多级离心鼓风机基础知识与C60-1.35型号深度解析

作者：王军（139-7298-9387）

关键词：多级离心鼓风机、C60-1.35、性能参数、风机配件、风机修理、叶轮、平衡

引言

在工业领域，特别是污水处理、气力输送、矿山通风、化工冶炼等流程中，鼓风机作为提供气源动力的核心设备，扮演着不可或缺的角色。其中，多级离心鼓风机因其效率高、运行平稳、流量压力范围广等优点，占据了重要的市场地位。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——C60-1.35为例，深入剖析其性能特点、核心配件构成以及日常维护与修理的关键要点，希望能为相关领域的技术人员提供一份实用的参考。

第一章：多级离心鼓风机工作原理概述

要理解C60-1.35，首先必须掌握多级离心鼓风机的基本工作原理。它与单级离心风机最根本的区别在于“多级”二字，即通过多个叶轮串联工作的方式，实现对气体能量的逐级增加，从而获得远高于单级风机所能达到的出口压力。

其工作流程可以概括为：

进气阶段： 气体（通常是空气）通过进气口和进气室，被平稳地导入第一级叶轮的中心部位（即进气口）。 能量传递阶段： 高速旋转的叶轮带动气体一起旋转，气体在离心力的作用下从叶轮中心被甩向边缘。在此过程中，叶轮对气体做功，将机械能转化为气体的动能（速度增加）和静压能（压力提高）。 能量转换与导流阶段： 从叶轮出来的高速气体进入称为“扩压器”的固定部件。扩压器的流通截面逐渐增大，使气体的流速降低，根据伯努利原理，气体的动能在这里被有效地转化为静压能，使压力得到进一步提升。 回流与下一级压缩： 经过扩压器增压后的气体，通过“回流器”被引导至下一级叶轮的进气口。回流器的作用是消除气体的旋转运动，并将其均匀地、以合适的角度送入下一级叶轮，为下一次能量传递做好准备。 多级串联： 上述过程（叶轮→扩压器→回流器）重复进行，每一级都会使气体的压力升高一个台阶。一台多级离心鼓风机通常包含2至10级甚至更多的压缩级。 最终输出： 经过最后一级压缩的气体，通过蜗壳（或出气室）汇集后，从出风口排出，输送至用气点。

这种多级串联的结构设计，使得风机能够在单台设备上实现数千至数万毫米水柱（mmH2O）的升压，满足了工业生产中对中高压风源的广泛需求。

第二章：C60-1.35型多级离心鼓风机性能参数详解

型号是风机身份的象征，C60-1.35这个型号蕴含了其核心性能指标。

“C”：通常代表“鼓风机”或“离心式”。 “60”：代表风机在标准进气状态下的进口容积流量，单位为立方米每分钟（m³/min）。这意味着该风机设计的名义输送能力为每分钟60立方米的空气。 “1.35”：代表风机的出口绝对压力，单位为千克力每平方厘米（Kgf/cm²）。这是一个绝对压力值，需要与相对压力（表压）进行区分。

结合您提供的具体参数，我们对C60-1.35的性能进行更深入的解读：

输送介质： 空气。这是最常见的设计介质，其物理性质（如密度、比热容）是风机气动设计的基准。 进风口流量：60 m³/min。这是风机设计工况下的核心参数之一，指单位时间内吸入的空气体积。需要注意的是，此流量是进口状态下的体积流量，它会随着进口温度、压力的变化而变化。 进风口压力：1 Kgf/cm²（绝压）。这约等于标准大气压（1.033 Kgf/cm²），表明该风机设计进气条件为常压空气。 进风口温度：20℃。这是风机的标准设计进气温度。温度直接影响气体密度，进而影响风机的实际质量流量和功率消耗。 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典型密度。密度是计算风机功率和压力的关键参数。风机产生的压力正比于气体密度。 出风口升压：3500 mmH2O。这是风机实际克服的阻力，即出口压力与进口压力之差，也称为“压升”或“表压”。将单位统一换算：1 Kgf/cm² ≈ 10000 mmH2O。因此，出口绝对压力为 1.35 Kgf/cm² ≈ 13500 mmH2O。进口压力为 1 Kgf/cm² ≈ 10000 mmH2O。故压升为 13500 - 10000 = 3500 mmH2O，与参数相符。 轴功率：49.7 KW。这是风机转子（叶轮轴）实际消耗的功率，等于驱动机传递给风机轴的功率。它不包括电机、齿轮箱等传动部件的损失。轴功率的计算可以近似理解为：轴功率 等于 （质量流量 乘以 单位质量功） 除以 风机效率。 转速：2970 r/min。这是风机转子的工作转速，与电机的极数（2极电机同步转速为3000r/min）直接相关。转速是影响风机流量和压力的最关键因素之一，流量与转速近似成正比，压力与转速的平方近似成正比。 配套电机功率：Y250M-2 / 55 KW。
“Y”系列表示三相异步电动机。 “250M”是机座号，代表电机的中心高和外形尺寸。 “2”表示电机极数为2极，同步转速3000r/min，额定转速约2970r/min。 “55KW”是电机的额定输出功率。选择比轴功率49.7KW更大的电机，是考虑了电机本身的效率、可能的工况波动以及必要的安全余量（安全系数），确保电机不会在满负荷或超负荷状态下长期运行，提高设备可靠性。

