多级离心鼓风机C120-1.7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、C120-1.7、性能曲线、转子总成、隔板、密封、风机维修、动平衡

引言

在工业生产中，特别是污水处理、矿山通风、物料输送、化工合成等领域，需要提供稳定、高压力的空气动力源。离心风机，尤其是多级离心鼓风机，因其结构紧凑、效率高、运行平稳、噪音相对较低等优点，在其中扮演着至关重要的角色。本文将以我司经典的C型系列多级离心鼓风机中的C120-1.7型号为例，深入剖析其基础工作原理、核心性能参数、关键配件构成以及常见的维修保养要点，旨在为风机技术同行提供一份实用的参考材料。

第一章：离心风机基础与C系列多级鼓风机概述

1.1 离心风机的基本原理

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，叶轮内的空气在离心力的作用下被甩向叶轮边缘，流经蜗壳或导叶的收集和导流，速度能（动能）逐步转变为压力能（静压），最终从风机出口排出。与此同时，叶轮中心部位形成负压，外部空气被持续吸入，从而形成连续的气流。其产生的全压（风压）与叶轮的圆周速度的平方成正比，与气体密度成正比。

1.2 多级增压技术

单级离心风机受限于叶轮线速度和结构强度，其单级增压能力有限。当工艺要求较高的出口压力时，就需要采用多级串联的结构。多级离心鼓风机将多个叶轮依次安装在同一根主轴上，每个叶轮外围都配有导叶（或称回流器）。气流经第一级叶轮增压后，通过导叶改变方向并均匀地导入下一级叶轮的进口，进行再次增压。如此逐级累加，最终在出口处获得所需的高压力。C120-1.7型号正是这一技术的典型代表。

1.3 “C”型系列多级风机特点

根据您提供的系列信息，“C”型系列多级风机通常具有以下特点：

结构形式： 采用多级、双支撑、水平剖分式机壳结构。水平剖分意味着机壳沿轴中心线水平分成上下两半，便于安装和检修转子总成，而无需拆卸进出口管道。 应用范围： 适用于中高压力的工况，是工业领域最常用、最经典的多级风机结构。 对比其他系列： 相较于“D”型系列（多为垂直剖分，适用于更高压力或特殊介质）、“AI/AII”型（单级，流量大、压力低）、“S”型（高速单级，结构特殊）以及“G/Y”型（通风/引风机，压力较低），C系列在压力范围、维护便利性和成本之间取得了良好平衡。

第二章：C120-1.7型号风机性能深度解析

现在我们聚焦于C120-1.7这台具体设备，结合您提供的参数进行解读。

2.1 型号释义

C: 代表C型系列多级离心鼓风机。 120: 通常表示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）。此参数明确了风机的“排风能力”。 1.7: 通常表示风机的压力系数或比转速经换算后的一个标识，在不同厂家可能有不同定义，但在此处，结合参数看，它直观地关联了出口升压7000mmH₂O这一核心指标。

2.2 核心性能参数分析

输送介质：空气。这是最常见的介质，其物性参数稳定，风机设计也最为成熟。 进口容积流量：120 m³/min。这是风机设计的重要工况点。需要强调的是，容积流量会随着进口状态（尤其是压力、温度）的变化而变化，但风机在特定转速下“输送容积”的能力是相对固定的。质量流量则等于容积流量乘以介质密度。 进口压力：1 Kgf/cm²（约合98.1 kPa，绝对压力）。这是一个高于标准大气压（约101.3 kPa）的进口压力，表明该风机可能用于一个正压供气的系统中，或者其进口连接着前一级增压设备。这在计算风机实际压缩比和功率时至关重要。 进口温度：20 ℃。标准室温，是性能测试和设计的标准条件。 进口介质密度：1.2 kg/m³。这是在标准大气压、20℃下的空气密度。实际运行密度需根据实际进口压力和温度进行修正。 出口升压：7000 mmH₂O（约68.65 kPa）。这是风机需要克服的阻力，即风机的静压。这是衡量风机做功能力的关键指标。 轴功率：165.5 KW。这是风机转子实际消耗的功率，等于电机输出功率减去传动损失（如果是直联，损失很小）。其计算公式可近似描述为：轴功率 （KW） = （质量流量 （kg/s） × 风机全压升 （Pa）） / （1000 × 风机全压效率）。通过此公式可以反算出该工况下风机的运行效率。 转速：2955 r/min。这是风机转子的工作转速，非常接近电机的同步转速（3000 r/min，2极电机），表明极有可能是电机通过联轴器直联驱动。高转速是离心风机获得高压力的基础。 配套电机：JK2122-2, 185 KW。电机功率（185KW）大于风机轴功率（165.5KW），留有足够的功率裕量（约11.8%），这是必要的，以防止因工况波动、电压不稳或设备轻微老化导致的过载，确保运行安全可靠。

