多级离心鼓风机基础知识与C190-1.5型号深度解析

作者：王军（139-7298-9387）

关键词：多级离心鼓风机，C190-1.5，性能参数，叶轮，隔板，***轴封***，风机维修，动平衡

引言

在工业生产，特别是污水处理、冶炼化工、物料输送等领域，鼓风机作为提供气动力的核心设备，扮演着不可或缺的角色。其中，多级离心鼓风机因其效率高、运行平稳、压比范围广等优点，占据了重要的市场地位。本文旨在系统性地阐述多级离心鼓风机的基础工作原理，并结合作者多年一线经验，以经典型号C190-1.5为例，对其性能特点、核心配件构成以及常见故障与维修要点进行深入解析，以期为同行技术人员提供有价值的参考。

第一章：多级离心鼓风机基本原理

要理解C190-1.5的性能，首先必须掌握多级离心鼓风机的基本工作原理。

1.1 离心力的作用
离心鼓风机的核心原理是动能转换。当电机驱动风机主轴高速旋转时，固定在主轴上的叶轮随之转动。叶轮叶片间的空气在高速旋转产生的离心力作用下，从叶轮中心（进口）被甩向叶轮外缘，空气的流速和压力在此过程中得到增加。这个过程可以类比于雨伞旋转时，水滴会被甩出伞边缘的现象。

1.2 “多级”的意义：逐级增压
单级叶轮所能提供的压力升高（压头）是有限的，它受到叶轮线速度、结构强度等因素的制约。为了获得更高的出口压力，工程师们将多个叶轮串联在同一根主轴上，每一个叶轮及其配套的固定元件（如扩压器、回流器）构成一个“级”。

空气从第一级吸入，经加压后，并非直接排出，而是被导入第二级的进口，进行第二次加压。如此逐级传递，每经过一级，空气的压力就升高一步。C190-1.5型号通常包含多个级数（具体级数因设计而异，常见如4级、5级或6级），最终将空气压力提升至所需的5000mmH₂O。

1.3 能量守恒与效率
在整个能量转换过程中，遵循能量守恒定律。配套电机输入的轴功率，主要转化为空气的压力能（势能）和动能，还有一部分会消耗在机械摩擦、流动损失、泄漏损失和声热损耗上。风机的效率就是指有效功率（用于提升空气压力的功率）与轴功率的比值。高效的设计旨在最大化有效功率，最小化各项损失。

第二章：C190-1.5型号机性能参数深度解读

现在我们聚焦于C190-1.5这款具体型号，对其性能参数进行逐一剖析。这些参数是风机选型、安装和运行的基石。

型号释义： “C”通常代表“鼓风机”，“190”指标准进气状态下的进口容积流量为190立方米每分钟，“1.5”可能代表设计序号或某种系列代号。 输送介质： 空气。这是最常见的介质，其物性参数相对稳定。 进风口流量：190 m³/min：这是在标准进气条件下（压力1Kg/cm²，温度20℃），单位时间内通过风机进口的空气体积。这是风机处理能力的核心指标。在实际运行中，流量会随着管网阻力的变化而变化。 进风口压力：1 Kgf/cm² (约合98.1 KPa)：这是风机进口处的绝对压力。此值接近大气压，表明风机是从常压环境（或接近常压）下吸气。 进风口温度：20℃：进气温度直接影响空气密度，从而影响风机实际输送的质量流量和所需功率。性能曲线通常以此温度为基准。 进风口介质密度：1.2 kg/m³：这是20℃、标准大气压下干空气的密度。密度是一个关键参数，因为风机实际做功的对象是空气的“质量”而非“体积”。功率消耗与密度成正比。 出风口升压：5000 mmH₂ (约合49 KPa)：这是风机出口压力与进口压力的差值，即风机实际产生的“压力增量”。5000mmH₂O（5米水柱）是一个中等偏高的压力，体现了多级增压的优势。风机必须克服管网系统的这个阻力，才能正常输送气体。 轴功率：202.5 KW：这是风机主轴从电机上实际所需的功率。它已经包含了风机内部的气动损失和机械损失。计算公式可以理解为：轴功率 正比于 流量、压力升、介质密度，反比于效率。 转速：2960 r/min：这是风机主轴的额定工作转速。离心风机的性能（流量、压力）与转速的二次方或三次方密切相关（遵循风机相似定律）。转速的稳定对风机平稳运行至关重要。 配套电机功率：JK-2-220 KW：为风机选择的驱动电机功率。电机功率（220KW）必须大于风机轴功率（202.5KW），这个余量（约8.6%）称为安全系数或储备系数，用于应对可能的工况波动、电压波动以及确保电机不过载运行。“JK”可能表示鼠笼型异步电机。

性能综合分析： 从以上参数可以看出，C190-1.5是一款设计用于在中等流量下提供较高压力的高效风机。其轴功率与电机功率匹配合理，确保了设备运行的可靠性和经济性。

第三章：风机核心配件解析

多级离心鼓风机是由众多精密配件组合而成的复杂系统。了解核心配件的功能与特点，是进行维护和修理的前提。

3.1 转动部件

主轴： 风机的核心传动件，要求具有极高的强度、刚度和动平衡精度。通常采用高强度合金钢制造，并经过调质等热处理。 叶轮： 能量转换的“心脏”。多采用后向或径向叶片设计，以平衡效率和压力。材料根据介质特性可选碳钢、不锈钢、铝合金等。每个叶轮在装配前都需进行严格的单体动平衡校验。 平衡盘： 多级风机中关键部件，用于平衡大部分由压差产生的轴向推力，减轻推力轴承的负荷，保证转子轴向定位稳定。 联轴器： 连接电机轴与风机轴，传递扭矩。要求对中精度高，能补偿微小的角度和位移偏差。

