多级离心鼓风机C140-1.5性能、配件与修理技术解析

作者：王军（139-7298-9387）

关键词：多级离心鼓风机，C140-1.5，性能参数，叶轮，隔板，***轴封***，风机检修，动平衡

引言

在工业领域，特别是污水处理、冶炼化工、物料输送等行业中，离心风机是不可或缺的核心动力设备。其中，多级离心鼓风机以其能够提供稳定、高压气体介质的特性，占据了重要的市场地位。本文将以我司典型的“C”型系列多级离心鼓风机C140-1.5为例，结合其具体性能参数，系统性地阐述其工作原理、性能特点，并对核心配件及常见故障的修理维护进行深入解析，旨在为同行技术人员提供一份实用的参考。

第一章：离心风机基础与C系列风机概述

离心风机的工作原理基于动能转换为势能。当电机驱动风机叶轮高速旋转时，叶轮间的气体在离心力作用下被甩向叶轮边缘，流经蜗壳形机壳时，气体的部分动能转化为静压能，最终从出口排出。与此同时，叶轮中心形成低压区，外部气体被持续吸入，从而形成连续的气流。

根据结构和压力范围，离心风机可分为多种系列。如您所提供的系列分类：

“C”型系列多级离心鼓风机：本文重点，通过多个叶轮串联工作，逐级增压，适用于中高压场合。 “D”型系列高速高压风机：通常采用更高转速和特殊结构，实现更高压力输出。 “AI”型系列单级悬臂风机：结构紧凑，叶轮悬臂安装，适用于中低压工况。 “AII”型系列单级双支撑风机：叶轮由轴承箱两端支撑，运行更稳定，适用于稍大功率和压力。 “S”型系列单级高速双支撑风机：结合了高速和双支撑优点，效率高，性能稳定。 “G”是通风机系列：一般用于通风换气，压力较低。 “Y”是引风机系列：专为锅炉等高温烟气引风设计，耐高温耐腐蚀。

“C”型系列多级离心鼓风机的核心优势在于其“积小压成高压”的能力。单个叶轮的增压能力有限，通过将多个叶轮安装在同一根转轴上，并配以中间的导流部件（隔板），使气体依次通过每一级叶轮，其总出口压力近似等于各级叶轮增压之和，从而高效地达到所需的较高工作压力。

第二章：C140-1.5型号机性能深度解析

型号C140-1.5清晰地标明了其核心性能指标：C代表系列，140代表进口容积流量为140立方米每分钟，1.5代表风机为1.5级（通常指包含一个完整的叶轮级和半个扩压器级，但在实际型号命名中，常直接指叶轮数量，此处可理解为单级叶轮，或厂商特定命名。根据出风口升压5000mmH2O判断，更可能为多级。为准确起见，我们假设其为常见的多级结构，例如4-6级，下文按此分析）。我们结合给定参数进行解读：

输送介质与进口条件：
介质：空气。这是最常见的介质，其物性参数稳定。 进口流量：140 m³/min。这是在进口状态（压力1 kgf/cm²，温度20℃）下的容积流量，是风机选型的关键依据。 进口压力：1 kgf/cm²（约等于0.1 MPa绝压）。这表明风机是从一个微正压的环境下吸气，而非标准大气压。 进口温度：20℃。常温工作，对材料无特殊耐高温要求。 介质密度：1.2 kg/m³。此密度是基于进口压力（1 kgf/cm²为绝压约1.03 atm）和温度20℃计算所得，略高于标准空气密度（1.293 kg/m³， 20℃， 1 atm），符合给定进口压力条件。
出口性能与风机能力：
出风口升压：5000 mmH2O。这是风机核心性能指标，即风机出口压力比进口压力增加的值为5000毫米水柱（约等于49 kPa或0.49 bar）。总压升 = 进口压力 + 出口升压。这表明风机克服系统阻力的能力很强。
功率与效率：
轴功率：179.7 kW。指风机轴从电机上实际获得的功率。计算公式可描述为：轴功率 正比于 流量、压升、介质密度，反比于风机效率。 配套电机功率：185 kW。电机的额定功率略大于风机轴功率，这是为了预留一定的安全余量（富裕系数），以应对可能的工况波动和确保启动顺畅，同时避免了电机长期满负荷运行。
运行参数：
转速：2980 r/min。这是典型的两极电机的同步转速，说明风机与电机可能通过联轴器直联，传动效率高，结构紧凑。

性能综合分析：C140-1.5风机在非标准进气压力（略高于常压）下，以2980 rpm的高转速，将140 m³/min的空气压力提升了49 kPa，所需功率为179.7 kW。其性能曲线（虽未图示，但可想象）应表现为：在固定转速下，流量减小则压升增大，轴功率随之减小；反之亦然。用户在实际使用时，需确保管网特性曲线与风机性能曲线在高效区相交，以实现节能稳定运行。

