多级离心鼓风机 C70-1.7性能、配件与修理解析

作者：王军（139-7298-9387）

引言

在工业流体输送与气体处理领域，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产生较高压升的特点，广泛应用于污水处理、矿山通风、冶炼鼓风、物料输送等众多工况。作为一名风机技术从业者，深入理解特定型号风机的性能、核心配件构成以及维护修理要点，是确保设备长期稳定运行、提升生产效率的关键。本文将以C70-1.7型多级离心鼓风机为具体案例，结合其关键性能参数，系统性地阐述其工作原理、性能特点，并对核心配件及常见故障的修理流程进行深入解析，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系列多级风机概述

第一节 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能。当电机驱动风机叶轮高速旋转时，叶轮间的气体在离心力的作用下，被从叶轮中心（进口）甩向边缘（出口），从而获得速度和压力。高速气流随后进入截面逐渐扩大的蜗壳或导叶装置，流速降低，部分动压进一步转化为静压，最终以较高的压力从风机出口排出。在这个过程中，风机所做的功主要体现在气体压力的提升（即“升压”）和流量的输送上。

风机的性能主要通过各种参数来描述，包括流量（单位时间内输送的气体体积，如立方米每分钟）、压力（进口压力、出口压力、升压等）、功率（轴功率、电机功率）、效率（风机将机械能转化为气体有效能量的程度）以及转速（叶轮每分钟的转数）。

第二节 多级离心鼓风机与C系列特点

单级离心风机由于结构限制，其单级叶轮所能产生的压升有限。当工艺要求较高的出口压力时，就需要采用多级串联的结构，即多级离心鼓风机。气体依次通过多个级，每一级都包括一个叶轮和一个将动能转化为静压能的导流器（或回流器），每经过一级，气体压力就得到一次提升，最终在出口处达到所需的较高压力。

文中提及的“C”型系列多级风机，是专门设计用于中高压、中等流量工况的典型代表。该系列风机通常采用多级叶轮串联在同一主轴上的结构，级间通过导叶或回流器进行能量转换和气流导向，机壳多为水平剖分式，便于安装和检修。与“D”型高速高压风机相比，C系列转速相对常规，结构更注重稳定性和可维护性；与“AI”、“AII”、“S”等单级风机相比，其核心优势在于高压头能力；而与“G”通风机、“Y”引风机相比，其压力和结构复杂性又远高于后者。C70-1.7正是C系列中的一个具体型号。

第二章 C70-1.7型多级离心鼓风机性能深度解析

本节将结合给定的具体参数，对C70-1.7风机的性能进行详细说明。

型号释义：通常，“C”代表系列，“70”极有可能表示额定进口流量为70立方米每分钟，“1.7”可能是一个与压力或设计序列相关的标识，结合参数看，其出风口升压为7000mmH₂O，约等于0.7 kgf/cm²（或68.6 kPa），加上进口压力1 kgf/cm²（98.07 kPa绝压），出口绝压约为1.7 kgf/cm²（166.67 kPa）。因此，型号中的“1.7”很可能指代出口绝对压力（单位：kgf/cm²）的近似值。

1. 输送介质与进口条件：

介质：空气。这是最常见的输送介质，其物性参数相对稳定。 进口流量：70 m³/min。这是风机在设计点运行时，单位时间内从进口吸入的气体体积。它是风机选型的核心参数之一。 进口压力：1 Kgf/cm²（绝压）。约为标准大气压，表明风机从常压环境吸气。 进口温度：20℃。标准工况温度，用于确定介质密度。 进口介质密度：1.2 kg/m³。这是在20℃和1 atm下空气的典型密度。密度对风机性能有直接影响，因为风机产生的压力与气体密度成正比。

