多级离心鼓风机C350-1.35基础知识、配件解析与修理维护

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多级离心鼓风机C350-1.35基础知识、配件解析与修理维护

作者：王军（139-7298-9387）

关键词：多级离心鼓风机、C350-1.35、风机性能、风机配件、风机修理、离心力、级间密封、动平衡

引言

在工业生产，特别是污水处理、矿山通风、化工合成、物料输送等领域，多级离心鼓风机作为一种关键的气体输送设备，以其结构紧凑、运行平稳、效率高、流量范围广等优点占据着不可替代的地位。作为一名风机技术从业者，深入理解其工作原理、性能参数、核心配件及维护修理要点，是保障设备安全、稳定、高效运行的基础。本文将以C350-1.35这一典型型号为例，系统性地阐述多级离心鼓风机的基础知识，并对关键配件和常见修理项目进行解析说明。

第一章多级离心鼓风机工作原理与结构概述

多级离心鼓风机的核心工作原理是基于离心力对气体做功。其基本流程如下：当风机主轴被电机驱动高速旋转时，安装在主轴上的叶轮随之转动。气体从风机进风口进入第一个叶轮，在高速旋转的叶轮叶片作用下，气体受离心力作用被加速并甩向叶轮外缘的蜗壳流道。在此过程中，气体的流速急剧增加，动能增大。随后，高速气流进入蜗壳的扩压段，流道截面积逐渐增大，气流速度降低，这部分动能则根据伯努利方程转化为气体的压力能，从而使气体的压力得到第一次提升。

“多级”的含义在于，风机内部串联了多个这样的“叶轮+扩压器”单元。经过第一级增压后的气体，并非直接排出，而是被引导至第二级叶轮的进口，进行第二次加压。如此逐级传递，每经过一级，气体压力就升高一步，最终在末级达到设计所需的出口压力。级数越多，理论上所能达到的压比（出口压力与进口压力之比）就越高。C350-1.35型号正是一款通过多级串联实现较高出口压力的典型设备。

其主要结构部件包括：

机壳： 通常为铸铁或铸钢件，是风机的主体结构，用于容纳转子总成、固定静子部件（如扩压器、隔板），并形成气体的流通路径。多为水平剖分式，便于检修。

转子总成： 风机的核心运动部件，包括主轴、多级叶轮、平衡盘、推力盘、联轴器等。

叶轮： 能量转换的核心部件，其型线设计和制造精度直接决定风机效率。通常采用后向叶片，以保证较高的效率和稳定的性能。

扩压器： 安装在每级叶轮之后，固定于隔板上，作用是将气体的动能有效地转化为压力能。

密封系统： 包括级间密封（迷宫密封）、轴端密封（通常为碳环密封或机械密封）等，用于防止气体在级间窜流和向外泄漏。

轴承箱： 安装支撑转子的径向轴承和承受剩余轴向推力的推力轴承，保证转子平稳高速旋转。

润滑系统： 为轴承和齿轮（若有）提供强制润滑和冷却。

第二章 C350-1.35型号风机性能深度解析

型号C350-1.35蕴含了该风机最基本的性能参数。通常，“C”代表鼓风机（Blower），“350”代表其额定进口容积流量为350立方米每分钟（m³/min），“1.35”很可能代表其出口绝压为1.35千克力每平方厘米（Kgf/cm²）或与此压力等级相关。结合您提供的参考参数，我们可以进行更精确的性能分析。

1. 基本参数解读：

输送介质： 空气。表明风机的气动设计是基于空气的物理性质（密度、比热容等）进行的。

进风口流量：350 m³/min。 这是风机在标准进口状态（压力1Kgf/cm²，温度20℃，密度1.2 kg/m³）下的容积流量。它是风机选型时最重要的参数之一，直接关系到工艺系统的供气能力。

进风口压力：1 Kgf/cm²（约等于0.1 MPa绝压）。 这是进口的绝对压力，表明风机是在接近大气压的条件下吸入空气。

进风口温度：20℃。 标准设计工况的温度。

进风口介质密度：1.2 kg/m³。 这是在20℃、1个标准大气压下干燥空气的密度，是计算风机功率和压力的重要基准。

出风口升压：3500 mmH₂O（约等于34.3 kPa）。 这是风机出口压力与进口压力之差，即风机实际产生的压力增量。进口压力为1 Kgf/cm²（绝压，约100 kPa），则出口绝压 = 进口绝压 + 升压 = 100 kPa + 34.3 kPa = 134.3 kPa ≈ 1.343 Kgf/cm²。这与型号中的“1.35”基本吻合。

