多级离心鼓风机基础知识与C190-1.35型号机深度解析

作者：王军（139-7298-9387）

关键词：多级离心鼓风机，C190-1.35，风机性能，风机配件，风机修理，性能参数，叶轮，间隙调整

引言

多级离心鼓风机作为工业领域提供稳定、高压气源的关键设备，广泛应用于污水处理、矿山冶炼、化工合成、物料输送等诸多行业。其核心优势在于能够在较高的效率下，实现气体介质的连续加压输送。对于风机技术从业者而言，深入理解多级离心鼓风机的工作原理、性能特性、关键配件构成以及维护修理要点，是保障设备长期稳定运行、发挥最佳效能的基础。本文将围绕多级离心鼓风机的基础知识展开，并以C190-1.35这一典型型号为具体案例，对其性能参数、配件功能及常见故障的修理策略进行系统性的解析说明，旨在为同行提供一份实用的技术参考。

第一章 多级离心鼓风机基本原理与结构概述

1.1 工作原理

离心鼓风机的工作原理基于物理学中的动能转换。当风机主轴带动叶轮高速旋转时，叶轮叶片间的气体在离心力的作用下，从叶轮中心（进口）被甩向叶轮边缘（出口），气体的流速和压力同时增加。高速气流随后进入扩压器，流道截面积增大，气流速度降低，部分动能进一步转化为压力能，使气体压力得到提升。单级叶轮所能提供的压力增量（升压）是有限的。为了获得更高的出口压力，将多个单级叶轮串联在同一根主轴上，每一级叶轮出口的高压气体被引导至下一级叶轮的进口，进行再次加压。这样，气体逐级通过所有叶轮和扩压器，总压升近似为各级压升之和，这便是多级离心鼓风机获得高压的核心原理。

1.2 基本结构组成

一台典型的多级离心鼓风机主要由以下几大部件系统构成：

转子组件：这是风机的核心运动部件，包括主轴、各级叶轮、平衡盘、推力盘、联轴器等。叶轮通过过盈配合或键连接固定在主轴上，其加工精度和动平衡精度直接决定风机的性能和振动水平。平衡盘用于平衡转子工作时产生的轴向力。 定子组件：这是风机的主体静止结构，包括机壳、进气室、扩压器、弯道、回流器、***轴封***、轴承箱等。机壳通常为水平剖分式，便于安装和检修。扩压器将气体动能转化为压力能。弯道和回流器负责将上一级加压后的气体平稳地引导至下一级叶轮入口。 轴承与润滑系统：轴承（通常为滑动轴承）支撑转子并保证其平稳旋转。润滑系统为轴承和齿轮（若有）提供强制润滑和冷却，包括油箱、油泵、冷却器、过滤器及管路。 密封系统：主要包括级间密封（如迷宫密封）和轴端密封。级间密封用于减少高压级气体向低压级的泄漏；轴端密封用于防止机壳内气体沿轴向外泄或外部空气吸入。 底座与电机：底座支撑整个风机本体。电机通过联轴器驱动风机转子达到额定转速。

第二章 C190-1.35型号机性能参数解析

风机型号C190-1.35蕴含了该设备的基本性能特征。通常，“C”可能代表离心式（Centrifugal）或特定系列，“190”指标准进气状态下的容积流量为190立方米每分钟（m³/min），“1.35”可能表示出口绝对压力或压力比约为1.35（需结合具体厂家编码规则）。下面结合给定的具体参数进行深入说明。

