多级离心鼓风机C250-1.5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、C250-1.5、性能参数、叶轮、隔板、***轴封***、风机检修、动平衡

引言

在工业领域，尤其是污水处理、矿山通风、化工冶炼、物料输送等流程中，离心风机扮演着输送气体、提供动力的核心角色。作为一名风机技术从业者，深入理解所维护设备的工作原理、性能特点及维修要点至关重要。本文将以“C”型系列中的典型型号——C250-1.5多级离心鼓风机为具体案例，系统性地阐述其基础知识、性能指标、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：离心风机基础与C系列多级鼓风机概述

一、离心风机基本原理

离心风机的工作原理基于动能转换为静压。当电机驱动风机主轴及叶轮高速旋转时，叶轮间的气体在离心力的作用下，从叶轮中心被甩向边缘，动能急剧增加。这股高速气流随后进入截面积逐渐扩大的蜗壳或导叶流道，流速降低，部分动能即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，叶轮中心区域形成负压，外部气体被持续吸入，从而形成连续的气体输送。

其产生的压力大小主要取决于叶轮的圆周线速度、叶轮结构（如叶片形状、角度）、气体密度以及级数。压力与叶轮圆周速度的平方成正比，与气体密度成正比。这也是为什么提高转速或增加级数是获得高压力的主要技术手段。

二、多级离心鼓风机简介

当单级叶轮产生的压力无法满足工艺要求时，就需要采用多级串联的结构，这便是多级离心鼓风机。它将多个单级叶轮依次安装在同一根主轴上，每一级叶轮之后都配有导叶（或回流器），用于将上一级流出气体的动能部分转化为静压，并引导气体以合适的角度进入下一级叶轮的进口。气体每经过一级叶轮，压力就得到一次提升，最终在出口处累积达到所需的高压。

三、各系列风机特点简述（参考背景）

“C”型系列多级风机： 本文主角，通常为2至9级，采用铸铁机壳，水平剖分式结构，维修方便。适用于中高压、大流量的工况，是工业领域最常用的高压鼓风机形式之一。C250-1.5即属于此系列。 “D”型系列高速高压风机： 一般采用单缸或多缸结构，转速极高，常用齿轮箱增速，效率高，结构紧凑，适用于极高压力的场合。 “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、大流量的工况。 “S”型系列单级高速双支撑风机： 叶轮置于两轴承之间，转子稳定性好，适用于高转速、高压力的单级工况。 “AII”型系列单级双支撑风机： 类似于S型，但可能采用不同的气动设计和结构形式，同样强调转子的稳定性。 “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： 专门用于锅炉等系统的烟气引风，考虑耐温、防磨损等特性。

第二章：C250-1.5风机性能参数深度解析

型号C250-1.5本身即蕴含了基本性能信息：“C”代表系列，“250”代表额定进口流量为250立方米每分钟，“1.5”可能代表设计序号或压力等级。结合您提供的具体参数，我们进行深入分析：

输送介质：空气。这是最常见的介质，其物性参数稳定，风机设计也以此为标准。 进风口流量：250 m³/min。这是风机在标准进口状态下的容积流量，是风机的核心能力指标之一。它意味着该风机每分钟能吸入250立方米的空气。 进/出口压力参数：
进风口压力：1 Kgf/cm²（约等于98.1 kPa，绝对压力）。这表明风机进口并非标准大气压（101.3 kPa），而是带有一定的正压，这可能是因为风机处于一个加压系统中。在性能计算时，必须使用进口绝对压力。 出风口升压：5000 mmH₂O（约等于49 kPa）。这是风机实际产生的压力增量，即出口相对压力与进口相对压力之差。这是衡量风机做功能力的关键指标，也称为“全压升”。
进风口温度：20℃。这是标准温度，用于确定介质的密度。 进风口介质密度：1.2 kg/m³。这是在20℃、标准大气压下的空气密度。但根据实际进口压力（1 Kgf/cm²）和温度（20℃），需要重新计算实际进口密度。计算公式为：密度等于（进口绝对压力）除以（气体常数乘以进口绝对温度）。根据理想气体状态方程计算，在1 Kgf/cm²（绝压）和20℃下，空气密度约为1.16 kg/m³，与提供的1.2略有差异，这可能是一个近似取值或特定条件下的给定值。性能分析应以给定值为准。 轴功率：243 kW。这是风机主轴从电机上实际消耗的功率，不包括电机本身和传动部件的损失。它反映了风机为达到上述流量和压力所需的总能量。 转速：2965 r/min。这是风机转子的工作转速，非常接近3000 r/min，属于高速风机。转速的稳定性直接影响到风机的性能和机械可靠性。 配套电机：JK-2-290 kW。JK系列通常为高速三相异步电动机，功率290kW略大于风机轴功率243kW，这个余量（约19%）是必要的，用于克服可能的工况波动、电压波动以及确保电机不会长期过载运行，符合安全设计规范。

