多级离心鼓风机C190-1.8基础知识与深度解析

作者：王军（139-7298-9387）

关键词：多级离心鼓风机、C190-1.8、风机性能、风机配件、风机修理、离心力、级间冷却、轴向力、振动

引言

在工业生产中，特别是污水处理、冶炼化工、物料输送等领域，稳定可靠的气体输送设备是保障工艺流程顺畅的关键。多级离心鼓风机作为一种高效、大流量、高压力的气体输送机械，在其中扮演着不可或缺的角色。本文将以我司经典的C190-1.8型多级离心鼓风机为例，从基本原理入手，系统阐述其性能特点，并对核心配件及常见故障的修理维护进行深入解析，旨在为同行技术人员提供一份实用的参考指南。

第一章：多级离心鼓风机的工作原理与结构概述

要理解C190-1.8的性能，首先必须掌握多级离心鼓风机的基本工作原理。其核心原理是动能转化为静压能。

1.1 单级工作原理
气体从轴向进入风机入口，被高速旋转的叶轮捕获。在叶轮叶片的作用下，气体随叶轮做高速旋转运动，获得巨大的动能和一定的静压升高。随后，气体进入截面积逐渐扩大的蜗壳或扩压器，流速降低，根据伯努利方程，气体的部分动能在这里转化为我们所需要的静压能。这一个“叶轮+扩压器”的组合，便构成了一个“级”。

1.2 “多级”的意义与结构
单级叶轮所能产生的压头（压力）是有限的，它受到叶轮强度、材料及转速的制约。当工艺要求较高的出口压力时，单级风机便难以胜任。多级离心鼓风机应运而生，它将多个“级”串联在同一根主轴上。

气体从第一级出口出来后，并非直接排出，而是被引导至第二级的入口，以此类推。每经过一级，气体的压力就得到一次提升。为了控制因压缩而导致的温升（温升会导致气体体积膨胀、密度减小，从而降低压缩效率并威胁设备安全），在多级风机的中段通常会设置级间冷却器。例如，C190-1.8通常采用中间冷却的方式，将经过前几级压缩后的高温气体进行冷却，降低其温度后再送入后续级次进行压缩，这不仅能有效降低整机功耗，也保证了风机运行的可靠性。

风机的主要结构部件包括：主轴、叶轮、隔板（包含扩压器和回流器）、蜗壳（机壳）、密封装置、轴承箱（支撑轴承和推力轴承）以及润滑系统等。机壳通常采用水平剖分式，便于安装和检修。

第二章：C190-1.8型号机性能参数深度解读

型号C190-1.8蕴含了该风机的基本设计参数。其中，“C”通常代表鼓风机，“190”指进口容积流量为190立方米每分钟，“1.8”可能代表设计压力或系列代号。结合您提供的详细参数，我们进行逐一解析：

2.1 输送介质与进口条件

输送介质：空气。这是最常见的介质，其物理性质稳定，风机设计也以此为基础。 进口流量：190 m³/min。这是在进口状态（压力1 kgf/cm²，温度20℃）下的容积流量。这是一个关键指标，决定了风机的“吞吐能力”。需要明确的是，风机的容积流量在转速恒定时相对稳定，但质量流量会随进口密度变化。 进口压力：1 kgf/cm²（约等于0.1 MPa绝压）。这表明风机是在微正压条件下吸入空气，在实际管路设计中需考虑此入口条件。 进口温度：20℃。这是标准的设计工况温度。温度直接影响介质密度，是性能计算的重要边界条件。 进口介质密度：1.2 kg/m³。这是在20℃、1 kgf/cm²条件下空气的密度。密度是连接容积流量与质量流量的桥梁，也是计算轴功率的核心参数。

2.2 出口性能与压升能力

出风口升压：8000 mmH2O（约等于78.4 kPa）。这是风机需要克服的管路系统总阻力，也是其核心性能指标。8000mmH2O的压升属于中高压范围，充分体现了多级结构的优势。风机出口绝压 = 进口绝压 + 升压。