2. 出口性能与能耗：

出风口升压：7000 mmH₂O。这是风机出口与进口之间的静压差，是风机克服系统阻力能力的直接体现。7000 mmH₂O ≈ 68.6 kPa，属于中高压范围。 轴功率：108 KW。指风机轴实际消耗的功率，是气体获得的功率（有效功率）与风机内部各种损失（机械损失、流动损失等）之和。它是选择驱动电机的基础。 转速：2980 r/min。这是风机叶轮的额定工作转速，接近普通两极异步电机的同步转速（3000 r/min），表明其可能通过联轴器与电机直联。

3. 配套电机：

型号与功率：Y315S-2-110KW。Y系列三相异步电动机，机座中心高315mm，S规格（铁芯长度），2极（同步转速3000r/min），额定功率110KW。 功率匹配分析：风机的轴功率为108KW，电机功率选为110KW。根据行业惯例，电机的配套功率通常需要有一定的安全余量（储备系数），以应对可能的工况波动、电压波动以及确保启动转矩。110KW相对于108KW的余量约为1.85%，这个余量相对较小，说明该设计对效率要求很高，但对工况稳定性的要求也相应严格。在实际应用中，需确保进气条件、系统阻力等不超出设计范围，防止电机过载。

4.性能曲线与工况点理解：
虽然不输出图表，但可以概念性描述。C70-1.7的风机性能可以绘制成以流量为横坐标，压力、功率、效率为纵坐标的曲线。在给定的进口条件下，流量70 m³/min、升压7000mmH₂O、轴功率108KW这个点，就是该风机的额定工况点或设计点。在此点附近，风机运行效率通常最高。

压力-流量曲线：通常呈下降趋势，即流量增大时，风机能提供的升压会减小。 功率-流量曲线：对于离心风机，功率通常随流量增加而增加。 效率-流量曲线：呈抛物线状，存在一个最高效率点。
操作风机时，应尽量使其工作点靠近高效区，以实现节能降耗。若系统阻力变化（如管路堵塞或阀门开度改变），风机的工作点会沿压力-流量曲线移动，流量、功率等参数都会相应变化。

第三章 C70-1.7风机核心配件解析

多级离心鼓风机的可靠运行离不开各个精密配件的协同工作。以下是C70-1.7的主要核心配件及其功能解析：

1. 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，用于安装叶轮、平衡盘等部件，并传递扭矩。 叶轮：是多级风机中最为关键的部件。通常采用后向叶片设计以获取较高的效率和平稳的性能曲线。材料根据介质特性选择，输送洁净空气时常用优质碳素钢或低合金钢。每个叶轮都需经过严格的动平衡测试，确保高速旋转时的稳定性。C70-1.7的转子上串联有多个叶轮。 平衡盘/平衡鼓：用于平衡多级叶轮产生的巨大轴向推力，减少推力轴承的负荷。它是高压多级风机的关键部件。

2. 静止部件：

机壳：通常为铸铁或铸钢结构，水平剖分式便于检修。内部形成气体流道，汇集各级增压后的气体。需有足够的强度和刚度以承受内压。 导叶/回流器：安装在各级叶轮之间，固定于机壳内。其作用是将上一级叶轮出口的高速气流的动能转化为静压能，并引导气流以合适的角度进入下一级叶轮进口。导叶的型线和安装精度直接影响级间效率和整机性能。 进气室与排气室：引导气体平稳进入第一级叶轮和从最后一级导出至出口管道。

3. 密封系统：

级间密封：通常采用迷宫密封，安装在机壳上，与转子上的密封凸台形成微小间隙，防止高压气体向低压级泄漏，保证各级效率。 轴端密封：防止气体沿主轴向外泄漏或外部空气进入风机。常见形式有迷宫密封、填料密封或机械密封。对于输送空气的C70-1.7，可能采用简单的迷宫密封或带有惰性气体阻塞的密封系统。

4. 轴承与润滑系统：

支撑轴承：采用滑动轴承（径向轴承）或滚动轴承，用于支撑转子重量，保证转子平稳旋转。 推力轴承：专门承受转子剩余的轴向推力，是确保转子轴向定位的关键部件。 润滑系统：可能采用强制润滑站，为轴承提供持续、清洁、冷却的润滑油，保证轴承寿命和运行可靠性。

