多级离心鼓风机基础知识与C130-1.35型号深度解析

作者：王军（139-7298-9387）

关键词：多级离心鼓风机、C130-1.35、性能参数、叶轮、扩压器、风机修理、动平衡

引言

在工业领域，特别是污水处理、矿山通风、化工冶炼、物料输送等流程中，鼓风机作为提供气动动力的核心设备，其性能的稳定性与可靠性至关重要。在众多类型的风机中，多级离心鼓风机因其效率高、压力范围广、运行平稳、流量稳定等优点，占据了高压送风市场的重要地位。本文旨在系统阐述多级离心鼓风机的基础工作原理，并结合作者实践经验，以C130-1.35这一典型型号为例，对其性能指标、核心配件构成以及常见故障与修理流程进行深入解析，以期为同行技术人员提供有价值的参考。

第一章：多级离心鼓风机工作原理概述

要理解C130-1.35的性能，首先必须掌握多级离心鼓风机的基本工作原理。其核心思想是“逐级增压”。

1.1 单级离心力原理
离心风机的根本原理源于牛顿力学。当风机叶轮被电机驱动高速旋转时，叶轮通道内的气体介质（如空气）在叶片的推动下随之旋转。气体在旋转过程中受到离心力的作用，被从叶轮中心（进口）高速甩向叶轮外缘（出口）。在此过程中，气体的流速急剧增加，同时压力也有一定提升。从叶轮流出的高速气体随后进入蜗壳或扩压器。

1.2 动能向压力能的转换—扩压过程
从叶轮出来的气体具有很高的动能（表现为速度），但实际工艺需要的是压力能。扩压器（一个流通截面逐渐增大的通道）的作用就是将这部分动能有效地转化为压力能。根据流体力学中的伯努利方程，在忽略位能和热交换的情况下，流体的速度降低，其静压就会升高。因此，气体在扩压器内流速降低，压力显著增加。

1.3 “多级”的意义
单级叶轮和扩压器组合所能产生的压力升是有限的。为了获得更高的出口压力，便将多个“叶轮+扩压器”单元串联起来，这就是“多级”离心鼓风机。气体从第一级出口出来后，被引导至第二级的进口，进行第二次增压，如此逐级累加，最终在末级出口达到所需的压力。级间导向装置确保气体以最佳角度进入下一级叶轮。这种设计使得多级离心鼓风机能够在保持较高效率的前提下，实现远高于单级风机的压升。

第二章：C130-1.35型多级离心鼓风机性能深度解读

现在我们聚焦于您提供的C130-1.35型号。从型号命名通常可以推断：C可能代表离心式，130代表进口容积流量为130立方米每分钟，1.35可能代表出口绝对压力或压比。结合您给出的详细参数，我们可以进行更精确的分析。

2.1 关键性能参数解析

输送介质：空气。这表明风机的气动设计（如叶型、材料）是针对空气的物理特性（密度、粘度等）优化的。 进风口流量：130 m³/min。这是风机在进口状态下的容积流量，是风机选型的核心参数之一。它意味着该风机每分钟能吸入130立方米的空气。 进风口压力：1 Kgf/cm²。这约等于标准大气压（1.033 Kgf/cm²），表明风机是在标准大气压下吸入空气的。此参数是计算风机实际做功能力的基础。 进风口温度：20℃。这是介质的进口温度，结合压力，用于确定进口空气的密度。 进风口介质密度：1.2 kg/m³。这是计算风机能量头和质量流量的关键物理量。在标准大气压和20℃下，干空气的密度约为1.2 kg/m³，与参数吻合。 出风口升压：3500 mmH₂O。这是风机需要克服的阻力，即出口压力与进口压力之差。3500毫米水柱约等于0.35 Kgf/cm²。因此，出口绝对压力 = 进口压力 + 升压 = 1 + 0.35 = 1.35 Kgf/cm²。这验证了型号中“1.35”很可能指的是出口绝对压力。 轴功率：97.3 KW。这是风机叶轮实际从驱动轴上获得的功率，用于压缩气体。它不包括轴承、密封等机械损失，但包含了气体流动的水力损失和轮盘摩擦损失等。 转速：2980 r/min。这是风机转子的工作转速，接近3000转/分钟，表明其通常由两极电机通过联轴器直接驱动。转速是影响风机性能最敏感的参数之一。 配套电机功率：Y315S-2-110 KW。Y系列三相异步电动机，机座号315S，极数为2极（同步转速3000r/min），功率110KW。电机功率选型需大于风机轴功率，以预留安全余量。此处的余量为（110 - 97.3）/ 97.3 ≈ 13%，符合一般工程选型规范。

