多级离心鼓风机 C90-1.35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，C90-1.35，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，在污水处理、矿山通风、物料输送、电力、化工等众多行业得到了广泛应用。本文旨在系统阐述离心风机的基础知识，并重点以C90-1.35型多级离心鼓风机为具体案例，深入剖析其性能参数，详细解析其核心配件构成，最后探讨其常见故障与修理维护要点，以期能为从事风机技术相关工作的同仁提供一份实用的参考。

第一章 离心风机基础理论概述

离心风机，顾名思义，其工作原理基于离心力。当风机叶轮被电机驱动高速旋转时，叶片间的气体在离心力的作用下，从叶轮中心被甩向边缘，从而获得动能和压力能。气体离开叶轮后进入蜗壳或导叶装置，其部分动能进一步转化为静压能，最终以较高压力的形式从风机出口排出。与此同时，叶轮中心部位形成低压区，外部气体在大气压作用下被持续吸入，构成了连续的气体输送过程。

离心风机的主要性能参数包括：

流量（Q）：单位时间内通过风机的气体体积，常用单位为立方米每分钟（m³/min）或立方米每小时（m³/h）。它反映了风机的输送能力。 压力（P）：风机对气体所做的功的体现，通常指全压，包括静压和动压。案例中“出风口升压3500mmH₂O”指的是静压，即风机出口与进口的静压之差。常用单位有帕斯卡（Pa）、毫米水柱（mmH₂O）等。1Kgf/cm²约等于10000mmH₂O，这是一个重要的换算关系。 功率：
轴功率（Nz）：风机轴从电机实际接收的功率，是风机运行消耗的真实功率。案例中为66.6KW。 有效功率（Ne）：单位时间内气体从风机获得的能量。其计算公式为：有效功率等于流量乘以全压再除以一千（系数），或等于流量乘以静压再除以一千（系数）加上动压部分（具体计算需视情况而定）。对于鼓风机，常关注静压有效功率。
效率（η）：风机的有效功率与轴功率之比，是衡量风机能量转换效率的重要指标。效率越高，能量损失越小，经济性越好。效率计算公式为：效率等于有效功率除以轴功率再乘以百分之百。 转速（n）：风机叶轮每分钟旋转的圈数，单位是转每分钟（r/min）。转速对风机的流量、压力、功率都有显著影响。 介质密度（ρ）：被输送气体的质量密度，单位是千克每立方米（kg/m³）。风机的压力、功率与介质密度密切相关。当实际工况的介质密度与标准状态（如清洁空气，20℃，大气压101.325kPa，ρ≈1.2kg/m³）不同时，性能参数需进行换算。

离心风机根据结构形式可分为多种系列，如文中提及的“C”型（多级、低速）、”D”型（多级、高速高压）、”AI”型（单级、悬臂支承）、”S”型（单级、高速、双支撑）、”AII”型（单级、双支撑），以及“G”型（通风机）和“Y”型（引风机）等。C系列多级离心鼓风机通常由两个或两个以上的叶轮串联构成，每个叶轮级间配有导叶或回流器，气体每经过一级叶轮压力就得到一次提升，因而能够在相对较低的转速下实现较高的出口压力。

第二章 C90-1.35型多级离心鼓风机性能深度解析

C90-1.35是“C”型系列多级离心鼓风机的一个具体型号。通常，型号命名中包含了风机的主要设计参数信息。以C90-1.35为例：

“C”代表多级离心鼓风机系列。 “90”很可能表示风机在标准进气状态下的额定进口容积流量为90立方米每分钟（m³/min）。 “1.35”可能代表风机的特定设计压力或系列代号，有时与压缩比或出口压力等级相关，需结合具体厂家样本确认。但从提供的参数看，其核心性能是明确的。

