多级离心鼓风机C110-1.7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、C110-1.7、性能曲线、风机配件、风机维修、轴向力、对中找正

引言

在工业领域，特别是污水处理、矿山通风、物料输送、电力脱硫等流程工业中，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、效率高、压力范围广、运行稳定等特点，在中高压领域占据了重要地位。本文将以我司经典的“C”型系列多级离心鼓风机中的C110-1.7型号为具体案例，结合风机基础理论，深入剖析其性能参数、核心配件构成以及维护修理要点，旨在为风机技术同行提供一份详实的参考。

第一章：离心风机基础理论概述

要深入理解一台具体风机的性能，必须首先掌握其背后的基本原理。

1.1 工作原理
离心风机的工作原理基于牛顿第二定律和能量守恒定律。当电机通过轴驱动叶轮高速旋转时，叶轮叶片间的气体在离心力的作用下，从叶轮中心被甩向边缘，动能和压力能随之增加。高速气流随后进入扩压器，流道截面积增大，流速降低，部分动能进一步转化为压力能。最后，气体经过蜗壳收集，导向出风口，以较高的压力排出。对于多级风机，这一过程（叶轮加速 → 扩压器增压 → 蜗壳导流）会重复多次，每一级都对气体进行增压，从而在有限的转速和叶轮尺寸下获得单级风机难以企及的总压升。

1.2 核心性能参数
评价一台风机的性能，主要看以下几个关键参数：

流量 (Q)： 单位时间内通过风机的气体体积，通常以立方米每分钟 (m³/min) 或立方米每小时 (m³/h) 表示。它反映了风机的输送能力。 压力： 分为全压 (Pt) 和静压 (Ps)。全压是气体在风机出口截面与进口截面的总能量之差，静压是全压中用于克服管道阻力的有效压力部分。您提供的参数中的“出风口升压7000mmH₂O”通常指的是静压。1Kgf/cm²约等于10000mmH₂O，故进口压力1Kgf/cm²（绝压）对应约10米水柱，出口绝压约为1.7Kgf/cm²（17米水柱），升压为0.7Kgf/cm²（7000mmH₂O）。 轴功率 (Psh)： 风机轴从电机获得的实际功率，单位千瓦 (KW)。它不包括电机本身的损耗和传动损耗。 效率 (η)： 风机的有效功率（气体实际获得的功率）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，能耗越低。 转速 (n)： 风机主轴每分钟的旋转圈数，单位转每分钟 (r/min)。转速直接影响到风机的流量、压力和功率。

1.3性能曲线与工况点
风机的性能通常用性能曲线图表示，它描绘了在固定转速和介质条件下，风机的全压、轴功率、效率随流量变化的关系。而风机在实际管道中运行的工作状态，取决于风机性能曲线与管道阻力特性的交点，这个交点即为“工况点”。理想状态下，风机应运行在其高效区内，以保证经济性和稳定性。

第二章：C110-1.7型多级离心鼓风机性能深度解析

现在，我们聚焦于C110-1.7这款具体型号。

2.1 型号释义与系列定位

型号释义： “C”代表我司的多级离心鼓风机系列；“110”表示额定进口流量为110 m³/min；“1.7”通常指出口绝对压力为1.7 Kgf/cm²（约0.17MPa），这与您提供的进口压力1 Kgf/cm²（绝压）和出口升压7000mmH₂O（即0.7 Kgf/cm²）的计算结果完全吻合：出口绝压 = 进口绝压 + 升压 = 1.0 + 0.7 = 1.7 Kgf/cm²。 系列对比： 如您所列，与专注于单级高压的“S”系列、单级悬臂的“AI”系列等相比，“C”系列多级风机通过多级串联，实现了在较高转速（2955r/min属于2极电机直联的高速范畴）下获得稳定、中等偏高的压力，其结构更坚固，适用于要求长期连续运行的工业场合。

2.2 关键性能参数计算与分析
根据您提供的参数：

进口流量： 110 m³/min 进口条件： 压力 1 Kgf/cm²（绝压），温度 20℃，空气密度 1.2 kg/m³ 出口升压： 7000 mmH₂ (0.7 Kgf/cm²) 轴功率： 163.3 KW 转速： 2955 r/min 配套电机： JK2122-2，185 KW

我们可以进行以下分析：

电机功率裕量： 配套电机功率为185KW，而风机轴功率为163.3KW，留有约13%的功率裕量。这是非常必要的设计，旨在应对可能的工况波动（如进气温度升高、介质密度变化、滤网轻微堵塞导致阻力增加等），避免电机过载，保证运行可靠性。 效率估算： 风机的有效功率（Pe）可以用公式估算：有效功率（KW）等于 流量（m³/s）乘以 压力（Pa）。首先单位换算：流量Q = 110 / 60 ≈ 1.833 m³/s；压力P = 7000 mmH₂O × 9.8 Pa/mmH₂O ≈ 68600 Pa。则有效功率 Pe ≈ 1.833 × 68600 ≈ 125.7 KW。因此，风机效率 η = (Pe / Psh) × 100% = (125.7 / 163.3) × 100% ≈ 77%。这个效率值对于多级离心鼓风机而言，属于良好水平，表明该型号设计优秀，能量损失控制得当。 比转速分析： 虽然不输出公式，但可以定性说明：该风机流量中等、压力较高，计算出的比转速会处于多级风机典型的中低比转速范围，这决定了其叶轮形式偏向于窄而宽的后向叶片，以获得较高的压头和稳定的性能。