5. 联轴器：连接风机主轴与电机轴，传递扭矩。要求对中精度高，能补偿微小的角度和位移偏差。

第四章 C70-1.7风机常见故障与修理流程解析

风机在长期运行后难免出现性能下降或故障，及时的诊断和规范的修理至关重要。

第一节 常见故障现象与原因分析

风量或压力不足：
原因：进口过滤器堵塞、管路泄漏或堵塞、密封间隙磨损过大导致内泄漏加剧、转速未达到额定值、叶轮腐蚀或磨损严重、导叶通道积垢。
振动超标：
原因：转子动平衡破坏（如叶轮粘灰、部件松动或损伤）、轴承磨损或损坏、对中不良、地脚螺栓松动、基础刚性不足、发生喘振等不稳定工况。
轴承温度过高：
原因：润滑油量不足或油质恶化、润滑油冷却效果差、轴承安装不当或间隙不合适、轴承本身缺陷、对中不良导致附加负荷。
异常声响：
原因：轴承损坏（尖锐或沉闷的连续声）、转子与静止件摩擦（金属摩擦声）、喘振（周期性低沉吼声）。

第二节 风机大修主要流程与要点

以大修为例，解析关键修理步骤：

停机准备与拆检：
切断电源，挂牌上锁。关闭进出口阀门，隔离系统。 拆除联轴器护罩，检查对中情况并记录。拆除连接管路和仪表线。 放净润滑油。 吊开上机壳（水平剖分式），暴露转子。
转子检查与修理：
宏观检查：检查叶轮、主轴有无裂纹、磨损、腐蚀等缺陷。 尺寸测量：精确测量各级密封间隙、叶轮口环间隙、轴向窜动量等，与标准值对比。 无损检测：对关键部位（如叶轮焊缝、主轴应力集中区）进行磁粉或超声波探伤。 动平衡校正：若叶轮有磨损或修复，或者振动原因怀疑动平衡失效，必须将整个转子组件置于动平衡机上重新进行动平衡校正，达到标准要求的精度等级（如G2.5级）。
静止部件检查与修理：
机壳与导叶：检查有无裂纹、腐蚀、冲刷痕迹。清理积垢和异物。检查导叶叶片是否变形、松动。 密封组件：检查所有迷宫密封齿的磨损情况，磨损超差必须更换。确保新密封间隙符合图纸要求。
轴承检查与更换：
检查轴承游隙、滚道、滚动体有无磨损、点蚀、剥落。一旦发现缺陷，立即更换。 安装新轴承时，采用正确的方法（热装或液压压力），确保到位，并保证合适的游隙。
回装与调试：
按拆卸的逆序回装所有部件。确保各部件清洁，配合面完好。 关键步骤：严格按照技术要求恢复转子与定子间的各部间隙；精细调整风机与电机的主对中，确保径向和轴向偏差在允许范围内。 恢复润滑系统，加入规定牌号和数量的新油。 盘车确认转动灵活无卡涩。 连接联轴器，安装护罩。 进行单机试车：点动检查转向，无异常后正式启动。逐步升速至额定转速，监测振动、轴承温度、噪声等参数，直至各项指标稳定合格。然后进行带负荷试车，验证风量、压力是否达到要求。

结论

C70-1.7型多级离心鼓风机作为C系列中适用于中高压、中等流量工况的典型设备，其性能参数清晰反映了其设计目标。深入理解其流量、压力、功率等性能参数的相互关系，是正确选型和高效运行的基础。同时，熟悉其转子、密封、轴承等核心配件的结构与功能，是进行预防性维护和计划性检修的前提。当风机出现故障时，系统性的故障分析能力和规范的大修流程是恢复设备性能、保障生产连续性的关键。通过本文对C70-1.7风机从原理、性能到配件与修理的全方位解析，希望能为风机技术同行在实际工作中提供有益的借鉴和参考。

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