浮选风机基础与技术解析：以C80-1.5型号为例

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浮选风机基础与技术解析：以C80-1.5型号为例

作者：王军（139-7298-9387）

关键词：浮选风机，C80-1.5，多级离心鼓风机，风机配件，风机修理，工业气体输送，轴瓦，转子总成，碳环密封

引言

浮选风机是矿物浮选工艺中的核心动力设备，为浮选槽提供稳定、可控的气源，直接影响矿物的分离效率与精矿品位。在众多风机系列中，C系列多级离心鼓风机以其结构稳定、压力范围广、运行可靠等特点，在浮选领域应用广泛。本文将系统阐述浮选风机的基础知识，并以典型型号“C80-1.5”为具体案例，深入剖析其型号含义、结构特点、关键配件及维护修理要点，同时拓展讨论工业气体输送风机的相关技术，旨在为同行技术人员提供实践参考。

第一章浮选风机概述与主要系列

浮选风机属于离心鼓风机的一种，其工作原理基于高速旋转的叶轮对气体做功，将机械能转化为气体的压力能与动能。根据浮选工艺对风量、风压、气体介质及稳定性的特殊要求，发展出了多个专用系列。

主要系列简介：

“C”型系列多级离心鼓风机：为通用型多级离心鼓风机，通过多个叶轮串联工作，逐级提高气体压力。其结构紧凑，效率较高，压力范围适中，是浮选领域的常备机型。 “CF”型与“CJ”型系列专用浮选离心鼓风机：在C系列基础上针对浮选工况优化设计。CF型可能侧重于防腐或特定流量压力匹配，CJ型可能在结构或材质上进行了专门调整，以适应浮选车间可能存在的潮湿、腐蚀性环境或对气流脉动的更低要求，确保浮选气泡的均匀与稳定。 “D”型系列高速高压多级离心鼓风机：采用更高转速的设计，以满足更高出口压力的工艺需求。其转子动力学设计更为复杂，对轴承和密封的要求也更高。 “AI”型系列单级悬臂加压风机：结构简单，转子一端悬伸，适用于中低压、中小流量的场合。维护相对方便。 “S”型系列单级高速双支撑加压风机：转子两端支撑，运行稳定性好，适用于高速、负荷较大的工况。 “AII”型系列单级双支撑加压风机：兼具双支撑的稳定性和单级结构的简洁性，是中等工况下的可靠选择。

输送气体范围：上述风机系列，通过材料选择、密封形式及结构设计的调整，可输送包括空气、工业烟气、二氧化碳(CO₂)、氮气(N₂)、氧气(O₂)、氦气(He)、氖气(Ne)、氩气(Ar)、氢气(H₂)以及混合无毒工业气体在内的多种介质。这对于化工、冶金等领域的浮选或气力输送工艺至关重要。

第二章典型型号深度解析：C80-1.5浮选风机

以“C80-1.5”这一具体型号为例，我们可以解读其完整的工程含义。

型号“C80-1.5”的解释：

“C”：代表此风机属于C系列多级离心鼓风机。该系列通常采用铸造或焊接机壳，水平剖分式结构便于检修，转子由多个叶轮、主轴、平衡盘等部件组成。 “80”：表示风机在标准进口状态下的额定流量为每分钟80立方米。这是风机选型的关键参数之一，需根据浮选槽的数量、容积、充气量要求综合计算确定。 “-1.5”：表示风机的出口表压为1.5公斤力每平方厘米，即相对于标准大气压（1个大气压）高出1.5个大气压。这是风机的另一核心参数，决定了气体克服管道阻力、液层静压并形成有效气泡的能力。 进口气条件：根据说明，型号中未出现“/”符号，表示风机的进口压力为默认的1个标准大气压（绝压）。若进口气体压力非标（如从加压环境吸气），则型号中会以“/”分隔并标注进口压力值。 配套与应用：此型号风机通常依据其流量和压力参数，与特定的浮选机或跳汰机进行配套选型，确保工艺系统气量充足、压力匹配。

C80-1.5浮选风机的性能特点：
该型号属于中等流量、中等压力风机，非常适合中小型浮选厂或作为大型浮选厂的单元配套风机。其多级结构使得在达到1.5公斤力每平方厘米压力时，单级压比较为合理，风机效率点往往落在常用工况区间，运行经济性好。稳定的出风压力有助于在浮选槽内形成大小均匀、弥散良好的气泡群，对提高矿物回收率与选择性有益。

