多级离心鼓风机C120-1.7基础知识、性能解析与维护修理

作者：王军（139-7298-9387）

关键词：多级离心鼓风机，C120-1.7，性能参数，风机配件，叶轮，修理维护，动平衡

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，稳定而高效的气体输送设备是保障工艺流程顺畅的核心。多级离心鼓风机作为其中的关键设备，以其结构紧凑、效率高、运行平稳、压力调节范围广等优点，占据了举足轻重的地位。本文旨在系统阐述多级离心鼓风机的基础工作原理，并以一款典型型号——C120-1.7为例，深入剖析其性能参数、核心配件构成，并对常见的故障修理与维护要点进行详细说明，以期能为风机技术同行提供有价值的参考。

第一章：多级离心鼓风机基本原理

要理解C120-1.7的性能与结构，首先必须掌握多级离心鼓风机的基本工作原理。

1.1 离心力的应用—单级工作原理

离心鼓风机的核心原理是利用高速旋转的叶轮对气体做功，将机械能转化为气体的动能和压力能。其过程可以概括为：

吸气阶段： 气体沿轴向进入风机进气口，导向叶轮的进口。 加速与增压阶段： 气体进入由叶片构成的叶轮流道，随叶轮高速旋转。在离心力的作用下，气体从叶轮中心被甩向边缘，流速急剧增加，同时气体压力也得到初步提升。 能量转换阶段： 高速气体离开叶轮后，进入截面积逐渐扩大的蜗壳或扩压器。根据流体力学中的伯努利方程，在流道扩大的过程中，气体的流速降低，其大部分动能被有效地转化为压力能（静压），从而使气体压力得到显著提高。

1.2 “多级”的意义—串联增压

单级离心风机所能提供的压力（压比）是有限的，它受到叶轮线速度（转速和直径）和材料强度的制约。当工艺要求较高的出口压力时，单级结构往往无法满足。多级离心鼓风机应运而生，它巧妙地将多个单级叶轮串联在同一根主轴上。

其工作流程如下：气体从第一级吸入，经压缩后，压力升高，然后被引导至第二级的进口，进行第二次压缩。以此类推，每经过一级，气体的压力就提升一个台阶。级与级之间通常设置有回流器（导叶），其作用是将上一级出来的气体平稳地引导至下一级叶轮的入口，并校正气流方向，以减少涡流损失，提高效率。

因此，多级设计的核心优势在于，它通过“积小胜为大胜”的方式，在不极端提高单级叶轮转速和应力的情况下，实现了总压比的大幅提升。型号C120-1.7中的“1.7”（即出口压力约1.7公斤力/平方厘米，换算为约170千帕或7000毫米水柱）正是通过这种多级串联实现的。

