多级离心鼓风机 C70-1.2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、C70-1.2、风机性能、风机配件、风机修理

引言

在工业流体输送与气体增压领域，离心风机扮演着至关重要的角色。其中，多级离心鼓风机凭借其能够提供较高压升的特点，在污水处理、矿山通风、化工工艺、物料输送等诸多行业中得到了广泛应用。本文旨在结合风机技术基础知识，以C70-1.2型多级离心鼓风机为具体案例，深入剖析其性能参数、核心配件构成以及常见的维修保养要点，为从事风机操作、维护和管理的技术人员提供一份详实的参考。

第一章 离心风机基础概述

离心风机的工作原理基于牛顿第二定律和能量守恒定律。其核心部件是叶轮。当电机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被甩向叶轮外缘，流经蜗壳时，部分动能转化为静压能，从而形成具有一定压力和流量的气流。与此同时，叶轮中心部位形成低压区，外部气体在大气压作用下被持续吸入，构成了连续的输送过程。

离心风机的性能主要通过以下几个关键参数来表征：

流量（Q）：指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：分为静压、动压和全压。
静压（Ps）：气体在垂直于流动方向的作用力，用于克服管道系统的阻力。 动压（Pv）：气体因流动速度而具有的能量，计算公式为 动压 等于 二分之一 乘以 气体密度 乘以 气体流速的平方。 全压（Pt）：静压与动压之和，是风机赋予气体的总能量增量。本文案例中的“出风口升压2000mmH₂O”通常指的是风机出口与进口之间的静压差或全压差，在风机领域常默认为风机的全压。
功率：
轴功率（Psh）：风机轴从原动机（如电机）上接收的实际功率，是风机运行消耗的能量。 有效功率（Pe）：单位时间内气体从风机获得的实际能量，计算公式为 有效功率 等于 流量 乘以 全压 除以 一千（当流量单位为m³/s，压力单位为Pa时）。
效率（η）：风机的气动效率，是有效功率与轴功率的比值，即 效率 等于 有效功率 除以 轴功率 再乘以百分之百。效率是衡量风机能量转换性能和经济性的重要指标。 转速（n）：风机叶轮每分钟的旋转次数，单位是转每分钟（r/min）。风机的性能参数（流量、压力、功率）都与转速存在特定的比例关系。

根据压力和结构特点，离心风机可分为多种系列。如引言中提及，“C”型通常代表多级低速离心鼓风机，“D”型为多级高速高压离心鼓风机，“AI/AII”为单级悬臂或双支撑结构，“S”型为单级高速双支撑，“G”系列为一般通风机，“Y”系列为引风机。C70-1.2风机即属于“C”型多级系列。

第二章 C70-1.2型多级离心鼓风机性能深度解析

C70-1.2型号蕴含了该风机的基本设计信息：“C”指多级离心鼓风机系列，“70”表示进口状态下的体积流量为70立方米每分钟，“1.2”则指标准进口状态下空气的密度为1.2千克每立方米。这是一种根据特定工况点设计的标识方法。

1. 设计工况点参数分析
根据提供的参数：

输送介质：空气。这是最常见的气体介质，其物性相对稳定。 进口流量（Q）：70 m³/min。这是风机在设计点的输送能力目标。 进口压力（P_in）：1 Kgf/cm²（约等于98.0665 kPa，绝对压力）。这表明风机进口并非标准大气压（101.325 kPa），而是带有一定的正压，这在某些工艺流程中常见，例如风机串联使用时。 进口温度（T_in）：20 ℃。此为常温工况。 进口介质密度（ρ）：1.2 kg/m³。此密度值是基于进口压力1 Kgf/cm²（绝压）和温度20℃计算得出的实际密度，略高于标准空气密度（1.293 kg/m³ @ 0℃， 101.325kPa）在20℃、101.325kPa下的值（约1.2 kg/m³），主要是因为进口压力略高。 出风口升压（ΔP）：2000 mmH₂O（约19613.3 Pa）。这是风机需要产生的总压升，即出口全压与进口全压之差。 轴功率（Psh）：36.9 kW。这是风机运行所需的理论机械功率。 转速（n）：2970 r/min。这是典型的二极电机同步转速（3000 r/min）下的实际工作转速，适用于工频电源（50Hz）。 配套电机：Y225M-2，功率45 kW。电机的额定功率（45 kW）大于风机的轴功率（36.9 kW），这考虑了必要的功率储备系数（安全系数），通常为1.1至1.3，以应对可能的工况波动、启动电流以及传动损失（若为直联则损失很小）。此配置是合理且安全的。