2.1 关键性能参数释义

输送介质：空气。表明风机是为输送空气而设计的，其气动性能和材料选择均基于空气的物理性质。 进风口流量 (Q)：190 m³/min。这是在特定进口条件下（压力1 Kgf/cm²，温度20℃，密度1.2 kg/m³），单位时间内通过风机进口的空气体积。这是风机选型的核心参数之一。 进风口压力 (P_in)：1 Kgf/cm²（约等于98.0665 kPa，或0.980665 bar，表压为0时即为常压）。此压力为绝对压力。1 Kgf/cm² 是工程制单位，相当于一个工程大气压。 进风口温度 (T_in)：20℃。标准室温，是性能测试和计算的基准温度。 进风口介质密度 (ρ_in)：1.2 kg/m³。这是空气在20℃、绝对压力约98.1 kPa（对应1 Kgf/cm²）条件下的近似密度。气体密度对风机性能有显著影响，功率消耗与密度大致成正比。 出风口升压 (ΔP)：3500 mmH₂O（约等于34.32 kPa）。这是风机出口与进口之间的压力差，是风机做功能力的直接体现。3500 mmH₂O 意味着风机能将气体的压力提升约0.35个大气压（表压）。 轴功率 (P_sh)：141.6 kW。指风机转子轴实际消耗的功率，即由电机传递给风机的功率。它不包括电机、传动装置等的损失。 转速 (n)：2980 r/min。风机转子的旋转速度，是影响风机性能的关键运行参数。通常与电机转速直接耦合。 配套电机功率：Y315L1-2-160 kW。为风机选配的电动机型号和功率。电机功率（160 kW）需大于风机轴功率（141.6 kW），以留有一定的安全余量，应对工况波动和启动电流。

2.2性能关联性分析

这些参数并非孤立存在，它们之间遵循风机的基本定律（相似定律）和能量守恒定律。

流量与压力关系：在转速恒定的情况下，风机的出口压力通常随着流量的增加而降低，形成一条下降的性能曲线。C190-1.35在流量190 m³/min时，能提供3500 mmH₂O的升压，这个点被称为风机的“工况点”或“额定点”。 功率计算：风机的理论轴功率可以通过公式估算：轴功率 （千瓦） 约等于 （流量 （立方米/秒） × 升压 （帕斯卡）） / （1000 × 风机效率）。将给定参数换算：流量 Q = 190 / 60 ≈ 3.167 m³/s，升压 ΔP = 3500 mmH₂O × 9.80665 ≈ 34323 Pa。假设风机效率为η，则 P_sh = (3.167 × 34323) / (1000 × η) = 108.7 / η kW。当P_sh=141.6 kW时，可反推效率η ≈ 108.7 / 141.6 ≈ 76.8%。这是一个比较合理的效率值，表明该风机在设计工况下具有良好的能效水平。 密度的影响：如果实际进口空气的密度与给定值（1.2 kg/m³）不同，风机的实际性能将发生变化。例如，在高原地区，空气稀薄（密度低），相同转速和体积流量下，风机的质量流量、压力及轴功率都会下降。风机性能需按密度比例进行修正。

第三章 风机关键配件功能与解析

了解C190-1.35风机的关键配件，是进行日常维护和故障诊断的基础。

3.1 叶轮

叶轮是风机的“心脏”，其作用是将机械能传递给气体。多级风机每级都有一个叶轮。叶轮通常采用高强度合金钢（如34CrNi3Mo）精密铸造或焊接后加工而成，并经过严格的动平衡校正。其型线（叶片形状）决定了风机的效率、压力和流量特性。叶轮的磨损、腐蚀或结垢会直接导致性能下降和振动加剧。

3.2 扩压器与回流器

扩压器：安装在每级叶轮出口外围，其流道截面逐渐扩大，使高速气流减速增压。扩压器的设计对风机效率至关重要。 回流器：位于扩压器之后，其内部装有导向叶片，作用是消除气流的旋绕，并将气体平稳地引导至下一级叶轮的进口方向。回流器叶片的角度和光洁度影响级间能量损失。

3.3 密封装置

迷宫密封：是最常用的级间密封和轴端密封形式。由一系列环形齿片与轴（或轴套）形成微小间隙，气体通过时产生节流效应而达到密封目的。密封齿的磨损会使间隙增大，导致内泄漏增加，降低风机效率。 填料密封/机械密封：在某些特定工况下也可能被采用，用于轴端密封。

3.4 轴承系统

多级离心鼓风机普遍采用滑动轴承（径向轴承和推力轴承）。径向轴承承受转子重力及其它径向力；推力轴承用于平衡转子剩余的轴向力，并限定转子的轴向窜动。轴承的巴氏合金层状态、油膜形成是否良好，直接关系到风机运行的稳定性和寿命。

