤网、管道，检查阀门状态。
内部泄漏增大：密封间隙因磨损而过大，导致级间或轴端泄漏严重。
修理：停机大修，检查并调整或更换迷宫密封齿，恢复设计间隙。
叶轮磨损或腐蚀：效率下降。
修理：修复或更换叶轮。

4.4 异常噪音

轴承噪音：损坏的轴承会发出规律性的撞击声或连续嘶叫声。 喘振：当风机在小流量工况下运行，可能出现流量和压力的周期性剧烈波动，并伴随低沉吼叫声。这是危险工况，需立即避免。
修理/预防：检查并开启旁通阀或放空阀，增大流量，使工况点移出喘振区。确保进口导叶或阀门调节与系统匹配。
摩擦声：转子与静止件发生摩擦。
修理：立即停机，检查径向和轴向间隙，查找摩擦点并进行调整。

4.5 大修关键步骤
当风机运行一定周期或出现严重故障时，需进行解体大修，关键步骤包括：

准备工作：切断电源，隔离介质，办理安全作业票。 解体：按顺序拆卸联轴器、轴承箱、机壳螺栓，吊出上缸盖，然后小心吊出转子。 清洗检查：彻底清洗所有零部件，检查叶轮、主轴、轴承、密封、机壳等有无裂纹、磨损、变形等缺陷。重点测量密封间隙、轴承游隙、叶轮口环间隙等，并与标准值对比。 修理更换：对超标或损坏的零件进行修复（如补焊、车削）或更换。所有更换件必须是合格品。 回装与调整：按拆卸的逆顺序回装。严格控制各级密封间隙（通常通过修刮或调整垫片实现），确保转子在机壳内居中。这是保证风机效率和可靠性的关键。 对中与试运行：精确对中后，连接管路。先进行点动检查转向，无误后进行空载试运行，监测振动、温度、噪音等参数。正常后逐步加载至额定工况，进行性能测试。

结论

C220-1.35多级离心鼓风机作为C系列中的一款典型产品，其设计参数反映了其在中高压空气输送领域的适用性。深入理解其性能特点，熟悉其核心配件的结构与功能，掌握常见故障的诊断与修理方法，对于风机技术人员至关重要。风机的稳定运行不仅依赖于优良的设计制造，更离不开科学的日常维护和精准的故障维修。通过本文的阐述，希望能为同行在操作、维护和检修类似型号的多级离心鼓风机时提供有益的参考和指导，共同提升设备管理水平，保障生产系统的连续稳定运行。

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