结合给定的参考参数，我们对C90-1.35的性能进行说明：

输送介质：空气。这是最常见的输送介质，其物性相对稳定。 进口流量：90 m³/min。这是风机在设计进气条件下的容积流量，是风机选型的基础。 进口压力：1 Kgf/cm²（绝对压力约合98.0665 kPaA，表压约为0）。这表明风机是从接近常压的环境下吸气。 进口温度：20℃。此为标准温度，密度计算的基础。 进口介质密度：1.2 kg/m³。这是在进口压力1 Kgf/cm²（绝压）、温度20℃下干燥空气的近似密度。 出风口升压：3500 mmH₂O（约合34323.5 Pa）。这是风机需要克服的静压差，即出口静压与进口静压之差。对于鼓风机，此参数至关重要，直接关系到系统的阻力。 轴功率：66.6 KW。这是风机运行所需的理论功率，是选择驱动电机的核心依据之一。 转速：2970 r/min。这是典型的二极电机同步转速下的工作转速，属于中高速范围。 配套电机：Y280S-2，功率75 KW。电机的额定功率（75KW）大于风机的轴功率（66.6KW），这考虑了必要的安全系数（通常为1.1-1.3），以确保电机不会在满负荷或超负荷下长期运行，提高可靠性并留有一定裕量应对工况波动。

性能分析要点：

压力能力：出口升压3500mmH₂O表明该风机适用于需要中等偏高压力的工艺系统。 功率匹配：电机功率75KW对轴功率66.6KW的匹配是合理的，安全系数约为1.126，符合工程惯例。 效率估算：虽然未直接给出效率，但可以通过有效功率和轴功率进行估算。静压有效功率（Ne_静） ≈ (流量 × 静压) / (1000 × 60) [单位统一为国际单位制后计算，例如流量m³/s，压力Pa]，计算出的有效功率与轴功率66.6KW相比，即可得到风机在此工况下的近似运行效率。这有助于判断风机是否处于高效区运行。 工况适应性：需要强调的是，上述参数是在特定进口条件（压力1Kgf/cm²，温度20℃，密度1.2kg/m³）下给出的。若实际进气温度升高、压力降低或介质成分改变导致密度变化，风机的实际流量、出口压力和轴功率都会按一定的风机定律（相似定律）发生变化。例如，进气密度降低，则出口压力能力和轴功率都会相应降低。因此，在实际选型和应用中，必须根据实际工况进行性能换算。

第三章 C90-1.35型多级离心鼓风机核心配件解析

多级离心鼓风机的可靠高效运行离不开各个精密配件的协同工作。以下对C90-1.35的主要配件进行解析：

叶轮：风机的“心脏”，是能量转换的核心部件。通常由高强度合金钢（如45钢、40Cr）或不锈钢精密铸造或焊接而成。多级风机有多个叶轮串联安装在同一主轴上。叶轮的形状（如叶片形式：前向、后向、径向）、直径、加工精度和动平衡质量直接决定风机的压力、流量和效率。叶轮需进行严格的动平衡校正，以减小振动。 主轴：传递扭矩、支撑所有旋转部件（叶轮、平衡盘、联轴器等）的关键零件。要求具有高的强度、刚度和耐磨性。通常采用优质碳素结构钢或合金结构钢（如45钢、42CrMo）制造，并进行调质处理以提高综合机械性能。 机壳：也称为气缸，容纳转子组件和固定静子组件（如隔板、密封）的壳体。C系列多级风机机壳通常为水平剖分式，便于检修。材料一般为铸铁（HT250等）或铸钢，需有足够的强度和刚度以承受内部压力。 隔板与导叶：安装在机壳内各级叶轮之间。隔板用于分隔各级，其上安装的导叶（静止的叶片）作用是将上一级叶轮出口的气体引导至下一级叶轮进口，并在此过程中将部分动能转化为静压。导叶的形状和安装角度对级间匹配和效率有重要影响。 密封装置：至关重要，用于减少或防止气体在机内级间泄漏以及向外泄漏。主要包括：
级间密封：通常为迷宫密封，安装在隔板与主轴之间，防止高压级气体向低压级泄漏。 轴端密封：防止机内气体沿轴向外泄漏。根据介质和压力不同，可采用迷宫密封、填料密封或机械密封。对于空气介质，迷宫密封应用普遍。
轴承箱与轴承：支撑风机转子，保证其平稳旋转。通常采用滚动轴承（如双列向心球面滚子轴承）或滑动轴承。轴承箱内需有可靠的润滑系统（如油浴润滑或强制润滑）和冷却措施。 平衡盘/鼓：多级离心风机由于轴向力较大，通常设有平衡盘或平衡鼓机构，利用压力差来平衡大部分轴向推力，剩余轴向力由推力轴承承受。这是保证风机长期稳定运行的关键部件。 联轴器：连接风机主轴和电机轴，传递动力。常用弹性套柱销联轴器或膜片联轴器等，后者能补偿一定的轴向、径向和角向偏差，传递扭矩大，维护方便。 底座：支撑和固定风机与电机的基础构件，保证机组对中精度。

