多级离心鼓风机C120-1.35性能、配件与修理全解析

作者：王军（139-7298-9387）

关键词：多级离心鼓风机，C120-1.35，性能参数，叶轮，隔板，轴承，风机维修，动平衡

引言

在工业生产，特别是污水处理、气力输送、矿山通风、化工冶炼等领域中，鼓风机作为提供气源动力的核心设备，扮演着至关重要的角色。其中，多级离心鼓风机凭借其输出压力高、运行稳定、效率优异、流量范围广等特点，在中高压工况下占据了主导地位。本文旨在系统性地阐述多级离心鼓风机的基础工作原理，并以一款典型型号——C120-1.35为例，深入剖析其性能指标，并对核心配件构成以及常见故障的修理维护策略进行详细说明，以期为风机技术同仁及使用者提供有价值的参考。

第一章：多级离心鼓风机基础知识

要理解C120-1.35的性能与维修，首先必须掌握多级离心鼓风机的基本工作原理。

1.1 工作原理：能量阶梯式转换

离心式风机的核心原理是利用高速旋转的叶轮对气体做功，将机械能转换为气体的动能和压力能。单级离心风机由一個叶轮和机壳构成。气体从轴向进入叶轮中心（进气口），在高速旋转的叶轮叶片作用下，随叶轮一起旋转，获得高速动能，并在离心力的作用下被甩向叶轮外缘，流入机壳的扩压腔。在扩压腔内，气体的流速逐渐降低，根据伯努利方程，速度能（动能）有效地转化为压力能（静压），最后从出口排出。

而“多级”的含义，是将多个这样的“叶轮+扩压器”单元串联在同一根主轴上。气体从第一级出口排出后，不是直接送往管网，而是进入第二级的进口，再次被加速、增压。如此逐级推进，每一级都对气体施加能量，使其压力得到阶梯式的显著提升。因此，多级离心鼓风机能够在单台设备上实现单级离心风机远不能及的高压输出。

1.2 核心结构概述

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：

转子部分： 包含主轴、各级叶轮、平衡盘、联轴器等，是风机的旋转核心。 定子部分： 包含机壳（气缸）、各级隔板（其上安装扩压器和回流器）、进气室、蜗壳等，用于引导气流和支撑转子。 轴承系统： 包含支撑轴承（径向轴承）和止推轴承（推力轴承），用于支撑转子重量、保证旋转精度并承受残余的轴向推力。 密封系统： 包括级间密封（如迷宫密封）和轴端密封（如碳环密封、机械密封），用于防止气体在级间泄漏和向外泄漏。 润滑系统： 为轴承和齿轮（若有）提供强制润滑和冷却。 底座与电机： 支撑整个风机本体，并通过联轴器由电机驱动。

第二章：C120-1.35型风机性能深度解读

现在我们聚焦于您提供的具体型号：C120-1.35。通常，风机型号的命名规则包含了其核心性能参数。以C120-1.35为例：

C： 可能代表“鼓风机”或系列代号。 120： 通常表示额定进口容积流量，即 120立方米每分钟。 1.35： 通常表示出口绝对压力（或压比），此处 1.35公斤力每平方厘米（绝压）。需要注意的是，用户更常关注的是“升压”，即出口压力与进口压力的差值。