2.3性能曲线与工况点理解

虽然不输出图表，但我们可以概念性地描述C120-1.7的性能曲线。在以流量为横坐标、压力为纵坐标的坐标系中，风机的压力-流量曲线是一条从左向右下降的曲线。即流量越大，风机能提供的压力越低。

额定工况点： 参数（流量120 m³/min， 升压7000 mmH₂O）对应性能曲线上的一个特定点，即设计工况点。在此点附近，风机效率最高。 管网阻力特性： 风机实际运行的工况点是由风机性能曲线和管网阻力曲线的交点决定的。管网阻力曲线是一条通过原点的抛物线。当系统阀门开度、管道长度或阻力部件发生变化时，管网阻力曲线会改变，从而改变风机实际运行的流量和压力。 喘振与阻塞： 风机在低流量区域运行时可能进入喘振区，这是一种危险的不稳定工况，表现为气流周期性振荡，伴有巨大噪音和振动。在高流量区域，则可能因流速过高而效率急剧下降，甚至达到阻塞状态。操作中必须避开这些区域。

第三章：风机关键配件解析

多级离心鼓风机是精密设备，其性能依赖于各个配件的协同工作。以下是C120-1.7的核心配件解析。

3.1 转子总成

这是风机的“心脏”，由主轴、叶轮、平衡盘、推力盘、联轴器等部件组成。

主轴： 高强度合金钢制成，具有极高的刚性和动平衡精度，用于安装所有旋转部件并传递扭矩。 叶轮： 是核心做功部件。C120-1.7有多个叶轮（具体级数需看图纸），通常采用后向叶片设计，效率较高。材料一般为优质碳钢或低合金钢，通过精密加工和动平衡校正。 平衡盘与推力盘： 多级风机因各级压力不同，会产生巨大的轴向推力。平衡盘通过引入高压气体到其背面，产生反向推力以抵消大部分轴向力。残余轴向力则由推力轴承承受，推力盘则是将轴向力传递给推力轴承的部件。

3.2 机壳与隔板

机壳（气缸）： 承受风机内压和支撑所有静止部件的主体。C系列为水平剖分式，上下半用螺栓连接。材料通常为铸铁或铸钢。 隔板： 安装在机壳内，将各级叶轮分开。隔板上安装有导叶（扩压器）和回流器。导叶将叶轮出口气体的动能转化为静压，回流器则将气流引导至下一级叶轮入口。隔板之间形成级间密封腔。

3.3 密封系统

密封是保证风机效率和防止介质泄漏的关键。

级间密封： 通常采用迷宫密封，安装在隔板与主轴之间，防止高压气体从级间泄漏回低压区，影响风机性能。 轴端密封： 防止机内气体沿主轴向外泄漏，或外界空气被吸入。根据介质和压力，可采用迷宫密封、填料密封或机械密封。对于输送空气的C120-1.7，迷宫密封是最常见的选择。