第四章 C90-1.35型多级离心鼓风机常见故障与修理维护

对风机进行定期维护和及时修理是保障其长周期安全稳定运行的关键。

一、 日常维护与监测

振动监测：定期使用振动仪监测轴承座的振动速度或位移值，异常振动往往是故障的先兆。 温度监测：用手持式测温枪或内置温度传感器监测轴承、润滑油温度，温升过高需警惕。 声音监听：倾听风机运行声音，有无异常摩擦、撞击声。 润滑油检查：定期检查润滑油位、油质，按周期更换润滑油。 仪表监控：关注进口过滤器压差、出口压力、流量、电流等运行参数是否正常。

二、 常见故障分析与修理

振动超标
原因：转子动平衡破坏（叶轮磨损、粘灰、零件脱落）；对中不良；基础松动；轴承损坏；轴弯曲；临界转速接近工作转速；喘振（流量过小导致的不稳定工况）。 修理：停机检查。重新进行转子动平衡校正；重新找正风机与电机的对中；紧固地脚螺栓；更换轴承；校直或更换主轴；调整运行工况，避免喘振区。
轴承温度过高
原因：润滑油量不足或油质劣化；轴承磨损或损坏；轴承安装不当（如过紧）；冷却不良。 修理：检查油位、油质，补充或更换润滑油；更换轴承；重新正确安装轴承；检查冷却水路或改善通风。
风量或压力不足
原因：进口过滤器堵塞；转速降低（如皮带打滑、电压低）；密封间隙过大，内泄漏严重；叶轮磨损严重；管网阻力增大（如阀门未全开、管道堵塞）。 修理：清洗或更换过滤器；检查电机和传动系统，确保额定转速；调整或更换迷宫密封等密封件；修复或更换叶轮；检查并清理管路，确保阀门开度。
异常声响
原因：转子与静止件摩擦（如叶轮与机壳、密封件）；轴承损坏；基础共振；部件松动。 修理：停机盘车检查，查找摩擦点并调整间隙；更换轴承；加固基础；紧固各连接部件。
功耗增大
原因：叶轮与机壳摩擦；联轴器对中不良；介质密度或压力高于设计值。 修理：调整间隙；重新对中；核实工况是否符合设计条件。

三、 大修要点
风机运行一定时间后（通常按运行小时数或厂家建议周期），应进行解体大修。

拆卸：按顺序拆卸联轴器、轴承箱、机壳盖、转子组件等。做好标记，便于回装。 清洗检查：彻底清洗所有零件。重点检查叶轮裂纹、磨损、腐蚀情况；轴颈磨损、弯曲度；密封间隙；轴承游隙；机壳、隔板有无裂纹或变形。 修理与更换：对磨损的密封片进行更换；对轻微磨损的叶轮可进行堆焊修复后重新车削并做动平衡；裂纹需补焊处理（需评估可行性）；弯曲的轴需校正；损坏的轴承、密封件等必须更换。 回装与调试：按相反顺序回装，确保各级叶轮、密封、轴承的安装位置和间隙符合图纸要求。重点保证转子的轴向窜动量在标准范围内。完成机械组装后，进行对中。最后，进行单机试车，监测振动、温度、电流等参数直至正常。

结论

C90-1.35型多级离心鼓风机作为“C”系列的代表产品之一，以其结构紧凑、压力适用范围广的特点，在工业领域占有一席之地。深入理解其性能参数背后的意义，熟悉其核心配件的结构与功能，掌握其常见故障的诊断与修理维护方法，对于风机技术人员至关重要。通过科学的维护和及时的修理，不仅能有效延长风机的使用寿命，更能确保其始终运行在高效、安全、可靠的状态，为生产过程的稳定顺行提供有力保障。希望本文能对广大风机技术同仁的工作实践有所裨益。

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