2.2性能评价：效率与能量头

风机的效率是衡量其能量转换效能的重要指标。全压效率（η）可以通过以下中文公式估算：
风机有效功率 / 风机轴功率 = 全压效率
其中，风机有效功率（Pe） = （流量 × 全压） / （60 × 1000） [单位：KW]。
需注意，流量需统一为立方米每秒（130 / 60 ≈ 2.167 m³/s），全压需统一为帕斯卡（3500 mmH₂O ≈ 34323 Pa）。
因此，Pe = （2.167 × 34323） / 1000 ≈ 74.4 KW。
则全压效率 η = 74.4 / 97.3 ≈ 76.5%。
这个效率值对于多级离心鼓风机而言，属于一个较为合理和典型的范围，表明该型号设计良好。

能量头是单位质量流体从风机获得的有效机械能。它反映了风机的增压能力，与转速、叶轮直径等密切相关。虽然在实际参数表中不直接列出，但它是风机设计的核心内在参数。

第三章：C130-1.35风机核心配件解析

一台多级离心鼓风机是由数百个零件组成的精密机组。了解核心配件的功能与特点，是进行维护和修理的基础。

3.1 转子总成
这是风机的“心脏”，是高速旋转的核心部件。主要包括：

主轴：承载所有叶轮，传递扭矩，要求极高的强度、刚度和动平衡精度。材料通常为优质合金钢。 叶轮：能量转换的核心。C130-1.35的每个叶轮都是后向或径向型，采用高强度铝合金或合金钢精密铸造或数控加工而成，并经过严格的超速试验和动平衡校正。多级风机的叶轮通常按逐级缩小的尺寸设计，以适应气体体积被压缩后流速的变化。 平衡盘：多级风机特有的关键部件，用于平衡转子受到的大部分轴向推力，减小推力轴承的负荷，保证转子轴向定位。 联轴器：连接风机主轴与电机轴，传递动力。

3.2 静止部件

机壳（气缸）：容纳转子和各级静止部件，承受压力。通常为铸铁或铸钢件，水平中分式结构，便于检修。C130-1.35的机壳内部分隔成多个级间腔室。 扩压器：安装在每级叶轮出口的机壳上，固定不动。其流道型线直接影响能量转换效率。 回流器：位于扩压器之后，引导气体改变方向，使其以预旋状态平稳进入下一级叶轮进口。 进气室与排气室：分别负责气体的导入和导出，其设计影响进气均匀性和压力损失。

3.3 轴承与润滑系统

支撑轴承：通常采用滑动轴承（椭圆瓦或可倾瓦轴承），为转子提供径向支撑，保证转子稳定旋转。其油膜具有阻尼作用，能抑制振动。 推力轴承：承受转子剩余的轴向推力，确保转子轴向定位。对于多级风机至关重要。 润滑系统：包括油箱、油泵、冷却器、过滤器等，为轴承提供清洁、足量、温度适宜的润滑油。

3.4 密封系统

级间密封：通常是迷宫密封，安装在隔板孔内，减少高压级气体向低压级的泄漏。 轴端密封：防止机壳内气体沿轴向外泄。根据介质和压力，可能采用迷宫密封、填料密封或机械密封。对于输送空气的C130-1.35，迷宫密封是最常见的选择。