第二章：C120-1.7风机性能深度解析

现在我们聚焦于您提供的C120-1.7型号，对其性能参数进行逐一解读。这些参数共同构成了一个完整的性能图谱，是选型、安装、运行和调试的根本依据。

型号释义： 通常，风机型号包含了核心性能信息。C120-1.7中，“C”可能代表鼓风机（Blower）或系列代号，“120”极有可能指进口容积流量为120立方米/分钟，“1.7”则代表出口绝对压力约为1.7公斤力/平方厘米（绝压）。这与您提供的参数高度吻合。 输送介质：空气。 这是风机设计的基准条件。如果介质改变（如密度、粘度、腐蚀性不同），风机的性能曲线将发生显著变化，必须重新核算。 进风口流量：120 m³/min。 这是风机在标准进口状态下的容积流量，是风机处理能力的核心指标。需要注意的是，此流量会随进出口压力的变化而变动，它们之间存在特定的对应关系，即性能曲线。 进风口压力：1 Kgf/cm²（绝压）。 这指的是风机进口处的绝对压力，约等于当地大气压。此参数是计算风机实际压缩比和轴功率的基础。 进风口温度：20℃。 这是标准的设计进气温度。温度影响气体密度，进而影响风机功率。温度升高，密度减小，质量流量下降，所需功率也会降低。 进风口介质密度：1.2 kg/m³。 这是在20℃、1标准大气压下干燥空气的近似密度。密度是连接容积流量与质量流量的桥梁，也是计算轴功率的关键参数。轴功率与密度成正比。 出风口升压：7000 mmH₂O。 这是风机最重要的性能指标之一，指风机出口压力与进口压力之差，即风机产生的“净”压力。7000毫米水柱约等于68.6千帕，或0.7公斤力/平方厘米（表压）。结合进口压力1 Kgf/cm²（绝压），可计算出出口绝对压力为 1 + 0.7 = 1.7 Kgf/cm²（绝压），这与型号标注一致。同时，可以计算出该风机的压缩比（出口绝压/进口绝压）为 1.7 / 1 = 1.7。 轴功率：165.5 KW。 这是风机主轴实际消耗的功率，是气体获得能量（有效功率）与风机内部各种损失（流动损失、轮阻损失、泄漏损失等）的总和。它直接决定了配套电机功率的选型。 转速：2955 r/min。 这是风机转子的工作转速。离心风机的性能（流量、压力）与转速的平方成正比，轴功率与转速的三次方成正比。因此，转速是风机最敏感的参数，微小的变化会引起性能的巨大波动。此转速通常通过电机直接驱动或齿轮箱增速来实现。 配套电机功率：JK2122-2-185KW。 电机型号JK2122-2通常表示一种高速三相异步电动机，功率为185千瓦。电机功率的选择必须大于风机的轴功率，以预留一定的安全余量（储备系数）。此处的余量为 (185 - 165.5) / 165.5 ≈ 11.8%，这是一个合理的设计余量，确保了在工况略有波动或电网电压下降时，电机不会过载。

性能综合分析：
C120-1.7是一款典型的中流量、中高压力的多级离心鼓风机。其2955r/min的高转速和185KW的大功率配套电机，表明它采用了高速直联或高效增速技术，结构紧凑。其性能点（流量120m³/min，升压7000mmH₂O）位于该风机性能曲线的高效区内，是一个经过优化的稳定工作点。

第三章：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。了解每个配件的功能与特点，是进行维护和修理的基础。C120-1.7的主要配件包括：

3.1 转子总成
这是风机的“心脏”，是高速旋转的核心部件。

主轴： 采用高强度合金钢锻造，经过精密加工和热处理，具有极高的刚性和韧性，以保证在高速下平稳运行。 叶轮： 是能量转换的核心。通常采用后弯式叶片设计，效率高。材料可根据介质选择，如优质碳钢、不锈钢或铝合金。每个叶轮都经过严格的动平衡校正，精度等级要求极高（如G2.5级）。 平衡盘： 多级风机特有的关键部件。由于各级叶轮两侧存在压力差，会产生一个指向进气方向的巨大轴向推力。平衡盘通过自身特殊的结构，产生一个反向的平衡力，抵消大部分轴向推力，保护推力轴承。它是保证风机长期稳定运行的生命线。 联轴器： 用于连接风机主轴和电机轴，传递扭矩。对于高转速风机，常采用高精度的膜片式联轴器，能补偿微量不对中，并传递较小的附加应力。

3.2 静止部件

机壳： 也称为气缸，是承受内部压力的主体结构。一般为铸铁或铸钢件，水平剖分式结构便于检修。内部铸有隔板，用于分隔各级和安装密封。 级间密封： 安装在隔板上，用于防止高压级的气体向低压级泄漏，通常采用迷宫密封。其间隙控制至关重要，过大会导致内泄漏效率下降，过小则可能发生摩擦。 轴端密封： 防止机壳内气体沿主轴向外泄漏。根据介质和压力，可选用迷宫密封、填料密封或机械密封。对于空气介质，迷宫密封最为常见。 轴承箱与轴承： 轴承箱支撑整个转子。采用滑动轴承（径向轴承）和推力轴承的组合。滑动轴承形成油膜，支撑转子径向载荷；推力轴承则承担剩余的轴向推力。其润滑和冷却系统是风机稳定运行的保障。