2.3 运行特性
在2955r/min的额定转速下，该风机的性能曲线相对陡峭。这意味着，当管网阻力发生变化时，流量的变化不会特别剧烈，压力稳定性较好。用户在使用时，应确保管网系统设计与风机性能匹配，避免在过小流量（接近喘振区）或过大流量（接近阻塞区）的工况下长期运行。

第三章：C110-1.7核心配件解析

一台高性能的风机离不开每一个精密配件的协同工作。以下是C110-1.7的核心配件及其功能解析。

3.1 转子总成
这是风机的“心脏”。包括主轴、各级叶轮、平衡盘、联轴器、轴承档等。C110-1.7的转子动平衡精度要求极高，通常要求达到G2.5或更高等级，以消除振动源。叶轮多采用优质合金钢（如45钢、40Cr）精密铸造或焊接而成，并经无损探伤（UT/MT）确保无缺陷。

3.2 机壳与级间组件

机壳（气缸）： 通常为铸铁或铸钢件，水平剖分式结构，便于安装和检修。它承压并支撑内部所有部件。 隔板与扩压器： 安装在机壳内，将各级分开。扩压器镶嵌在隔板上，其作用是将叶轮出口气体的动能转化为压力能。其流道型线对效率有直接影响。 进气室与排气室： 引导气体平稳进入第一级和从最后一级排出，设计需减少涡流损失。

3.3 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： 通常采用迷宫密封，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： 防止机壳内气体沿主轴向外泄漏（或外界空气吸入）。根据介质和压力，可采用迷宫密封、填料密封或机械密封。对于空气介质，C110-1.7大概率采用高效的迷宫密封。

3.4 轴承与润滑系统

轴承： 采用高精度滚动轴承（如SKF、FAG品牌）或滑动轴承。对于2955r/min的转速，滚动轴承应用普遍，需定期加注或更换高品质润滑脂。 润滑系统： 若为滑动轴承或齿轮增速型，则会有强制润滑系统，包括油箱、油泵、冷却器、过滤器等，确保轴承得到充分润滑和冷却。

3.5 轴向力平衡装置
多级离心风机由于叶轮两侧压力不对称，会产生巨大的轴向力，指向进气侧。这个力必须被有效平衡，否则将推力轴承损坏。C110-1.7主要通过两种方式结合：

平衡盘： 这是最核心的装置。一个安装在末级叶轮后的盘状结构，其背面引入高压气体，产生一个与轴向力方向相反的平衡力。绝大部分轴向力由此平衡。 推力轴承： 用于承受平衡盘无法完全平衡的残余轴向力，确保转子轴向定位。

第四章：风机常见故障与修理解析

基于C110-1.7的结构特点，其常见故障及修理要点如下。

4.1 振动超标
这是最常见的故障。

原因： 转子动平衡失效（叶轮磨损、粘灰、零件松动）、对中不良、轴承损坏、地脚螺栓松动、基础刚性不足、喘振等。 修理：
现场动平衡： 若判断为动平衡问题，首选在现场使用动平衡仪进行校正，避免拆机，省时省力。 对中找正： 严格检查并重新调整风机与电机轴心的对中，要求径向和轴向偏差均在允许范围内（通常要求≤0.05mm）。 轴承更换： 若轴承游隙超标或出现点蚀、保持架损坏，必须更换同型号新轴承，并确保安装规范，润滑恰当。

4.2 轴承温度过高

原因： 润滑不良（油质变质、油量不足）、冷却不佳（冷却器堵塞）、轴承损坏、对中不良导致附加载荷。 修理： 检查润滑系统，更换润滑油/脂；清洗冷却器；检查并对中；若轴承已损坏，立即更换。

4.3 风量或压力不足

原因： 进口过滤器堵塞、密封间隙磨损过大导致内泄漏严重、转速未达额定值、管网阻力实际大于设计值。 修理： 清洁或更换滤芯；大修时检查并调整或更换迷宫密封齿，确保密封间隙在设计范围内；检查电机和电源频率；复核管网系统。

4.4 异常噪音

原因： 轴承损坏（连续的哗啦声）、喘振（周期性低频吼声）、零部件松动（撞击声）、动静件摩擦（刺耳声）。 修理： 对症处理，重点排查轴承和喘振工况。喘振需立即开大出口阀门或旁通阀，脱离喘振区。

4.5 大修流程与关键点
当风机运行一定周期或出现严重故障时，需进行解体大修。

准备工作： 切断电源，做好标记，准备专用工具和备件。 解体： 按顺序拆卸联轴器、轴承箱、机壳盖板、转子总成等。 检查与测量：
转子： 进行无损探伤，检查叶轮、轴的磨损和裂纹；测量主轴直线度；必要时上动平衡机重新做动平衡。 密封： 精确测量所有迷宫密封的径向和轴向间隙，与标准值对比。 轴承： 检查磨损情况。 机壳与隔板： 检查有无裂纹和变形。
修理与更换： 对超标零件进行修复或更换。特别是密封间隙，必须调整到出厂要求，这是恢复风机性能的关键。 回装与调试： 按相反顺序回装，确保各部件清洁。重点保证转子在机壳内的轴向和径向位置正确。完成后，严格对中，然后进行单机试车，监测振动、温度、电流等参数至正常。

结论

C110-1.7型多级离心鼓风机是一款设计优良、性能可靠的中高压风机典型代表。深入理解其基于离心原理的工作方式、准确解读其性能参数背后的意义，是正确选型和高效使用的基础。而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技术，特别是对振动、轴向力平衡、密封间隙等关键点的把控，则是保障风机长周期、安全、稳定运行的基石。作为风机技术人员，我们应不断深化理论修养，积累实践经验，才能驾驭好这些工业“肺腑”，为企业创造最大价值。

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