性能曲线与工况点：
在理想情况下，C60-1.35在转速2970r/min下，进口状态为20℃、标准大气压的空气时，其流量-压力性能曲线上的一个特定工况点就是：流量60m³/min，压升3500mmH2O。此时，风机运行效率最高。如果管网阻力发生变化（即实际需要的压升变化），风机的实际流量和功率也会沿着性能曲线移动。例如，当管网阻力增大（如阀门关小），压升会增加，流量会减少；反之亦然。

第三章：风机核心配件解析

一台多级离心鼓风机犹如一个精密协作的系统，其性能与可靠性依赖于各个配件的完美配合。以下是C60-1.35的主要核心配件：

转子总成： 这是风机的“心脏”。
叶轮： 是能量传递的核心部件，通常采用后向型叶片设计以获得较高的效率。材料多选用优质碳钢（如45钢）或合金钢，并经过精密加工和动平衡校正，以确保高速旋转下的强度和稳定性。 主轴： 支撑和带动所有叶轮旋转。要求具有极高的刚性和韧性，材料常为40Cr或42CrMo等合金钢，经过调质处理以提升综合机械性能。 平衡盘： 多级离心风机中至关重要的部件，用于平衡大部分由叶轮产生的轴向推力，减轻推力轴承的负荷，保证转子轴向定位的稳定性。 联轴器： 连接风机主轴和电机轴，传递扭矩。常见的有膜片联轴器，具有补偿两轴相对偏移的能力，传动精度高。
静止部件： 构成气体的流道和支撑。
机壳（气缸）： 容纳转子、叶轮和导叶，承受工作压力。通常为铸铁或铸钢件，结构厚重以保证刚性。 扩压器与回流器： 通常集成在隔板中，安装在各级叶轮之间。它们引导气流并实现动能向压力能的转换。材质通常与机壳匹配。 密封系统：
级间密封： 通常是迷宫密封，安装在隔板与主轴之间，防止高压级的气体向低压级泄漏，保证各级压缩效率。 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，可能采用迷宫密封、填料密封或机械密封。对于空气介质，C60-1.35大概率采用迷宫密封。
轴承与润滑系统：
支撑轴承： 采用滚动轴承（如双列向心球面滚子轴承）或滑动轴承（油膜轴承），用于支撑转子重量，保证其径向定位。 推力轴承： 用于承受剩余的轴向推力，确保转子不发生轴向窜动。通常采用能承受较大推力的滚动轴承（如角接触球轴承组合）。 润滑系统： 对于中小型风机可能采用脂润滑，但对于像C60-1.35这样功率较大的风机，极有可能采用稀油强制润滑系统，包括油箱、油泵、冷却器、过滤器等，为轴承提供持续、清洁、冷却的润滑油。
底座与附件： 包括支撑整个机组的底座、进出口消音器、弹性支座、仪表（压力表、温度计）等。

第四章：风机常见故障与修理技术解析

对风机配件的深入理解是进行有效修理的基础。以下是C60-1.35可能遇到的典型故障及修理方法。

一、振动超标

振动是多级离心鼓风机最常见的故障现象，原因复杂。

原因分析：
转子不平衡： 这是最主要的原因。可能是叶轮磨损、腐蚀、结垢不均匀，或修理后动平衡精度未达到要求（通常要求达到G2.5级或更高）。 对中不良： 风机与电机联轴器对中超差，会导致周期性附加力，引起振动。 轴承损坏： 轴承磨损、点蚀、保持架断裂等，会导致振动和异响。 基础松动或地脚螺栓松动： 支撑刚度不足。 喘振： 当风机在小流量、高压升工况下运行时，会出现失速喘振，表现为剧烈振动和气流啸叫，对风机危害极大。
修理方案：