3.3 辅助系统

润滑系统： 包括油箱、油泵、冷却器、滤油器和一系列阀门、仪表。它为轴承提供持续、洁净、温度适宜的润滑油。 冷却系统： 可能包括级间冷却器和润滑油冷却器，用于带走气体压缩和轴承摩擦产生的热量。 仪表与控制系统： 进出口压力表、温度计、振动探头、轴位移探头等，用于实时监控风机状态，是实现预警和连锁停机的基础。

第四章：风机修理与维护要点解析

对C120-1.7这类高速精密设备，预防性维护和精准修理同等重要。

4.1 日常维护与巡检

振动监测： 每日记录轴承座的振动值。振动异常增大是风机故障最早、最敏感的征兆。 温度监测： 密切关注轴承温度和润滑油温，确保在允许范围内。 润滑系统检查： 检查油位、油压、油质，定期更换滤芯和润滑油。 听声辨异： 倾听运行声音，异常的摩擦、撞击声需立即停机检查。 泄漏检查： 检查气路和油路有无泄漏。

4.2 常见故障与修理解析

当风机出现性能下降或故障时，需进行系统性修理。

故障一：风量或压力不足
原因分析： 最常见的原因是迷宫密封磨损，间隙过大，导致级间和内泄漏严重，有效做功的气体减少。其次是进口滤网堵塞，导致进气阻力增大，实际进气量下降。 修理方案： 解体风机，重点检查各级迷宫密封的齿顶磨损情况。测量间隙，若超过设计允许值，必须更换新的密封件。同时清洗或更换进口过滤器。
故障二：轴承温度过高或烧毁
原因分析： 润滑油品质恶化（乳化、杂质多）、油路堵塞、冷却器效率下降、轴承安装不当或本身缺陷、轴承负载过大（如平衡盘失效导致轴向推力剧增）等。 修理方案： 更换损坏的轴承。彻底清洗润滑油路，更换合格的润滑油。检查润滑系统各部件功能。特别重要的是，必须检查平衡盘及其密封的磨损情况，确保轴向力平衡系统正常工作。
故障三：风机振动超标
原因分析： 这是最复杂的故障。可能原因包括：① 转子动平衡失效（叶轮结垢、叶片磨损不均、零件松动）；② 对中不良（基础沉降、管道应力）；③ 轴承间隙过大或损坏；④ 转子弯曲；⑤ 喘振（在小流量工况下运行）。 修理方案：
首先排除喘振： 检查运行工况点是否偏离性能曲线喘振区左侧。 检查对中： 使用激光对中仪重新精确校正风机与电机的对中。 检查转子： 将转子总成吊出，送专业动平衡机进行高速动平衡校正。这是修理过程中技术含量最高的环节之一。平衡精度必须达到标准要求（如IS 1940 G2.5级）。同时检查叶轮是否有裂纹、磨损，主轴是否弯曲。

4.3 大修流程概要
对于C120-1.7的大修，应遵循严谨的流程：

停机、隔离、置换： 确保安全作业条件。 解体： 按顺序拆卸联轴器、轴承箱、机壳盖板等，吊出转子。 清洗与检查： 彻底清洗所有零件，进行无损探伤（如磁粉探伤检查叶轮和主轴），精确测量所有配合尺寸和间隙。 修理与更换： 根据检查结果，修复或更换损坏的零件（如密封、轴承）。核心是转子的动平衡校正。 回装： 按相反顺序回装，确保所有间隙（如密封间隙、轴承间隙）符合图纸要求。严格保证各部件的清洁度。 对中复查： 最终精确对中。 单机试车： 逐步升速，监测振动、温度等参数，直至达到额定工况，稳定运行合格后，方可交付。

结论

多级离心鼓风机C120-1.7是一款设计精良、性能可靠的工业核心设备。深入理解其从基本原理到性能参数，从每个配件的功能到整体系统的维护修理，是确保其长期、高效、安全运行的基石。作为风机技术人员，我们不仅要能操作它，更要能读懂它、维护它，在出现问题时能精准地诊断并修复它。这需要不断积累理论知识和实践经验，将设备管理的“防”与“治”有机结合，才能最大程度地发挥设备效能，为生产保驾护航。

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