结合您提供的参数，我们进行详细解读：

2.1 关键性能参数分析

输送介质：空气。 这是最常见的介质，其物性参数相对稳定，是性能计算的基准。 进风口流量：120 m³/min。 这是风机在标准进口状态（20℃, 101.325 kPa）下的容积流量，是风机选型的关键指标之一。它决定了风机的“大小”。 进风口压力：1 Kgf/cm²（绝压）。 约等于标准大气压（101.325 kPa）。这表明风机是从常压环境吸气。 进风口温度：20℃。 标准参考温度。 进风口介质密度：1.2 kg/m³。 这是在20℃、标准大气压下干燥空气的近似密度。密度是计算质量流量和功率的重要参数。质量流量 = 容积流量 × 密度 = 120 m³/min × 1.2 kg/m³ = 144 kg/min。 出风口升压：3500 mmH₂O。 这是风机实际产生的压力增量，是性能的核心体现。3500 mmH₂O 约等于 34.3 kPa 或 0.35 kg/cm²（表压）。因此，出口绝对压力 = 进口压力 + 升压 = 1.0 + 0.35 = 1.35 kg/cm²（绝压），这与型号中的“1.35”完全吻合。 轴功率：88.8 KW。 指风机主轴从电机上实际消耗的功率，是气体获得的功率与风机内部所有机械损失之和。它是衡量风机能耗的直接指标。 转速：2980 r/min。 这是风机的额定工作转速，通常与电机的同步转速（2极电机为3000r/min）接近。转速是影响风机性能最敏感的因子，流量与转速成正比，压力与转速的平方成正比，轴功率与转速的三次方成正比。 配套电机功率：Y315S-2-110 KW。 Y系列三相异步电机，机座号315S，2极，额定功率110KW。电机功率的选择必须大于风机轴功率，以留出足够的安全余量（余量系数）。此处，余量 = (110 - 88.8) / 88.8 ≈ 24%，这是一个合理的设计余量，确保了在工况波动或进气条件变化时电机不会过载。

2.2性能评价：效率与选型合理性

我们可以通过计算风机效率来评价其性能优劣。风机的有效功率（气体实际获得的功率）可以通过以下公式估算：
有效功率（千瓦）约等于 （流量（立方米每秒） × 升压（帕斯卡）） / 1000
首先进行单位换算：流量 = 120 m³/min / 60 = 2 m³/s；升压 = 3500 mmH₂O × 9.8 Pa/mmH₂O ≈ 34300 Pa。
则有效功率 ≈ (2 × 34300) / 1000 = 68.6 KW。
因此，风机效率 ≈ 有效功率 / 轴功率 = 68.6 / 88.8 ≈ 77.3%。
这个效率值对于多级离心鼓风机而言，属于一个良好且合理的水平，表明该型号风机在设计点和给定工况下能量转换效率较高，选型匹配得当。

第三章：风机核心配件解析

对C120-1.35进行维护和修理，必须深入了解其核心配件的功能、材质和配合关系。

3.1 转子总成
这是风机的心脏。对于C120-1.35，其转子 likely 由高强度合金钢主轴、多个后弯式离心叶轮（可能为铸铝或不锈钢材质）、平衡盘和半联轴器等热装或键连接而成。

叶轮： 是做功元件，其型线、精度和表面光洁度直接决定效率和性能。多级风机中叶轮的尺寸可能逐级略有减小，以适应气体被压缩后体积缩小的特性。 平衡盘： 用于自动平衡大部分由叶轮产生的轴向推力，减小止推轴承的负荷，是保证长期稳定运行的关键部件。

3.2 定子总成

机壳（气缸）： 通常为铸铁或铸钢件，是承受内部压力和支持所有静止部件的基础。水平剖分式结构便于检修。 隔板： 安装在机壳内，将各级分开。每块隔板上都装有：
扩压器： 将叶轮出口气体的高速动能转化为静压。 回流器： 引导气体以合适的角度进入下一级叶轮进口。
隔板与转子之间依靠迷宫密封来减少级间泄漏，密封齿与轴套之间的间隙是装配和维修中的关键控制点。

3.3 轴承与润滑系统

支撑轴承： 采用滑动轴承（椭圆瓦或可倾瓦轴承）或高性能滚动轴承。对于2980r/min的转速，滑动轴承更为常见，它能提供更好的阻尼和稳定性。 止推轴承： 承受剩余的轴向推力，通常与支撑轴承集成在一起，采用金斯伯雷或米歇尔式推力瓦块。 润滑系统： 包括油箱、油泵、冷却器、滤油器和管路。保证洁净、足量、温度适宜的润滑油是轴承长寿的命脉。

3.4 密封系统
轴端密封通常采用迷宫密封 或 碳环密封，防止轴承端的润滑油被吸入气缸，也防止气体向外泄漏。对于输送空气的C120-1.35，碳环密封足以满足要求，且结构简单，维护方便。