2.性能换算与相似定律应用
离心风机的性能遵循相似定律。当风机转速、介质密度发生变化时，其流量、压力、功率会按以下规律变化：

流量与转速成正比：Q₁ / Q₂ = n₁ / n₂ 压力与转速的平方成正比，与密度成正比：P₁ / P₂ = (n₁ / n₂)² * (ρ₁ / ρ₂) 轴功率与转速的三次方成正比，与密度成正比：Psh₁ / Psh₂ = (n₁ / n₂)³ * (ρ₁ / ρ₂)

对于C70-1.2风机，若实际运行条件（如进口温度、压力）与设计值不同，导致介质密度变化，就必须利用这些定律进行性能换算。例如，如果夏季进口温度升高至40℃，空气密度会降低，在保持相同转速下，风机的实际出口压力和所需轴功率都会下降，但体积流量基本不变（对于离心风机，体积流量受转速影响大，受密度影响小）。反之，在冬季低温下，密度增大，压力和功率会上升。因此，在实际选型和使用中，必须明确风机是针对何种密度条件设计的，并评估实际运行密度下的性能。

3. 效率估算
根据有效功率公式：Pe = Q * ΔP / 1000 （Q单位取m³/s， ΔP单位取Pa）
首先进行单位换算：Q = 70 m³/min ≈ 1.1667 m³/s； ΔP = 2000 mmH₂O ≈ 19613.3 Pa
则 Pe ≈ 1.1667 * 19613.3 / 1000 ≈ 22.87 kW
风机气动效率 η = Pe / Psh * 100% = 22.87 / 36.9 * 100% ≈ 62%
这个效率水平对于多级离心鼓风机而言属于中等偏上范围，表明该型号在设计点具有较好的能量转换效率。效率会受到叶轮型线、扩压器设计、级间回流损失、机械密封损失等多种因素影响。

第三章 C70-1.2型多级离心鼓风机核心配件解析

多级离心鼓风机结构相对复杂，其主要配件共同保证了风机的高效、稳定运行。以C70-1.2为例，其核心配件包括：

1. 转子总成
这是风机的“心脏”，由主轴、多个叶轮、平衡盘、联轴器等部件组成。

主轴：通常采用高强度合金钢制造，经过精密加工和热处理，具有足够的刚度、强度和临界转速裕度，以承受叶轮的离心力、扭矩和可能的振动。 叶轮：是多级风机产生压力的核心部件。每个叶轮构成一个压缩级。C70-1.2风机通过多个叶轮串联工作，逐级提高气体压力。叶轮一般采用后向或径向叶片设计，以保证较高的效率和压力。材料上常选用优质碳素钢、低合金钢或不锈钢，取决于介质特性和防腐要求。叶轮需经过动平衡校正，确保运行平稳。 平衡盘：安装在转子的一端，用于自动平衡多级叶轮产生的轴向推力，减少推力轴承的负荷，是保证风机长期稳定运行的关键部件。

2. 机壳与定子部件

机壳（气缸）：通常为铸铁或铸钢件，将各级叶轮包裹其中，形成气体流道。多级风机的机壳一般设计成水平剖分式，便于转子的安装和检修。机壳内部设有隔板，将各级分开，并形成扩压器和回流器，引导气体有序地从前一级出口进入下一级进口。 扩压器：位于每级叶轮出口外围的环形通道，其流通面积逐渐增大，将气体从叶轮流出时的高速动能有效地转化为静压能。 回流器：位于扩压器之后，由导向叶片组成，引导气体以合适的角度和速度进入下一级叶轮的进口。

3. 密封系统
密封用于防止气体在级间泄漏和向外泄漏，保证风机效率和安全。

级间密封：通常采用迷宫密封，安装在隔板与主轴之间，通过一系列节流齿隙来减小级间气体的泄漏量。 轴端密封：根据介质和压力要求，可采用迷宫密封、填料密封或机械密封。对于输送空气的C70-1.2，迷宫密封是常见且经济的选择。

4. 轴承与润滑系统

轴承：通常采用滚动轴承（深沟球轴承、角接触球轴承）或滑动轴承（径向轴承、推力轴承）。高速重载风机更倾向于使用滑动轴承。轴承支撑转子并保持其精确位置，承受径向和轴向载荷。 润滑系统：对于小型风机可能采用脂润滑，但对于像C70-1.2这样功率级别的风机，通常配备稀油润滑站，通过油泵强制循环润滑油，对轴承进行润滑和冷却，并常带有油过滤器、油冷却器和监控仪表（温度、压力）。

5. 底座与联轴器

底座：稳固支撑风机和电机，保证对中精度。 联轴器：连接风机轴和电机轴，传递扭矩。常用类型有弹性柱销联轴器、膜片联轴器等，后者能补偿一定的对中误差，传递扭矩大，维护方便。

