多级离心鼓风机C350-1.35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、C350-1.35、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、冶炼化工、物料输送等行业，离心风机是不可或缺的核心动力设备。其中，多级离心鼓风机以其结构紧凑、效率较高、压力范围广、运行稳定的特点，在需要中等至高压力、中等流量的工况中占据重要地位。本文旨在从风机技术的基础知识入手，结合一款典型型号——C350-1.35多级离心鼓风机，深入剖析其性能特点、核心配件构成以及维修保养的关键要点，为从事风机操作、维护和管理的技术人员提供一份详实的参考。

第一章：离心风机基础概述

离心风机的工作原理基于动能转换为势能。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被甩向叶轮外缘，气体的速度和压力随之增加。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，部分动能进一步转化为静压能，最终以高于进口的压力排出。

根据结构形式的不同，离心风机可分为多种系列，正如您提供的资料所示：

“C”型系列多级风机： 本文重点讨论的类型，由多个单级叶轮串联在同一根轴上，每级叶轮都对气体增压，最终达到总出口压力。适用于压力要求较高，但单级风机无法满足的场合。 “D”型系列高速高压风机： 通常采用高转速设计，结构更为紧凑，能达到更高的单级压比。 “AI”型系列单级悬臂风机： 叶轮悬臂安装，结构简单，适用于中低压场合。 “AII”型系列单级双支撑风机： 叶轮位于两个轴承之间，刚性更好，适用于较重的叶轮或更高转速的工况。 “S”型系列单级高速双支撑风机： 通常是双支撑结构并追求高转速，以实现高效率和高压力。 “G”是通风机系列、“Y”是引风机系列： 这两类通常用于锅炉系统，G系列输送洁净空气，Y系列用于抽取高温含尘烟气，在材料选择和结构上会有所考虑。

多级离心鼓风机的核心优势在于，其总压升约等于各级压升之和。这意味着通过增加级数，可以在不显著增大风机径向尺寸的情况下，获得较高的出口压力。

第二章：C350-1.35型多级离心鼓风机性能深度解析

现在我们聚焦于具体型号：C350-1.35。从型号命名上，我们通常可以解读出关键信息：“C”代表多级系列，“350”很可能指额定进口容积流量为350立方米每分钟，“1.35”可能表示出口绝对压力或压比约为1.35个大气压（需结合参数确认）。下面我们结合您提供的具体参数进行性能说明。

1. 基本工况参数：

输送介质： 空气。这是最常见也是最标准的介质，其物性参数稳定。 进口流量 (Q)： 350 m³/min。这是风机在进口状态下的容积流量，是风机选型的核心参数之一。 进口压力 (P₁)： 1 Kgf/cm²（约等于98.1 KPa，绝对压力）。这是一个标准大气压条件，表明风机从常压环境吸气。 进口温度 (T₁)： 20℃。这是标准室温，是设计工况的基准温度。 进口介质密度 (ρ)： 1.2 kg/m³。这个密度正是空气在20℃、标准大气压下的典型值，计算公式为：气体密度等于气体常数乘以绝对温度再除以绝对压力（其中气体常数对于空气是287 J/(kg·K)），代入数值即可验证。 出口升压 (ΔP)： 3500 mmH₂O（约等于34.3 KPa）。这是风机产生的压力增量，即出口静压与进口静压之差。 轴功率 (P_shaft)： 262.2 KW。这是风机主轴实际消耗的功率，是风机自身运行所需的能量。 转速 (n)： 1965 r/min。这是风机转子的工作转速，直接影响风机的性能和可靠性。 配套电机及功率： JK-2-290KW。电机额定功率为290KW，大于风机的轴功率262.2KW，这预留了必要的安全余量，确保电机不会在满负荷甚至超负荷下运行，提高了系统可靠性。