轴功率：262.2 kW。 指风机转子轴实际消耗的功率，是气体从风机获得的有效功率与风机内部各种损失（流动损失、轮阻损失、泄漏损失、机械损失）之和。

转速：1965 r/min。 风机转子的额定工作转速，由电机通过联轴器直接驱动或增速箱增速后达到。高转速是离心风机产生高压力的必要条件。

配套电机功率：290 kW。 为风机轴功率（262.2 kW）留有一定的富裕量（安全系数），以应对工况波动和确保电机不过载。

2.性能关联性分析：

流量与压力的关系： 对于一台转速固定的离心风机，其流量与出口压力（或升压）之间存在特定的对应关系，即性能曲线。通常情况下，流量增大，风机所能提供的压力会下降。C350-1.35在1965 r/min的转速下，要达到350 m³/min的流量，其对应的升压就是3500 mmH₂O。

功率计算： 风机的有效功率（气体功率）可以用公式估算：有效功率（kW）等于（流量 × 升压）除以（60 × 102 × 风机效率）。其中流量单位为m³/min，升压单位为mH₂O（此处3500 mmH₂O=3.5 mH₂O）。代入数值：有效功率 = (350 × 3.5) / (60 × 102) ≈ 0.2 kW？这显然与262.2 kW的轴功率不符，原因是单位换算错误。正确的公式应为：有效功率（kW） = [质量流量（kg/s）] × [压头（m）] × [重力加速度g（m/s²）] / 1000。或者更常用：有效功率（kW） = [容积流量（m³/s）] × [升压（Pa）] / 1000。

首先统一单位：流量 Q = 350 m³/min ÷ 60 ≈ 5.833 m³/s；升压 ΔP = 3500 mmH₂O × 9.80665 Pa/mmH₂O ≈ 34323 Pa。

则有效功率 Pe = Q × ΔP / 1000 = 5.833 × 34323 / 1000 ≈ 200.2 kW。

风机效率 η = Pe / 轴功率 = 200.2 / 262.2 ≈ 76.4%。这个效率值对于多级离心鼓风机而言是合理的，体现了设备的能量转换水平。

密度的影响： 风机性能参数通常基于标准空气密度（1.2 kg/m³）。若实际进气温度升高、压力降低或海拔增高导致进气密度变小，风机的质量流量、产生的压力以及所需轴功率都会成比例下降。这是现场运行和故障诊断时必须考虑的因素。

第三章关键配件功能与解析

风机的可靠性和性能依赖于每个配件的精确配合。以下对C350-1.35的关键配件进行解析。

1. 叶轮

功能： 能量转换的核心。将主板的机械能传递给气体，使其获得动能和压力能。

特点： C350-1.35的叶轮应为后向型，采用优质合金钢（如34CrNi3Mo）精密铸造或焊接而成，经过动平衡校正，以确保在高转速下的稳定性和强度。每一级叶轮的尺寸和型线可能经过优化设计，以适应逐级增加的气体密度和体积流量。

2. 主轴

功能： 传递扭矩，支撑并串联所有叶轮及其他转子部件。

特点： 采用高强度合金钢（如42CrMo）锻制，经调质处理，具有高强度和韧性。轴颈部位经过精磨，以满足轴承配合要求。其临界转速必须远高于工作转速（1965 r/min），避免发生共振。

3. 迷宫密封

功能： 是级间密封和轴端密封的主要形式。通过一系列节流齿与密封体之间的微小间隙形成流动阻力，减少气体从高压侧向低压侧的泄漏。

特点： 通常采用铝或铜等软金属材料，避免与轴发生摩擦时损坏主轴。密封齿间隙是装配和检修的关键控制点，过大会导致泄漏量增大，效率下降；过小则可能引起摩擦、发热甚至振动。

4. 径向轴承与推力轴承

功能： 径向轴承支撑转子重量，保持转子径向位置；推力轴承承受转子剩余的轴向推力（主要由叶轮前后压差产生），并确定转子的轴向定位。

特点： C350-1.35很可能采用滑动轴承（椭圆瓦或可倾瓦轴承），这种轴承具有良好的阻尼特性，运行平稳，适用于高转速工况。推力轴承通常采用金斯伯雷或米切尔式，能承受较大的轴向推力。