第四章 C70-1.2型多级离心鼓风机常见故障与修理要点

风机的定期维护和及时修理是保障其长周期安全运行的关键。

1. 常见故障现象与原因分析

振动超标：
原因：转子动平衡破坏（叶轮磨损、粘附污垢、零件松动）；轴承磨损或损坏；对中不良；地脚螺栓松动；基础刚性不足；喘振（流量过小导致的不稳定工况）；轴弯曲。
轴承温度过高：
原因：润滑不良（油量不足、油质恶化、油路堵塞）；轴承安装不当或间隙不合适；轴承本身缺陷；冷却效果差（冷却水故障、油冷器堵塞）；超负荷运行。
风量或压力不足：
原因：转速降低（如皮带传动打滑）；进口过滤器堵塞导致进气阻力过大；密封间隙过大，内泄漏严重；叶轮磨损严重或腐蚀；管网阻力实际大于设计值；电机故障。
异常噪音：
原因：轴承损坏；转子与静止件摩擦（如密封刮擦）；喘振；地脚松动；零部件松动。
功耗过大：
原因：风机工作点偏离高效区（如阀门开度不当）；叶轮与机壳摩擦；介质密度或温度与设计不符；机械摩擦阻力增大。

2. 修理流程与关键技术
（一）修理前准备

安全隔离：切断电源，挂上“禁止合闸”警示牌。关闭进出口阀门，必要时加装盲板。 数据记录：记录故障现象、运行参数（振动值、温度、压力等）。 工具准备：准备齐全的拆装工具、起重设备、测量仪器（千分表、水平仪、对中仪等）。

（二）解体检查与测量

按顺序拆卸联轴器护罩、联轴器、轴承端盖、轴承、密封等部件。 吊出转子总成，放置于专用支架上。 关键检查项：
叶轮：检查叶片有无裂纹、磨损、腐蚀、变形。测量叶轮口环处的径向跳动。 主轴：检查有无磨损、弯曲。测量主轴颈的圆度和圆柱度。 密封：检查迷宫密封齿的磨损情况，测量密封间隙。 轴承：检查滚道、滚动体有无点蚀、剥落、磨损，保持架是否完好。 机壳与隔板：检查有无裂纹、腐蚀，流道是否光滑。

（三）主要部件的修理与更换

转子动平衡校正：这是修理中的核心环节。如果叶轮有磨损或进行了修补，或者更换了新叶轮，必须对整个转子总成进行动平衡校正。平衡精度等级需达到G2.5或更高（根据标准IS 1940-1）。先在动平衡机上完成低速双面平衡，有条件可进行高速动平衡。 叶轮修理：对于轻微磨损可进行堆焊后打磨修复；对于严重损坏或效率严重下降的叶轮，建议更换。新叶轮需保证材质、尺寸精度和表面光洁度符合原设计要求。 密封更换：迷宫密封间隙超过允许值（通常为设计值的1.5-2倍）时，应更换密封件。安装时需仔细调整间隙，确保四周均匀。 轴承更换：一旦发现轴承存在缺陷，必须更换。安装新轴承时需采用正确的方法（如热装），确保合适的游隙或预紧力。 轴修理：对于轴颈轻微磨损，可采用镀铬、喷涂等方法修复；若轴弯曲超标，需进行矫直或更换。

（四）回装与调试

按拆卸的相反顺序回装所有部件。 关键步骤：
对中找正：使用激光对中仪或百分表精确调整风机与电机轴的对中情况。径向和轴向偏差需严格控制在允许范围内（通常要求≤0.05mm）。对中不良是振动和轴承损坏的主要原因之一。 间隙调整：确保各级密封间隙、轴承游隙等符合技术要求。
调试运行：
手动盘车，确认转动灵活无卡涩。 点动电机，检查转向是否正确。 启动润滑系统（若为强制润滑），确认油压、油温正常。 空载试运行：逐渐升速至额定转速，监测振动、温度、噪音等参数，稳定后运行一段时间。 负载试运行：缓慢打开进口阀门，逐渐加载至工况点，再次全面监测各项参数，确保达到设计要求且运行平稳。

结论

C70-1.2型多级离心鼓风机作为“C”系列的代表产品，其设计参数体现了在特定工况下（流量70m³/min，升压2000mmH₂O）良好的性能匹配。深入理解其性能特点、熟练掌握其核心配件的结构与功能，并遵循规范的故障诊断与修理流程，是确保该型风机安全、高效、长寿命运行的根本。风机的维护修理是一项专业性极强的工作，需要技术人员具备扎实的理论知识和丰富的实践经验。定期的巡检、保养以及及时的针对性维修，远比事后的大修更具经济性和安全性。

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