现场动平衡： 如果判断为转子不平衡，且不便拆卸转子，可采用现场动平衡技术。通过振动分析仪测量初始振动，试加配重，再测量，最终计算出应加配重的大小和位置，在线消除不平衡量。 重新对中： 使用激光对中仪或百分表，严格按照厂家要求（通常要求径向和端面偏差均小于0.05mm）重新调整风机与电机的同心度和平行度。 更换轴承： 停机解体，取出转子，使用专用工具拆卸旧轴承，安装新轴承时最好采用热装法（油浴加热），确保安装到位。 紧固与检查： 检查并紧固所有地脚螺栓，必要时检查基础混凝土是否有裂纹。

二、轴承温度过高

原因分析：
润滑不良： 润滑油量不足、油质变质、油型号不对、油路堵塞。 轴承安装问题： 安装过紧，游隙不当。 冷却不足： 油冷却器结垢或堵塞，冷却效果下降。 轴承本身缺陷或寿命到期。
修理方案：

检查润滑系统： 检查油位，取样化验油质，必要时更换新油；清洗油过滤器、油冷却器。 调整轴承游隙： 若为可调整游隙的轴承（如双列滚子轴承），需按标准重新调整。 检查更换轴承： 若轴承已损坏，必须更换。

三、风量或压力不足

原因分析：
转速降低： 电网频率或电压波动导致电机转速下降。 密封间隙过大： 级间迷宫密封和轴端密封磨损，导致内泄漏和外泄漏严重，效率下降。 叶轮磨损或腐蚀： 叶片型线改变，气动性能恶化。 滤清器堵塞： 进口过滤器阻力过大，导致进口压力降低，实际吸入流量减少。 管网泄漏或阻力变化。
修理方案：

调整转速： 若为变频驱动，检查变频器设置。 调整或更换密封： 大修时，检查所有迷宫密封的径向和轴向间隙，如超过允许值（通常为图纸要求的1.5-2倍），必须更换新密封件。 修复或更换叶轮： 对于磨损，可进行堆焊修复并重新进行型线加工和动平衡；腐蚀严重则需更换新叶轮。 清洗或更换过滤器。

四、异常噪音

原因分析： 轴承损坏、齿轮啮合不良（如果有增速箱）、转子与静止件摩擦（扫膛）、喘振、基础共振等。 修理方案： 结合声音特征（是连续摩擦声、周期性撞击声还是气流啸叫声）判断原因，针对性处理，如更换轴承、调整间隙、避开喘振区等。

大修流程概要：
对于C60-1.35这样重要的设备，定期大修是保证其长周期安全运行的关键。

准备工作： 断电、隔离、办理安全作业票证。准备工具、备件和技术资料（总装图、零件图）。 解体： 拆除联轴器护罩、管路、仪表。松开中分面螺栓，吊开上机壳。依次拆卸轴承箱、取出转子。 清洗检查： 彻底清洗所有零件，检查测量各部件磨损、腐蚀、裂纹情况。重点测量：叶轮口环间隙、各级密封间隙、轴颈椭圆度、轴承游隙、叶轮瓢偏度等。 修理与更换： 对超标或损坏的零件进行修复或更换。所有重新装配的旋转部件必须重新进行精确的动平衡校正。 回装： 按解体相反顺序回装，确保各部件清洁，配合间隙符合图纸要求。严格进行联轴器对中。 调试与试运行： 加注润滑油，盘车灵活后，点动试转，无异常后空载运行，监测振动、温度、噪音。正常后逐步加载至额定工况，全面检查各项参数。

结论

多级离心鼓风机C60-1.35是一款结构经典、性能稳定的工业核心设备。深入理解其从基本原理到性能参数，从每一个配件的功能到整体修理维护的要点，是确保其高效、稳定、长寿命运行的技术保障。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、修复它，使其更好地为生产服务。希望本文能对同行们在日常工作中遇到的相关问题提供一些有益的启发和帮助。

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