3.2 静止部件

机壳（气缸）： 风机的主体结构，承受内部压力，引导气流。一般为铸铁或铸钢件，水平剖分式结构便于检修。 隔板： 安装在机壳内，将各级分开。隔板上固定有扩压器和回流器。 扩压器： 位于叶轮出口外围，其流通面积逐渐增大，功能是将叶轮出来的高速气流的动能有效地转化为压力能。 回流器： 安装在扩压器之后，引导气流以最佳角度进入下一级叶轮的进口。 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，减少涡流和压力损失。

3.3 密封系统

级间密封： 通常是迷宫密封，安装在隔板与主轴之间，防止高压气体从上一级泄漏到下一级，保证各级压效率。 轴端密封： 防止机壳内气体沿主轴向外泄漏（正压风机）或外部空气被吸入机内（负压风机）。常见形式有迷宫密封、填料密封、机械密封或干气密封等。对于输送空气的C190-1.5，迷宫密封应用广泛。 轴承箱密封： 通常采用骨架油封或迷宫密封，防止润滑油泄漏和杂质进入。

3.4 轴承与润滑系统

支撑轴承： 一般为径向滑动轴承（如椭圆瓦轴承）或滚动轴承，用于支撑转子重量，保持转子径向位置。 推力轴承： 承受剩余的轴向推力，确保转子轴向定位。多为金斯伯雷或米切尔式可倾瓦推力轴承。 润滑系统： 包括油箱、油泵、冷却器、过滤器、油管路等，为轴承提供连续、洁净、温度适宜的润滑油。

第四章：风机常见故障与修理解析

风机维修是一项技术性极强的工作，必须遵循严谨的流程和规范。

4.1 维修前的准备工作

安全第一： 切断电源，挂上“禁止合闸”警示牌。关闭进出口阀门，对风机进行充分泄压和置换。 故障诊断： 详细记录故障现象（如异常振动、噪音、温度高、压力流量下降等），结合运行数据，初步判断故障点。 工具准备： 准备齐全的通用和专用工具，如拉马、液压扳手、千分表、水平仪、动平衡机等。

4.2 典型故障分析与修理方案

故障一：振动超标
原因分析： 这是最常见的问题。可能原因包括：转子动平衡失效（叶轮结垢或磨损不均、平衡块脱落）、对中不良、轴承磨损、基础松动、喘振（流量过小导致气流脱离叶片）等。 修理要点：
检查对中： 使用双表法精确检查并重新调整电机与风机的同心度。 检查轴承： 测量轴承间隙，检查滚道和滚动体有无点蚀、磨损，必要时更换。 转子动平衡校正： 这是解决振动问题的核心。将转子总成（包括所有叶轮、平衡盘、轴套等）置于高精度动平衡机上，测量不平衡量和相位，通过去重（钻孔）或加重（加平衡块）的方式，使剩余不平衡量达到标准（如G2.5级）要求。这是保证风机长期平稳运行的关键步骤。
故障二：轴承温度过高
原因分析： 润滑油量不足或油质恶化、油冷却器效果差、轴承间隙过小或损坏、对中不良导致附加载荷等。 修理要点：

检查润滑系统： 更换符合标号的新润滑油，清洗油箱和滤网，检查油泵压力和冷却器进出口温差。 检查轴承： 如轴承已损坏，必须更换。安装新轴承时，要确保装配间隙符合标准，采用热装法，避免直接敲击。
故障三：风量或压力不足
原因分析： 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、叶轮腐蚀或磨损。 修理要点：

清洗/更换滤芯： 检查并清理进气过滤器。 调整密封间隙： 解体风机，使用塞尺检查各级迷宫密封的径向和轴向间隙。如间隙超过设计最大值，必须更换密封件，恢复设计间隙，这是保证风机性能的重要手段。 检查叶轮： 检查叶轮有无裂纹、严重磨损或腐蚀。轻微磨损可修复，严重则需更换。
故障四：异常噪音
原因分析： 轴承损坏（连续的哗啦声）、喘振（周期性的低频吼叫声）、动静件摩擦（刺耳的刮擦声）、齿轮联轴器故障等。 修理要点： 根据声音特征判断声源，针对性检查相关部件。

4.3 大修后的组装与调试
组装是拆卸的逆过程，但要更加注重清洁和精度。

清洁： 所有零部件必须彻底清洗干净。 测量： 关键配合尺寸、间隙（如轴承间隙、密封间隙、叶轮口环间隙）必须在组装过程中逐项测量并记录，确保符合图纸要求。 对称紧固： 紧固螺栓时，要按对角顺序分次拧紧，确保受力均匀。 盘车检查： 组装完成后，手动盘动转子，应感觉轻盈、无卡涩。 试运行： 先点动检查转向是否正确。然后进行空载试运行，逐步加载至额定工况。密切监控振动、温度、噪音等参数，直至各项指标稳定合格。

结论

C190-1.5型多级离心鼓风机作为一款经典设备，其高效可靠的性能源于精密的设计和制造。对于风机技术人员而言，深入理解其工作原理和性能参数，熟练掌握核心配件的结构与功能，并具备系统性的故障诊断与维修能力，是保障设备长周期安全稳定运行的基石。维修工作不仅是恢复功能，更是一次对设备状态的深度体检和性能优化。希望本文的解析能为同行在实践工作中提供有益的借鉴。

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