作者:王军(139 7298 9387)
关键词: 离心风机、C系列多级离心风机、滑动轴承、轴瓦、风机选型、风机配件、气体输送、工业应用
引言
离心风机作为工业领域的“心脏”设备,广泛服务于污水处理、冶金鼓风、化工气体输送、电力脱硫等诸多关键流程。其中,多级离心风机以其高压力输出、稳定运行和广泛的气体介质适应性,成为高压应用场景的首选。C系列多级离心风机便是该领域的典型代表。本文将深入解析C820-1.0764/0.7764
这一特定型号的多级离心风机,从其型号含义、结构特点、使用范围到核心配件进行系统性阐述,旨在为风机技术从业者提供一份详实的参考资料。
一、离心风机基础与C系列定位
离心风机的工作原理基于动能转换。当叶轮被原动机(通常是电机)驱动高速旋转时,气体从风机轴向进入叶轮,在离心力作用下被加速并甩向叶轮外缘,其动能随之增加。高速气体进入蜗壳形机壳后,流道截面逐渐扩大,气体流速降低,部分动能被转化为静压能,从而使气体以高于进口的压力排出。
根据结构形式,离心风机可分为多种系列:
“C”系列:多级、低速、高压离心风机。通过多个叶轮串联工作,逐级增压,最终获得较高的出口压力。适用于要求压力高但流量适中的工况。
“D”系列:多级、高速、高压离心风机。通过提高转速来实现更高压力,结构紧凑,效率较高。
“AI/AII”系列:单级、悬臂或双支撑结构风机。流量大,但压力相对较低,适用于大流量、中低压力的场景。
“S”系列:单级、高速、双支撑风机。兼顾了流量与速度,适用于特殊高性能需求。
“G”系列:通用通风机,用于常规通风换气。
“Y”系列:引风机,常用于锅炉系统、烟气排放等,介质多为高温烟气。
C系列的定位非常明确:它牺牲了单级风机的大流量特性,通过多级叶轮的串联结构,专注于为系统提供稳定、可靠的高压气体输出。其转速相对较低,运行平稳,寿命长,维护成本可控,是传统工业领域中不可或缺的动力设备。
二、型号解析:C820-1.0764/0.7764
以C820-1.0764/0.7764为例,其型号编码遵循了我国离心风机的命名规范,蕴含了该风机的核心性能参数:
1. “C”:代表系列代号,即多级、低速、高压离心鼓风机。
2.
“820”:代表该风机在额定工况下的流量为820立方米/分钟(m³/min)。这是一个非常大的流量,表明该风机是为大型工业系统(如大型高炉、大规模化工流程)设计的。
3. “-1.0764”:表示风机的出口绝对压力为1.0764个大气压(ata)。通常,1个标准大气压约为101.325 kPa。因此,1.0764 ata ≈
109.1 kPa。这表示风机出口压力比标准大气压高出约0.0764个大气压(≈7.74 kPa),即风机的升压(压升) 为7.74
kPa。这对于克服大型管网系统的阻力至关重要。
4. “/0.7764”:“/”符号后的数字表示风机的进口绝对压力为0.7764个大气压(ata),约合78.7
kPa。这表明风机并非从标准大气压环境下吸气,而是从一个负压环境(或低于标准大气压的环境)
中吸气。进口压力低于1个大气压,常见于系统进口前端有阻力较大的过滤装置、或者风机本身是作为第二级增压设备使用等场景。
综合解读:
该风机用于从一個绝对压力约为0.7764 ata的进口环境中,以820 m³/min的流量抽取气体,并将其压力提升至1.0764
ata后排出。其工作的实际全压升(出口压力-进口压力) 为 (1.0764 - 0.7764) = 0.3 ata (≈30.4