第四章：风机常见故障与修理技术解析

风机修理并非简单的零件更换，而是基于对故障机理深刻理解的系统性工程。

4.1 修理前的准备工作

安全第一： 切断电源，挂上“禁止合闸”牌。关闭进出口阀门，对风机进行可靠隔离和泄压。 工具准备： 准备全套扳手、拉马、千斤顶、百分表、水平仪、超声波探伤仪、动平衡机等。 技术资料： 备齐风机总图、部件图、装配公差手册、历史维修记录。

4.2 典型故障现象、原因与修理方案

故障一：轴承温度过高或振动超标

原因分析：
润滑不良： 油质乳化、变质、油位过低、油路堵塞、冷却器效率下降。 对中不良： 风机与电机联轴器对中超差，导致附加弯矩和振动。 转子不平衡： 叶轮结垢、磨损不均、部件松动或原始平衡被破坏。 轴承本身问题： 轴承磨损、间隙过大、巴氏合金脱落、刮瓦不良。 动静件摩擦： 迷宫密封、气封等间隙过小，发生摩擦。
修理方案：

检查并更换润滑油，清洗油路和冷却器。 使用百分表重新进行精细对中，确保径向和角度偏差在允许范围内。 这是修理的重点和难点： 解体后，必须对转子进行严格的动平衡校正。先进行单叶轮的静平衡，然后将整个转子总成上动平衡机，在两个校正平面上通过去重或加重的方法，将不平衡量控制在标准（如G2.5级）要求之内。对于结垢的叶轮，需进行彻底清洗。 检查轴承，测量间隙。若超差，则需刮瓦或更换新轴承。 全面检查并调整所有密封间隙至设计值。

故障二：风量或压力不足

原因分析：
滤清器堵塞： 进口阻力增大，导致进口真空度增加，实际吸入流量减少。 密封间隙过大： 级间迷宫密封或轴端密封磨损，导致内泄漏和外泄漏严重，气体“短路”。 转速下降： 电网电压低、皮带打滑（若为皮带传动）、电机故障等导致实际转速未达额定值。 叶轮腐蚀、磨损： 效率下降。
修理方案：

清洁或更换进口空气滤清器。 解体风机，测量所有密封间隙。更换磨损的密封件（如迷宫密封齿、碳环），恢复设计间隙。这是恢复性能的关键步骤。 检查电源和电机。 对严重磨损的叶轮进行修复或更换。修复后必须重新做动平衡。

故障三：异常噪音

原因分析：
喘振： 当风机在小流量、高压比工况下运行时，会出现气流脱离叶片而产生的周期性剧烈波动现象，伴随巨大噪音和振动。这是离心风机的“禁区”。 轴承异音。 动静件摩擦。
修理/操作方案：

立即将出口阀门开大（增加流量）或降低压力，迅速脱离喘振区！ 长期运行需检查并调试防喘振控制系统（放空阀或回流阀）。 & 3. 同故障一的处理方案。

4.3 大修后的组装与试车
组装是拆卸的逆过程，但要求更高。必须遵循“一丝不苟，数据说话”的原则。

清洁度： 确保每一个零件、每一根油管都绝对清洁。 间隙测量与调整： 逐级安装隔板、密封，并用压铅法或塞尺测量各级密封间隙、轴承间隙、推力间隙，确保全部在图纸要求范围内。 对中复查： 最终扣盖前，复查转子与电机的对中。 试车： 组装完成后，先进行点动，检查转向。然后进行无负荷试车（打开放空阀），监测振动、噪音、轴承温度。稳定后，逐步加载至额定工况，全面考核各项性能指标是否恢复。

结论

多级离心鼓风机C120-1.35是一款设计成熟、性能可靠的中高压风机。深入理解其从基本原理到性能参数，从核心配件到故障修理的完整知识体系，对于风机的正确选型、高效运行和科学维护至关重要。作为技术人员，我们应树立“预防为主，修护结合”的理念，通过规范的日常点检、定期保养和精准的大修，不仅能及时排除故障，更能有效延长设备寿命，保障生产系统的连续稳定运行，最终为企业创造最大的经济效益。

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