3.5 润滑系统

主要包括主油泵（通常由主轴驱动）、辅助油泵（电机驱动，用于开机前和停机后供油）、油冷却器、油过滤器、油箱及安全装置（如油压表、温度计、报警开关）。清洁、足量、温度适宜的润滑油是轴承正常工作的生命线。

第四章 风机常见故障分析与修理要点

对C190-1.35风机进行修理，必须遵循安全规程，由专业人员在充分了解结构的基础上进行。

4.1 振动超标

振动是多级风机最常见的故障现象。

原因：
转子不平衡：叶轮腐蚀、磨损、粘附异物（结垢）或平衡块脱落。 对中不良：风机与电机联轴器对中超差。 轴承损坏：磨损、疲劳剥落、润滑不良导致烧瓦。 动静部件摩擦：叶轮与密封、扩压器等间隙过小或主轴弯曲导致摩擦。 基础松动：地脚螺栓松动或基础刚性不足。
修理步骤：

停机后，首先检查基础与地脚螺栓。 检查联轴器对中情况，使用百分表重新找正。 若以上无问题，需解体风机。检查轴承磨损情况，测量间隙，必要时更换。 检查转子各部位，重点检查叶轮有无损伤、积垢。清理积垢后，必须在动平衡机上进行重新平衡校正，平衡精度需达到G2.5级或更高标准。 检查主轴直线度，超标需进行校正或更换。 重新装配时，严格按照技术要求调整各级密封间隙和叶轮与扩压器的对中。

4.2 风量或压力不足

原因：
进口过滤器堵塞：导致进气阻力增大，实际进口密度降低。 密封间隙过大：级间内泄漏严重，有效做功气体减少。 转速降低：电机故障或皮带传动（若存在）打滑导致转速未达额定值。 叶轮磨损：效率下降。 气体介质参数变化：温度过高或密度过低。
修理策略：

检查并更换进口过滤器。 解体检查迷宫密封等密封件，磨损严重的予以更换，并重新调整至设计间隙值。 校验转速，排除驱动侧问题。 对严重磨损的叶轮进行修复或更换。修复后的叶轮必须重新做动平衡。

4.3 轴承温度过高

原因：
润滑问题：油量不足、油质劣化、油号不对、油冷却器效果差。 轴承本身问题：轴承间隙过小、接触不良、损伤。 安装问题：轴承装配不当（如歪斜）。
处理措施：

检查润滑油位、油压、油温。化验油质，必要时换油。清理油过滤器、检查冷却水系统确保冷却器效能。 若润滑系统正常，则需检查轴承。测量轴承间隙，检查巴氏合金表面，根据情况进行刮研或更换。

4.4 修理装配的核心注意事项

清洁度：所有零部件、油路、结合面必须彻底清洁。 间隙调整：这是多级风机装配的精髓。必须严格按照厂家图纸或维修手册的要求，使用塞尺、压铅法等工具，精确调整各级叶轮与扩压器的对中、迷宫密封的径向与轴向间隙、推力轴承的间隙等。间隙过小易导致摩擦，过大则降低性能。 螺栓紧固：重要连接螺栓（如机壳中分面、轴承盖、地脚螺栓）必须使用扭矩扳手，按规定的顺序和力矩值分步紧固。 试车：修理装配完成后，必须进行试运行。先点动检查转向，然后逐步升速，密切监控振动、温度、噪声、油压等参数，稳定运行无异常后方可投入正式使用。

结论

多级离心鼓风机C190-1.35是一款结构复杂、技术精密的动力设备。对其性能参数的深刻理解，有助于我们准确地选型和应用；对其关键配件功能的熟悉，是进行状态监测和预判故障的基础；而系统化、规范化的修理流程，则是恢复设备性能、保障生产连续性的关键。作为风机技术人员，我们应不断深化理论认识，积累实践经验，严格遵循操作规程，才能确保此类设备安全、高效、长周期运行，为企业创造最大价值。希望本文能对同行们在理解和处理多级离心鼓风机，特别是C190-1.35型号的相关技术问题时，提供有益的帮助。

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