kPa)。这一点在选型和系统设计时必须明确,风机的能力体现在这个“压升”上,而非单一的出口压力值。
对比举例: 文中提到的选矿风机型号C350-1.14/0.987,其进口压力0.987 ata接近标准大气压,出口压力1.14 ata,压升约为0.153
ata(15.5 kPa)。而C820-1.0764/0.7764的进口压力更低,但压升更高(0.3 ata),说明其工作的系统环境更特殊,承担的增压任务更重。
三、核心特征:滑动轴承(轴瓦)的应用
型号中特别注明“用滑动轴承-轴瓦”,这是一个关键的技术特征,决定了风机的结构、维护和使用寿命。
1. 滑动轴承 vs. 滚动轴承
滚动轴承:常见于中小型风机、高速风机(如D系列)。摩擦系数小,启动灵敏,效率高,标准化程度高,易于更换。但在超重型、低速重载的工况下,其寿命和承载能力可能不及滑动轴承。
滑动轴承(轴瓦):本型号所选用的类型。依靠轴颈与轴瓦之间的油膜来支撑转子,实现流体摩擦。
2. 滑动轴承在此类风机中的应用优势:
高承载能力:C820风机转子重量大,820m³/min的流量意味着叶轮尺寸和轴径都很大。滑动轴承的单位面积承压能力远高于滚动轴承,能稳定支撑重型转子。
优良的阻尼减振特性:油膜具有良好的吸振能力,能有效缓冲转子运行中的振动和冲击,使运行更加平稳,噪音更低,这对于多级风机转子的动力学稳定性至关重要。
寿命长,耐冲击:在保证良好润滑和清洁度的情况下,滑动轴承的磨损很小,理论寿命可达十年以上。其对瞬间的冲击负载承受能力也更强。
适用于低速重载工况:C系列风机转速相对不高,正符合滑动轴承的最佳工作区间。
3. 对使用和维护的要求:
滑动轴承的优异性能高度依赖一套复杂、可靠的润滑系统。必须配备:
高压顶轴油系统:在风机启动前,先启动高压油泵,将高压油注入轴瓦底部,将转子顶起,形成油膜,避免干摩擦,保护轴瓦。
连续工作的润滑油站:包括主油泵、辅油泵、油冷却器、双联过滤器、油箱、加热器等。需持续提供足够流量、合适温度(通常40-45℃)、洁净度高的润滑油。
严格的维护规程:需定期监测润滑油品质、油温、油压,检查轴瓦间隙,确保润滑系统万无一失。任何润滑中断都可能导致烧瓦、抱轴等严重事故。
四、使用范围与技术特点
1. 适用输送介质:
如参考内容所示,C系列风机可输送多种工业气体,包括但不限于:
空气 (Air)
二氧化碳 (CO₂)
氮气 (N₂)
氧气 (O₂)
稀有气体:氦气(He)、氖气(Ne)、氩气(Ar)
氢气 (H₂)
其他无毒混合工业气体
注意:对于氢气等密度极小的气体,风机需进行特殊设计(如密封、防爆、材料选择)。输送氧气时,所有部件必须严格脱脂,杜绝油污,以防燃爆。
2. 典型应用领域:
冶金工业高炉鼓风:为高炉提供燃烧所需的巨大风量和一定压力的空气。C820的大流量特性非常适合大型高炉。
化工生产气体输送:在庞大的化工联合体中,用于长距离、大流量输送各种工艺气体,并克服管道和反应装置的阻力。
污水处理曝气:向曝气池中注入空气,为好氧菌提供氧气。虽然罗茨风机更常见,但在超大规-模污水处理厂中,大流量的多级离心风机也有应用。
电力行业烟气脱硫/脱硝:在FGD系统中,用于输送氧化空气等介质。
浮选洗煤选矿:为浮选槽提供充气搅拌所需的气源。
3. 技术特点总结:
多级增压:通常由2-10个级叶轮串联组成,每级叶轮对气体做功增压。
转速稳定:常采用工频电机驱动,转速恒定,性能曲线稳定。
效率曲线平坦:高效区较宽,在工况有一定波动时仍能保持较高效率。