2.性能参数计算与关联分析：

出口压力计算：
进口压力 P₁ = 1 kgf/cm² ≈ 98.1 KPa (绝对压力)
出口升压 ΔP = 3500 mmH₂O ≈ 34.3 KPa
因此，出口压力 P₂ = P₁ + ΔP = 98.1 + 34.3 = 132.4 KPa (绝对压力)。压比 ε = P₂ / P₁ ≈ 1.35，这与型号中的“1.35”相吻合，通常表示出口绝对压力是进口绝对压力的1.35倍。 效率评估：
风机的有效功率（或称空气功率）P_e 可以通过公式计算：有效功率等于质量流量乘以每千克气体获得的能量。具体为：
质量流量 G = 容积流量 Q × 密度 ρ = 350 m³/min / 60 s/min × 1.2 kg/m³ = 7.0 kg/s。
有效功率 P_e = G × ΔP / ρ = 7.0 kg/s × 34300 Pa / 1.2 kg/m³ ≈ 200.1 KW。
（注：此公式是有效功率的另一种表达形式，由 P_e = Q × ΔP 推导而来，其中Q为质量流量，ΔP为压升，ρ为密度。）
因此，风机效率 η = P_e / P_shaft = 200.1 KW / 262.2 KW ≈ 76.3%。
这个效率值对于多级离心鼓风机而言，处于一个合理且良好的水平，表明该风机在设计点和给定工况下能量转换效率较高。 性能曲线概念：
虽然我们没有完整的曲线图，但可以想象C350-1.35的性能曲线特征。在转速恒定为1965r/min时，其性能曲线表现为：
流量-压力曲线 (Q-H曲线)： 是一条从左上方向右下方倾斜的曲线。当流量从零逐渐增大到350 m³/min时，出口压力会从最高点（关闭点压力）逐渐下降。我们给定的350m³/min和3500mmH₂O是这条曲线上的一个特定工作点。 流量-功率曲线 (Q-P曲线)： 是一条随流量增加而缓慢上升的曲线。在350m³/min时，轴功率为262.2KW。需要注意的是，离心风机在关闭点（流量为零）时功率最小，因此切忌在进、出口阀门完全关闭的情况下长时间运行，以免电机过载。 流量-效率曲线 (Q-η曲线)： 是一条拱形曲线，最高效率点通常位于额定流量点附近。我们的计算显示在350m³/min时效率约为76.3%，说明这个点很可能接近风机的最佳效率点。

第三章：C350-1.35核心配件解析

一台多级离心鼓风机犹如一个精密的团队，每个配件都各司其职。以下是C350-1.35的关键配件解析：

1. 转子总成： 这是风机的“心脏”。

主轴： 采用高强度合金钢制造，经过精密的加工和热处理，具有极高的刚性、强度和耐磨性，保证在高转速下平稳运行。 叶轮： 是风机的核心做功部件。C350-1.35的每个叶轮都采用后向叶片设计，这种设计效率高，性能曲线稳定。叶轮材料通常为优质碳素钢或不锈钢，经过精密铸造或焊接而成，每个叶轮都经过严格的静平衡和动平衡校正，确保残余不平衡量在标准范围内。 平衡盘： 多级风机特有的重要部件。由于各级叶轮两侧存在压力差，会产生一个指向进气方向的巨大轴向推力。平衡盘利用其两侧的压力差，产生一个相反的推力，用以抵消大部分轴向推力，保护推力轴承。这是保证风机长期稳定运行的关键。

2. 静止部件：

机壳： 通常为铸铁或铸钢件，是支撑所有部件的基础。它为气流提供通道，并将各级叶轮串联起来。机壳需要足够的强度和刚度以承受内部压力。 隔板与导叶： 位于各级叶轮之间。隔板将各级分开，其上固定有回流导叶。回流导叶的作用是将上一级叶轮出口的气体引导至下一级叶轮的进口，并在这个过程中将部分速度能转化为压力能。导叶的型线设计直接影响风机的效率和性能。 密封系统：
级间密封： 通常是迷宫密封，安装在隔板与主轴之间，防止高压气体从级间泄漏回低压区，保证级间效率。 轴端密封： 安装在机壳两端，防止气体沿主轴泄漏到大气中。根据介质和压力要求，可能采用迷宫密封、填料密封或机械密封。对于输送空气的C350-1.35，迷宫密封是最常见的选择，结构简单，可靠性高。

3. 支撑与润滑系统：

轴承箱与轴承： 采用强制润滑的滑动轴承或滚动轴承。滑动轴承更适用于高转速、重载的场合，运行平稳，噪音低。轴承箱需要保证良好的对中和冷却。 润滑系统： 包括油箱、油泵、冷却器、过滤器等。它为轴承和齿轮（如果有）提供连续、洁净、温度适宜的润滑油，是风机的“血液循环系统”，其可靠性直接关系到整台设备的安危。