2.3 动力与效率

轴功率：306.6 kW。这是风机主轴实际消耗的功率，计算公式可描述为：轴功率 正比于 质量流量 乘以 每公斤气体获得的能量（即压升除以密度）。它包含了气体压缩的有效功率和所有机械损失（如轴承摩擦、轮盘摩擦损失等）、流动损失。 转速：2965 r/min。这是风机转子的工作转速，通常由电机通过联轴器直接驱动。该转速经过精密计算，需避开转子系统的临界转速，确保运行平稳。高转速是离心风机获得高能头的基础。 配套电机功率：JK-2-315 kW。电机功率（315 kW）必须大于风机所需轴功率（306.6 kW），并留有一定的安全余量（约2-3%），以应对工况波动和可能的超负荷情况。JK系列通常表示高速三相异步电动机。

2.4性能曲线与工况点
每台风机都有其固有的性能曲线，包括流量-压力曲线、流量-功率曲线、流量-效率曲线。C190-1.8在进口条件为1 kgf/cm²、20℃，转速2965 r/min时，其性能曲线上的一个特定工况点就是：流量190 m³/min，升压8000 mmH2O，此时轴功率为306.6 kW。用户的实际管路阻力曲线与风机流量-压力曲线的交点，即为风机的实际运行工况点。保证风机在高效区内运行，是节能和稳定运行的关键。

第三章：核心配件功能与选型解析

风机的可靠性和性能离不开每个配件的精准配合。以下对C190-1.8的关键配件进行说明：

3.1 转子组件
这是风机的“心脏”，包括主轴和各级叶轮。

叶轮：多采用后向或径向叶片型线，使用高强度合金钢（如34CrNi3Mo）精密铸造或铣制而成，并经过动平衡校正。每一级叶轮的尺寸和型线都经过气动计算，以实现最佳的级间匹配。叶轮与主轴通常采用过盈配合加键连接，确保扭矩传递。 主轴：为优质碳钢或合金钢锻件，具有高刚性和韧性。其上的轴颈、轴肩等尺寸精度要求极高，用于安装轴承和叶轮。

3.2 静止部件

机壳（蜗壳）：承受内部压力，引导气流。C190-1.8采用高强度铸铁或铸钢件，水平剖分设计便于维修。机壳的流道形状对效率有重要影响。 隔板：安装在机壳内，将各级分开。其上集成了扩压器（将动能转化为静压）和回流器（引导气体以合适的角度进入下一级叶轮入口）。隔板的材质与机壳类似，但其流道表面的光洁度要求很高。

3.3 密封系统
密封的目的是防止气体泄漏和外界空气进入。

级间密封：通常为迷宫密封，安装在隔板与主轴之间，阻止高压级气体向低压级泄漏。 轴端密封：根据介质和压力，可能采用迷宫密封、填料密封或机械密封。对于空气介质，C190-1.8多采用非接触式的迷宫密封，寿命长，可靠性高。

3.4 轴承与润滑系统

支撑轴承：采用滑动轴承（椭圆瓦或可倾瓦轴承）或高速滚动轴承，用于支撑转子重量，保持径向定位。2965 r/min的高转速下，滑动轴承因其良好的阻尼性和稳定性更为常见。 推力轴承：用于平衡转子剩余的轴向力。由于叶轮两侧压力不等，会产生一个指向进口方向的轴向力，必须由推力轴承承受。推力轴承的选型和润滑至关重要，一旦失效将导致 catastrophic failure（灾难性故障）。 润滑系统：提供稳定的润滑油，对轴承进行润滑、冷却和清洁。包括油箱、油泵、冷却器、过滤器、安全装置等。润滑油品的选择、油压、油温的监控是日常维护的重点。