结构复杂:由于级数多,包含机壳、多级叶轮、隔板、密封、轴承、润滑系统等,结构庞大复杂。
调节方式:流量调节通常不采用调速,而是通过进口导叶、出口阀门或旁通回流等方式实现。
五、核心配件解析
一台完整的C820风机机组是由主机和一系列辅助系统构成的复杂单元。
1. 主机部分:
转子总成:风机的心脏。包括主轴、各级叶轮(通常为后向叶片,效率高)、平衡盘、联轴器等。动平衡精度要求极高。
机壳与隔板:通常为水平剖分式,便于安装和检修。机壳容纳转子,隔板将各级叶轮分开,并形成扩压器和回流器,引导气体有序地进入下一级。
滑动轴承总成:包括轴承座、轴瓦(通常为巴氏合金材质)、轴承盖等。轴瓦间隙是关键装配参数。
密封系统:包括级间密封(迷宫密封)和轴端密封。防止气体在级间泄漏和向外环境泄漏。对于特殊气体,可能采用碳环密封、干气密封等特殊形式。
2. 润滑系统:
主润滑油站:如前所述,是滑动轴承的“生命线”。包含油箱、油泵(一主一备)、油冷却器、双联滤油器、安全阀、蓄能器、仪表盘(压力表、温度计)、电加热器等。
管路仪表:包括供油管、回油管、压力传感器、温度传感器等,将润滑油输送至各润滑点并监控状态。
3. 监测与控制系统:
振动/温度监测:安装在轴承座上的振动传感器和轴瓦温度传感器(通常是Pt100),实时监测转子运行状态,超限报警停机。
差压变送器:监测滤油器的堵塞情况,压差过高时提示更换滤芯。
PLC控制柜:集成逻辑控制,实现风机的一键启停、润滑系统的联锁控制(如:主油泵压力低时自动启动辅泵;润滑油压未建立,主机无法启动;主机停转后,辅油泵需继续运行一段时间后方可停止等)。
4. 配套电机与传动:
高压异步电动机:根据C820的功率需求,通常配用6kV或10kV高压电机。
联轴器:采用膜片式或齿式联轴器,连接电机与风机主轴,补偿对中误差。
六、选型、安装与维护要点
1. 选型:
选型绝非简单地看流量和压力参数。必须提供:
介质详细成分:特别是密度、湿度、杂质含量。
进口状态:绝对压力、温度。这直接决定了风机的实际工况。
所需流量和压升:指明是质量流量还是体积流量(若体积流量,需说明状态)。
安装环境:海拔、环境温度。
2. 安装:
基础:需要坚固的混凝土基础,预留地脚螺栓孔。二次灌浆必须密实。
找正:电机与风机主轴的找正是安装的核心,必须严格控制同心度和平行度误差,否则会引起剧烈振动。
管道连接:进出口管道应设置独立的支撑,严禁将管道重量直接作用在风机机壳上。应安装柔性接头以减少应力和振动传递。
3. 维护:
日常点检:检查油位、油温、油压、振动、异响。
定期维护:定期化验润滑油品质,定期清洗或更换滤芯,定期检查联轴器对中情况。
大修:根据运行时间或状态监测结果,定期进行大修。大修内容包括:检查清洗气体流道、检查叶轮磨损腐蚀情况、检查迷宫密封间隙、检测轴瓦磨损情况及间隙、对转子进行动平衡校验等。
结语
C820-1.0764/0.7764型多级离心风机是我国大型工业装备自主化能力的体现,其大流量、高压升、运行稳定的特点,使其在冶金、化工等国民经济的支柱行业中扮演着关键角色。深刻理解其型号背后的技术含义,掌握其以滑动轴承为核心的结构特点,并配套以科学严谨的安装、维护规程,是保障其长期、稳定、高效运行的根本。随着智能制造和预测性维护技术的发展,此类大型风机的运行管理和维护也正朝着更智能、更精准的方向不断演进。
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