性能评价：

我们可以用“风机全压效率”来评价其能量转换效率。效率计算公式为：效率等于（有效功率）除以（轴功率）。其中，有效功率等于（流量乘以全压升）再除以1000（单位换算）和效率系数。

将参数代入：流量Q = 250/60 ≈ 4.167 m³/s，全压升P = 5000 mmH₂O ≈ 49 kPa，有效功率Pe = (4.167 * 49000) / 1000 ≈ 204 kW。轴功率Pa = 243 kW。因此，估算效率η = 204 / 243 ≈ 84%。这个效率值对于多级离心鼓风机而言，属于良好至优秀的水平，表明该风机气动设计合理，内部流动损失控制得较好。

第三章：风机核心配件解析

C250-1.5多级离心鼓风机的主要结构部件包括机壳、转子、密封、轴承等。以下是关键配件的解析：

一、 转子总成
这是风机的“心脏”，由主轴、各级叶轮、平衡盘、推力盘、联轴器等部件组成。

主轴： 采用高强度合金钢锻造而成，经过精密加工和热处理，具有极高的强度、刚度和耐磨性。其上的轴颈、键槽等部位精度要求极高。 叶轮： 是核心做功元件。C系列风机通常采用后向型叶片叶轮，效率高，性能曲线稳定。叶轮材料根据介质特性可选铸铁、铸钢或不锈钢，并通过热套或过盈配合加键的方式固定在主轴上。每个叶轮在装配前都需经过严格的静平衡和动平衡校正。 平衡盘： 安装在高压端，用于自动平衡转子由于级间压力差产生的巨大轴向推力，减小推力轴承的负荷。 推力盘： 与推力轴承配合，承受剩余的轴向力，确保转子轴向定位准确。

二、 机壳与隔板

机壳（气缸）： 一般为水平剖分式，即上下两半用螺栓连接，便于转子的安装和检修。材料为高强度铸铁或铸钢，需能承受内部高压。 隔板： 安装在机壳内，将各级叶轮分隔开。隔板上安装有导叶（回流器），其作用是将上一级叶轮出口气体的动能转化为静压，并引导气体平稳进入下一级叶轮入口。隔板与主轴之间设有级间密封（如迷宫密封），防止高压气体向低压级泄漏，降低内泄漏损失。

三、 密封系统
密封是保证风机效率和防止介质泄漏的关键。

级间密封： 多采用迷宫密封，利用多次节流膨胀原理来减小泄漏。密封齿与轴（或轴套）之间有极小的间隙，非接触式，可靠性高。 轴端密封： 防止机内气体沿主轴向外泄漏。根据介质和压力，可选用迷宫密封、填料密封或机械密封。对于空气介质，C250-1.5大概率采用迷宫密封，结构简单，维护方便。

四、 轴承系统

支撑轴承： 通常采用滑动轴承（椭圆瓦或可倾瓦轴承）或滚动轴承。对于2965r/min的高速风机，滑动轴承更为常见，因其阻尼特性好，运行平稳，承载能力强。 推力轴承： 用于承受转子剩余的轴向力，确保转子不被推离工作位置。多采用金斯伯雷式或米切尔式可倾瓦块推力轴承，推力盘与之形成油膜。