5. 平衡盘

功能： 自动平衡大部分轴向推力。平衡盘安装在高压端，其背面引入高压气体，正面通向低压腔，利用压差产生一个与叶轮产生的轴向推力方向相反的平衡力，从而大大减轻推力轴承的负荷。

特点： 其尺寸设计是关键，需要精确计算以达到最佳平衡效果。

第四章风机常见故障与修理维护要点

对风机进行定期维护和及时修理是延长其寿命、保证安全生产的关键。

1. 日常维护与监测

振动监测： 振动是风机最重要的状态指标。应定期使用振动分析仪监测轴承座的振动速度或位移值，关注振动趋势变化。振动异常增大往往是转子不平衡、对中不良、轴承损坏或摩擦的先兆。

温度监测： 定期检查轴承温度，异常高温通常表明润滑不良、轴承磨损或安装不当。

润滑油系统检查： 定期检查油位、油质，定期清洗或更换润滑油滤芯，保证润滑油清洁、充足。

2. 常见故障分析与修理

故障一：振动超标

原因分析：

转子不平衡： 叶轮磨损、结垢或粘附异物，平衡块脱落。

对中不良： 风机与电机联轴器对中超差，运行时产生附加应力。

轴承损坏： 磨损、疲劳剥落、间隙过大。

动静件摩擦： 迷宫密封间隙过小或转子挠度大，导致摩擦。

基础松动： 地脚螺栓松动。

修理方案：

停机检查对中情况，重新找正。

检查地脚螺栓紧固力矩。

若怀疑转子不平衡，需将转子总成吊出，在动平衡机上重新进行动平衡校正，平衡精度需达到G2.5级或更高标准。

检查轴承游隙，更换损坏的轴承。

检查并调整迷宫密封间隙至设计值。

故障二：轴承温度高

原因分析：

润滑问题： 油位过低、油质劣化、油路堵塞、冷却器效果差。

轴承本身问题： 轴承磨损、间隙不当、安装不正确（如紧力过大）。

负荷过大： 对中不良、轴向推力过大（平衡管堵塞或平衡盘磨损）。

修理方案：

首先检查润滑系统，补油或更换新油，清洗滤芯和冷却器。

检查轴承安装情况，测量调整轴承间隙和紧力。

检查平衡管是否畅通，测量平衡盘密封间隙，若磨损超标需更换。

故障三：性能下降（风量不足、压力偏低）

原因分析：

滤清器堵塞： 进口阻力增大，导致进口密度和流量下降。

密封间隙过大： 级间泄漏或轴端泄漏严重，内泄漏损失增大。

叶轮磨损/腐蚀： 效率降低。

转速降低： 电机或电气系统问题。

修理方案：

清洗或更换进口滤清器。

停机大修，检查所有迷宫密封的磨损情况，更换间隙超标的密封件。

检查叶轮状况，对于均匀磨损可考虑修复型线，严重损坏需更换叶轮。

校验风机实际转速。

故障四：异常噪音

原因分析： 轴承损坏、齿轮啮合不良（如有增速箱）、喘振（流量过小进入不稳定工况区）、动静件摩擦。

修理方案： 结合振动分析判断声源，针对性处理。若为喘振，需立即开大出口阀门或放空阀，增大流量，脱离喘振区。

3. 大修流程概述
对于C350-1.35这类设备，大修是一项系统工程，通常包括：

停机、隔离、拆卸： 切断电源，隔离气体管路，放空润滑油，按顺序拆卸联轴器、轴承箱、机壳上盖等。

转子吊出与清理： 小心吊出转子总成，进行彻底清洗，检查所有部件。

全面检测： 测量主轴直线度、叶轮口环跳动、各级密封间隙、轴承尺寸精度等。

零件修复与更换： 对磨损或损坏的零件进行修复（如喷涂、机加工）或更换（如密封、轴承）。

重新组装： 按严格顺序和标准回装，确保各部间隙、对中数据达标。

单机试车与性能测试： 组装完成后，进行无负荷和负荷试车，监测振动、温度、压力、流量等参数，确保修复效果。

结论

多级离心鼓风机C350-1.35是一款性能稳定、应用广泛的高压气体输送设备。深入理解其以离心力和级间增压为核心的工作原理，准确解读其性能参数间的内在联系，熟练掌握关键配件的功能特性，并建立起一套从日常监测到故障分析、再到规范大修的完整维护修理体系，是每一位风机技术人员保障设备“安、稳、长、满、优”运行的专业基石。随着状态监测和预测性维护技术的发展，结合传统的维修经验，必将能进一步提升风机的管理水平和使用效益。