第四章：风机常见故障与修理要点

对风机配件的深刻理解是进行有效维修的基础。以下是C350-1.35风机常见的故障现象及修理解析。

1. 振动超标
这是最常见的故障。

原因分析：
转子不平衡： 叶轮磨损（特别是输送含尘空气时）、粘附结垢、或部件损坏（如叶片断裂）都会导致动平衡破坏。 对中不良： 风机与电机联轴器对中精度超差，会产生巨大的周期性应力。 轴承损坏： 磨损、疲劳剥落、间隙过大。 基础松动或机座刚性不足。 喘振： 当风机流量过小，低于喘振线时，会发生失速，导致剧烈振动和噪音。这是操作不当引起的危险工况。
修理要点：
严格执行动平衡校正： 任何转子部件（尤其是叶轮）维修后，必须进行动平衡。现场动平衡是解决振动问题最有效的手段之一。精度应达到G2.5级或更高标准。 精密对中： 使用激光对中仪，确保电机与风机轴的对中误差在允许范围内。 检查与更换轴承： 严格按照规程安装新轴承，保证合适的游隙和润滑。

2. 轴承温度过高

原因分析：
润滑不良： 油量不足、油质恶化、油路堵塞、润滑油牌号错误。 冷却不足： 油冷却器结垢或堵塞。 轴承本身问题： 安装不当、间隙过小、磨损或疲劳。 轴向推力过大： 平衡盘或平衡管堵塞、密封间隙过大，导致轴向力未完全平衡，推力轴承负荷过大。
修理要点：
检查润滑系统： 定期化验油质，清洗油箱、滤网和冷却器。 检查轴承和推力间隙： 安装时测量并调整到规定值。 检查平衡系统： 大修时务必清理平衡盘和平衡管通道，测量密封间隙。

3. 风量或压力不足

原因分析：
转速降低： 电机或传动系统问题。 密封间隙过大： 级间密封和轴端密封磨损，导致内泄漏和外泄漏严重。 滤网堵塞： 进口过滤器阻力过大，导致进口压力降低，实际吸入流量减少。 叶轮磨损或腐蚀： 叶片型线改变，效率下降。
修理要点：
检查并恢复转速。 调整或更换密封： 大修时重点检查所有迷宫密封的间隙，超标必须更换。 清洁或更换进口滤芯。 修复或更换叶轮： 对于磨损，可采用耐磨焊条堆焊后重新修磨型线并做动平衡。

4. 大修流程概要
对于C350-1.35这样的大型设备，计划性大修是保证其寿命的关键。

停机隔离与拆卸： 切断电源，隔离管路，安全拆卸联轴器、进出口管路、润滑油管等附件。 解体： 按顺序吊开上机壳，取出转子总成。注意标记各级隔板、叶轮的位置和方向。 清洗与检查： 彻底清洗所有零件，检查测量各部件磨损情况，包括：轴颈的圆度和圆柱度、叶轮的磨损和裂纹（必要时做无损探伤）、密封间隙、轴承游隙、机壳有无裂纹等。 修理与更换： 根据检查结果，修复或更换不合格的零件。核心是转子的修复和平衡。 回装与调整： 按拆卸的逆顺序回装。严格控制各级密封间隙，确保转子在机壳内的居中位置。完成机械部分装配后，进行精确对中。 试车： 先进行油循环冲洗，合格后手动盘车确认无卡涩。然后点动、无负荷试车，监测振动、温度、噪音。一切正常后，逐步加载至额定工况进行性能测试。

结论

C350-1.35多级离心鼓风机是一款设计优良、性能稳定的中型高压鼓风设备。通过深入理解其性能参数背后的物理意义，掌握其核心配件（如叶轮、平衡盘、密封）的结构与功能，并系统化地分析常见故障原因与维修方法，技术人员可以更有效地操作、维护和管理这类设备，确保其长期、高效、稳定地运行，为生产系统的可靠性保驾护航。定期维护、预防性检修以及对故障的早期诊断是延长风机寿命、降低全生命周期成本的关键。

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