第四章：风机常见故障与修理技术解析

风机的修理是一项精细工作，需遵循“诊断-解体-检查-修复-回装-调试”的流程。

一、 常见故障类型

振动超标： 最常见故障。原因包括：转子动平衡失效（叶轮磨损、粘灰、部件松动）、对中不良、轴承损坏、基础松动、喘振等。 轴承温度高： 润滑油质不佳、油量不足、冷却系统故障、轴承磨损、安装间隙不当等。 性能下降（风量/风压不足）： 间隙增大（叶轮与密封间隙、***轴封***间隙）、进口过滤器堵塞、转速下降、内部泄漏严重、叶轮腐蚀磨损。 异响： 轴承损坏、转子与静止件摩擦（扫膛）、喘振爆鸣声。

二、 关键修理技术要点

1. 转子动平衡校正
这是修理中的核心环节。风机大修或更换叶轮后，必须重新进行转子动平衡。

步骤： 首先，在动平衡机上对转子进行低速或高速动平衡，精确测量不平衡量和相位，通过在不平衡点对面（或特定位置）的配重面上增加或去除质量（如焊接配重块、钻孔去重）来达到平衡标准。对于多级转子，有时需采用“逐级平衡”与“整体平衡”相结合的方法。 标准： 平衡精度等级通常要求达到G2.5或更高，即残余不平衡量导致的振动速度应控制在2.5 mm/s以下。最终需在工作转速下验证。

2. 间隙调整与密封更换

径向间隙： 指叶轮外缘与机壳（或隔板）之间的间隙。此间隙过大会导致内泄漏损失增加，效率下降。大修时需测量各级间隙，若超标，可更换密封环或对叶轮进行修复（如喷涂后加工）。 轴向间隙： 主要指叶轮与隔板之间的轴向间隙，以及推力轴承的间隙。轴向间隙关系到转子的轴向窜动量，必须严格按照厂家图纸要求调整，过小易摩擦，过大会影响性能和推力轴承寿命。 密封更换： 所有迷宫密封齿磨损后必须更换。安装新密封时，要确保其与轴的间隙符合设计值，间隙过小可能引起摩擦，过大则密封效果差。

3. 对中找正
风机与电机重新安装后，必须进行精确的对中找正。采用双表法（径向和轴向）或激光对中仪，确保风机与电机联轴器在径向和角度上的偏差在允许范围内（通常要求不超过0.05mm）。对中不良是导致振动和轴承损坏的主要原因。

4. 轴承的检修与装配

检查： 检查轴承巴氏合金层有无磨损、剥落、裂纹、烧灼痕迹。 间隙测量： 用压铅法或百分表法测量轴承顶隙和侧隙，确保其在标准范围内。 装配： 装配前确保轴颈和轴承座清洁，润滑油路畅通。滑动轴承装配时要注意油楔方向。装配后，盘车应轻松灵活无卡涩。

三、 修理后的试车
修理完成后，必须进行分步试车：

点动： 启动电机立即停止，检查转向是否正确，有无异常摩擦声。 空载试车： 断开联轴器，先单独试电机。然后连接好，逐渐升速至额定转速，监测振动、温度、噪声等参数，稳定运行2-4小时。 负载试车： 逐渐加载至额定工况，全面检查风机的流量、压力、电流、振动、轴承温度等是否达到设计指标和稳定运行要求。

结论

C250-1.5多级离心鼓风机作为一款典型的中高压、大流量设备，其高效稳定的运行依赖于对性能参数的深刻理解、对核心配件结构与功能的掌握，以及规范、精细的维修保养技术。作为技术人员，我们不仅要能处理已发生的故障，更应通过定期巡检、状态监测，做到预见性维护，从而最大限度地延长设备寿命，保障生产系统的连续稳定运行。希望本文能为同行在理解和维护此类设备时提供有益的借鉴。

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