第三章：核心配件结构与功能解析

多级离心鼓风机如同一个精密系统，其性能依赖于各部件的协同工作。以下是C140-1.5等“C”型号机的核心配件解析：

转子组件：这是风机的“心脏”。包括主轴、叶轮、平衡盘、联轴器等。
叶轮：是风机唯一对气体做功的部件。其型式（如后向、前向、径向）、直径、出口角、材质（通常为优质碳钢或不锈钢）直接决定风机的压升和效率。多级风机中，各级叶轮尺寸可能相同（等径）或不同（变径）。 主轴：承载所有旋转部件，传递扭矩。要求有极高的强度、刚度和加工精度。 平衡盘：用于平衡多级叶轮产生的巨大轴向力，是保证风机长期稳定运行的关键部件。
静止部件：构成气体流道和支撑系统。
机壳：通常为铸铁或铸钢件，水平剖分式便于检修。它容纳所有内部部件，并形成最终的出口蜗室。 隔板：安装在机壳内，位于各级叶轮之间。其上固定有扩压器（将叶轮出口气体的动能转化为静压能）和回流器（引导气体以最佳角度进入下一级叶轮进口）。隔板的密封齿与主轴形成迷宫密封，防止级间泄漏。 轴承箱：内置滚动轴承或滑动轴承（巴氏合金轴瓦），支撑转子并保证其平稳旋转。润滑和冷却系统至关重要。 ***轴封***：位于风机轴两端，防止气体从机壳内泄漏到大气中，或外界空气被吸入。常见形式有迷宫密封（非接触式，靠微小间隙节流）、填料密封（接触式，需润滑）和机械密封（用于有毒、贵重气体，密封效果好）。

第四章：风机常见故障与修理维护指南

对风机配件的深刻理解是进行有效修理的基础。以下是C140-1.5风机常见的故障现象、原因及修理方法。

振动超标
原因：这是最常见故障。主要包括：① 转子不平衡（叶轮粘灰、磨损、腐蚀或修理后未做动平衡校正）；② 对中不良（风机与电机联轴器对中超差）；③ 轴承损坏（磨损、疲劳剥落）；④ 地脚螺栓松动；⑤ 临界转速（工作转速接近转子固有频率）。 修理：
停机检查地脚螺栓和联轴器对中情况。 检查轴承，测量间隙，必要时更换。 若怀疑转子不平衡，必须将整个转子组件拆下，在专业的动平衡机上进行动平衡校正。平衡精度等级需达到G2.5或更高。校正方法可采用去重（钻孔）或加重（加平衡块）法。
轴承温度过高
原因：① 润滑不良（油位过低、油质劣化、润滑油牌号不对）；② 冷却系统故障（冷却水管堵塞、冷却器效率低）；③ 轴承安装不当（配合过紧或过松）；④ 负荷过大（风机在喘振区运行）。 修理：
立即检查油位、油质，按规定换油。 检查冷却水流量和温度。 若润滑和冷却正常，需停机检查轴承游隙和安装情况。重新安装或更换轴承。
风量或压力不足
原因：① 进口过滤器堵塞，导致进气阻力过大；② 密封间隙过大（特别是级间迷宫密封和轴端密封），造成内部泄漏严重；③ 叶轮磨损，效率下降；④ 转速降低（如皮带传动打滑）；⑤ 管网阻力实际大于设计值。 修理：
清洁或更换进口过滤器。 停机大修，测量并调整各级密封间隙至厂家规定值。严重磨损的密封件必须更换。 检查叶轮，若磨损严重需进行修复或更换。
喘振
原因：当风机在小流量、高压升工况下运行时，会出现气流脱离叶片现象，导致流量和压力剧烈波动，并伴随巨大噪音和振动，对风机破坏性极大。 修理/预防：这不是“修理”问题，而是操作和系统设计问题。必须确保风机的工作点远离喘振区。方法包括：① 设置放空阀，在小流量时打开旁通；② 采用进口导叶或变频调速来调节流量；③ 在系统设计时确保最小流量大于喘振流量。

大修流程简述：
对于C140-1.5这类风机，定期大修是必要的。流程包括：断电、隔离→拆除相连管路和联轴器→吊开上机壳→吊出转子组件→全面清洗检查→测量所有配合间隙（轴承间隙、密封间隙、叶轮口环间隙）→检查叶轮、主轴有无裂纹变形（必要时做无损探伤）→更换所有密封件和轴承→转子动平衡校正→按顺序回装，严格保证对中精度→单机试车，监测振动、温度、电流等参数。

结论

C140-1.5型多级离心鼓风机是一款典型的中高压动力设备，其性能优异，结构复杂。深入理解其性能参数背后的意义，掌握其核心配件的工作原理，是进行日常维护和故障诊断的基础。作为一名风机技术工作者，我们不仅要能操作设备，更要具备从现象看本质的能力，通过科学的分析和规范的修理流程，确保风机始终运行在最佳状态，为企业创造最大价值，同时保障设备与人员的安全。

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