3.4 轴承与润滑系统

轴承： 采用滑动轴承（径向轴承）和推力轴承（止推轴承）组合。滑动轴承支撑转子重量，保证稳定旋转；推力轴承承受残余轴向力。滑动轴承需要稳定的油膜润滑。 润滑系统： 通常包括油箱、油泵、冷却器、滤油器和安全装置。它持续为轴承提供清洁、冷却的润滑油，是风机安全运行的“生命线”。

第四章：风机常见故障与修理解析

对风机配件的深入理解是进行有效维修的基础。

4.1 维修基本原则与安全流程

断电、挂牌、隔离： 任何维修前必须确保彻底的能量隔离。 清洁： 维修环境和工作部件的清洁度是维修质量的根本保证。 测量与记录： 拆卸前、中、后，对关键尺寸（如轴承间隙、叶轮口环间隙、转子窜量等）进行精确测量并记录，作为回装和判断磨损的依据。

4.2 常见故障与修理方案

1. 振动超标

原因分析： 这是最常见的问题。可能原因包括：转子动平衡失效（叶轮结垢、磨损、零件脱落）、对中不良、轴承损坏、地脚螺栓松动、喘振、基础刚性不足等。 修理解析：
检查对中： 使用百分表或激光对中仪重新精确校正电机与风机转子的对中度。 检查转子： 将转子总成送往动平衡机进行精密动平衡校正，平衡精度需达到G2.5或更高标准。 检查轴承： 检查轴承间隙、瓦面磨损情况，必要时更换。检查油膜是否建立良好。 清理叶轮： 若因结垢导致不平衡，需进行彻底清理，清理后必须重新做动平衡。

2. 轴承温度过高

原因分析： 润滑油量不足或油质恶化、冷却器效率下降、轴承间隙过小或损坏、安装不当、轴向力过大（平衡盘密封磨损）等。 修理解析：
检查润滑系统： 检查油位、油压，化验润滑油质量，清洗或更换油滤芯，检查油冷却器的换热效果。 检查轴承： 测量轴承间隙，检查接触斑点，确保符合标准。 检查平衡盘密封： 若平衡盘迷宫密封磨损严重，会导致轴向力增大，加重推力轴承负荷而引起温升，需更换密封件。

3.性能下降（风量/风压不足）

原因分析： 进口滤清器堵塞、密封间隙（级间密封和轴端密封）磨损过大导致内泄漏增加、转速未达到额定值、叶轮腐蚀或磨损。 修理解析：
检查过滤器： 更换或清理进口空气滤清器。 检查密封间隙： 大修时，必须测量所有迷宫密封的径向和轴向间隙。若间隙超过设计值的1.5-2倍，应更换密封条或密封环。这是恢复风机性能的关键步骤。 检查叶轮： 检查叶轮流道有无严重腐蚀或磨损，必要时进行修复或更换。

4.3 大修核心步骤概要

拆卸与清理： 按顺序拆卸联轴器、轴承箱、上机壳、转子总成等，并彻底清洗所有部件。 检查与测量： 全面检查所有零部件的磨损、裂纹、变形等情况。重点测量轴承间隙、密封间隙、转子弯曲度、叶轮口环跳动等。 修复与更换： 对不合格的零件进行修复（如堆焊、机加工）或直接更换新件（如轴承、密封件）。 回装与调整： 按逆序回装。确保各部件的装配间隙符合图纸要求，特别是转子抬量、推力间隙的调整至关重要。 对中与试车： 完成最终对中。加注润滑油，进行盘车检查无误后，进行空载试车和逐步加载试车，监测振动、温度、电流等参数直至正常。

结论

C120-1.7多级离心鼓风机作为C系列的典型产品，其设计成熟、性能稳定，广泛适用于中高压空气输送场景。深入理解其性能参数背后的物理意义，掌握其转子、密封、轴承等关键部件的结构与功能，是进行日常维护和计划性检修的基础。当风机出现故障时，系统性的分析、规范的拆解流程和精准的修复调整，是确保维修后风机性能恢复如初、长期稳定运行的根本保障。希望本文能为各位风机技术同仁提供有价值的参考。

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