3.5 冷却系统

级间冷却器：如前所述，是提高效率和保证安全的关键。通常为管壳式或板式换热器，用水对压缩气体进行冷却。定期清理冷却器水侧结垢和气侧污垢是维持性能的必要工作。

第四章：常见故障分析与修理维护要点

风机在长期运行后，难免会出现各类问题。科学的修理维护是保障其寿命的基石。

4.1 振动超标
这是最常见的故障现象。

原因分析：
转子不平衡：叶轮磨损、腐蚀、结垢或粘附异物，导致质量中心偏离旋转中心。这是最常见的原因。 对中不良：风机与电机联轴器对中超差，产生附加弯矩和振动。 轴承损坏：磨损、疲劳剥落、间隙过大。 基础松动：地脚螺栓松动或基础刚性不足。 喘振：当流量过小，低于风机喘振流量时，会发生喘振，表现为剧烈振动和吼叫声，极其危险。
修理与预防：

定期检查：使用振动分析仪定期监测振动值及频谱，早期发现隐患。 动平衡校正：停机检修时，必须对转子组件进行现场动平衡校正，达到标准要求的精度等级（如G2.5）。 精确对中：使用激光对中仪，确保风机-电机对中精度。 避免喘振：确保运行流量大于最小流量，必要时设置防喘振控制系统（如回流阀或放空阀）。

4.2 轴承温度过高

原因分析：
润滑不良：油品不当、油量不足、油质乳化或污染、油路堵塞。 轴承本身问题：轴承装配间隙不当、磨损、疲劳。 冷却不足：润滑油冷却器效率下降。 负载过大：轴向力未平衡好，或工况点偏离设计点导致负载增加。
修理与预防：

保证油品：定期化验润滑油，按时更换。 检查清洗：清洗油路、冷却器，保证油压、油温正常。 精确装配：轴承装配时保证合适的间隙和过盈量。

4.3性能下降（压力或流量不足）

原因分析：
密封间隙过大：级间密封和轴端密封磨损，导致内泄漏增加，有效流量下降。 叶轮腐蚀或磨损：流道表面粗糙度增加，气动效率下降。 过滤器堵塞：进口过滤器阻力增大，导致进口压力降低，实际容积流量虽未变，但质量流量下降。 转速未达到额定值。
修理与预防：

调整密封：大修时检查并调整或更换迷宫密封齿，恢复设计间隙。 清理或修复叶轮：对叶轮进行清理、抛光，严重时需进行修复或更换。 定期更换滤芯：监控进口压差，及时清理或更换空气过滤器。

4.4 异响

原因分析：轴承损坏、齿轮传动故障（如果有增速箱）、转子与静止件摩擦、喘振前期征兆。 修理与预防：结合振动分析，停机仔细检查声源部位，针对性处理。

4.5 大修流程简介
对于C190-1.8这样的大型设备，计划性大修是必要的。

准备工作：切断电源、介质，做好安全防护。准备工具、备件和技术资料。 解体：按顺序拆卸联轴器、管路、轴承箱、机壳上盖等。 检查测量：对转子跳动、叶轮口环间隙、密封间隙、轴承游隙、轴瓦厚度等进行全面测量记录，与标准值对比。 修复更换：对不合格的零件进行修复（如堆焊、机加工）或更换（如轴承、密封）。 清洗组装：彻底清洗所有零件，按相反顺序组装，确保各部位间隙和扭矩符合要求。 对中灌浆：完成最终对中，并按要求进行基础二次灌浆。 单机试车：连接润滑系统，点动、盘车无误后，进行空载和负载试运行，监测振动、温度、压力等参数直至稳定合格。

结论

C190-1.8型多级离心鼓风机是一款设计成熟、性能稳定的工业核心设备。深入理解其工作原理、性能参数、配件功能及维修要点，对于保障其长期、高效、安全运行至关重要。作为风机技术人员，我们不仅要在故障发生时能够精准判断、快速修复，更应树立“预防为主”的理念，通过科学的日常维护和计划性检修，将故障隐患消除在萌芽状态，从而最大程度地发挥设备效能，为企业的安全生产和节能降耗贡献力量。

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