第四章：C130-1.35风机常见故障与修理解析

风机修理是一项系统工程，需要遵循严谨的流程和规范。

4.1 修理前的准备工作

故障诊断：详细记录故障现象，如异常振动、噪声、温度升高、流量压力下降等。通过振动频谱分析、油液分析等手段初步判断故障根源。 安全隔离：切断电源，挂上“禁止合闸”警示牌。关闭进出口阀门，进行工艺介质隔离和泄压。 工器具与备件准备：准备起吊设备、专用拉马、力矩扳手、测量工具（千分尺、百分表、水平仪等）以及可能需要的更换件（如轴承、密封、O型圈）。

4.2 核心修理流程—以解体检修为重点

拆卸与清洗：
按顺序拆卸联轴器护罩、联轴器、进出口管路、轴承箱盖等。 吊开上机壳（注意保护中分面）。这是关键一步，需均匀松开中分面螺栓。 小心吊出转子总成，放置在专用的V型铁或支架上。 对所有零件进行彻底清洗，去除油污和积碳，便于检查。
检查与测量：
转子动平衡检查：这是修理的重中之重。任何叶轮的腐蚀、磨损、粘附物都会破坏动平衡。必须在动平衡机上重新校验和校正。平衡精度等级需达到G2.5或更高标准。 叶轮检查：检查叶片有无裂纹（可采用着色渗透探伤）、磨损、变形。测量口环处的径向跳动。 主轴检查：检查轴颈有无拉伤、磨损，测量直线度。 轴承检查：检查巴氏合金层有无剥落、磨损、裂纹。测量轴承间隙，应符合制造厂标准。 密封检查：检查迷宫密封齿的磨损情况，间隙是否超标。 静止部件检查：检查扩压器、回流器流道有无腐蚀或冲蚀，机壳中分面有无泄漏痕迹。
修理与更换：
对于轻微磨损的轴颈，可采用镀铬后磨削修复。 磨损超标的密封必须更换。 损坏的叶轮视情况决定修复（如堆焊后机加工）或更换。有裂纹的叶轮原则上必须更换。 所有O型圈、垫片等一次性密封件必须更换新品。
回装与对中：
回装是拆卸的逆过程，但要求更高。所有配合面应清洁干净，可涂抹适量润滑脂或密封胶。 关键步骤1：转子定心。确保转子在机壳内处于中心位置。 关键步骤2：轴承间隙调整。径向轴承和推力轴承的间隙必须严格按技术规范调整。 关键步骤3：机壳闭合。均匀紧固中分面螺栓至规定力矩。 关键步骤4：风机与电机的对中。使用百分表进行精确的径向和轴向对中，冷态对中需考虑风机运行时的热膨胀影响。对中不良是导致振动和轴承损坏的主要原因。

4.3 试车与验收
修理完成后，必须进行试车。

点动：瞬间启动电机，检查转子转向是否正确，有无异常摩擦声。 空负荷试车：逐渐提速至额定转速，监测振动、噪声、轴承温度。各项指标稳定正常后，运行一段时间。 负荷试车：缓慢关闭排气阀，逐步升压至额定压力，全程严密监控所有运行参数。性能（流量、压力）应达到或接近设计值，振动、温升在允许范围内。

结论

C130-1.35型多级离心鼓风机是一款设计成熟、性能稳定的工业级动力设备。深入理解其基于多级增压的工作原理，精确解读其性能参数背后的工程意义，熟练掌握其核心配件的结构与功能，并遵循科学严谨的流程进行故障诊断与修理，是保障风机长周期、安全、高效运行的关键。作为风机技术人员，不断深化理论认知，积累实践经验，才能在面对复杂问题时游刃有余，为企业生产保驾护航。

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