第三章浮选风机核心配件详解

风机的可靠运行离不开各个精密配件的协同工作。以下以C系列多级离心鼓风机为例，详解关键配件。

风机主轴：作为转子的核心骨架，承载所有旋转部件并传递扭矩。通常采用高强度合金钢锻制，经调质处理以保证优异的综合机械性能。其加工精度极高，各装配段的同轴度、圆柱度、表面粗糙度均有严格标准，是保证转子动平衡的基础。 风机转子总成：这是风机中最关键的旋转组件。由主轴、多个离心叶轮、平衡盘、轴套、锁紧螺母等组成。叶轮通过过盈配合或键连接固定于主轴上。每个叶轮都对气体做功，提高其压力。平衡盘用于平衡转子运行中产生的巨大轴向推力，是保障轴承寿命和运行稳定的关键部件。转子组装后必须进行高精度的动平衡校正，将剩余不平衡量控制在极低范围内，以减小振动。 风机轴承与轴瓦：对于C80-1.5这类多级风机，常采用滑动轴承（轴瓦）支撑转子。轴瓦通常为剖分式，内衬巴氏合金等减摩材料。其优点是承载能力大、运行平稳、阻尼性好、能吸收振动。运行中需要稳定的润滑油膜形成液体摩擦。轴承的间隙、油温、油质是监控重点。 密封系统：这是防止气体泄漏和油液进入流道的屏障，主要包括： 气封（迷宫密封）：安装在机壳两端和级间，由一系列环形齿片与轴（或轴套）构成曲折的间隙通道，利用节流效应减少机内高压气体向外的泄漏。结构简单，非接触，可靠性高。油封：位于轴承箱靠近转子的一侧，主要作用是防止润滑油沿轴颈泄漏到风机外部或进入机壳内部。常用形式有骨架油封、迷宫式油封等。 碳环密封：一种接触式机械密封，由多个分裂的碳环在弹簧力作用下紧贴轴套表面，实现更严密的密封效果。常用于输送有毒、贵重或危险气体（如氢气、氧气）的风机，以及对泄漏要求极高的场合。在C系列风机中，可根据用户需求选配。 轴承箱：是容纳轴承、轴瓦并提供润滑油路的箱体部件。它需要保证轴承的精确对中，并具有良好的刚性，以支撑转子重量和运行载荷。轴承箱上设有油位计、温度测点、回油口等。

第四章浮选风机的维护与修理要点

预防性维护和针对性修理是延长风机寿命、保障稳定运行的关键。

一、日常维护与检查：

振动与噪声监测：定期使用测振仪监测轴承座各方向的振动速度或位移值，倾听运行声音是否平稳。异常振动往往是转子不平衡、对中不良、轴承磨损或动静部件摩擦的先兆。 温度监测：重点关注轴承温度（特别是轴瓦温度）和润滑油温。巴氏合金轴瓦的工作温度一般不宜超过70℃。温升异常可能预示润滑不良、间隙不当或负载过高。 润滑油管理：定期检查油位、油质。按周期更换润滑油，清洗油滤网和油箱。润滑油粘度、清洁度和抗氧化能力直接影响轴承寿命。 密封检查：观察气封、油封处是否有明显泄漏。对于碳环密封，需关注其磨损情况，检查弹簧是否失效。

二、常见故障与修理：

振动超标 原因：转子动平衡破坏（如叶轮结垢、磨损不均、零件松动）；联轴器对中偏差增大；基础螺栓松动；轴承磨损间隙过大；发生喘振。修理：停机检查对中情况并重新校准。若怀疑转子不平衡，需拆出转子在动平衡机上重新校正。检查并紧固所有连接件。检查轴承间隙，超标则更换轴瓦或调整垫片。 轴承温度过高 原因：润滑油不足、变质或牌号不对；冷却系统（如水冷）效果差；轴承装配间隙过小（或过大导致油膜不稳定）；轴向推力过大导致平衡盘失效或磨损。修理：检查油系统，确保油量、油质、油压正常。清洗冷却器。测量轴承间隙，按要求调整。检查平衡盘及密封间隙，若磨损严重需更换，以恢复轴向力平衡。 风量或风压不足 原因：进口滤网堵塞导致进气不足；叶轮流道积垢或磨损严重，效率下降；密封间隙（特别是级间密封和端部气封）因磨损过大，内泄漏严重；转速未达到额定值（如皮带打滑、电机问题）。修理：清洗进口过滤器。拆检转子，清理叶轮垢层，若叶轮磨损超标（如叶片厚度减薄超过原厚度1/3），需修复或更换。测量并调整或更换所有迷宫密封齿片，恢复设计间隙。检查驱动系统。 关键部件大修与更换 转子总成修复：当主轴弯曲、叶轮损坏或整体性能衰退时，需进行大修。包括：校直或更换主轴；更换损坏的叶轮；重新组装并进行高精度动平衡。动平衡精度通常要求达到G2.5级或更高标准。 轴瓦刮研与更换：轴瓦巴氏合金层出现剥落、裂纹或严重磨损时需更换。新瓦或修复后的瓦需进行刮研，以确保其与轴颈的接触面积（不小于75%）和接触点分布符合要求，并形成合适的顶间隙和侧间隙。 密封系统更新：更换磨损的迷宫密封片。对于碳环密封，需成套更换碳环及检查弹簧。

修理后的装配要点：必须严格遵循装配工艺。确保转子在机壳内的窜动量符合设计要求；各级叶轮与扩压器、隔板的对中良好；所有螺栓按规定的力矩和顺序紧固。最终进行单机试车，逐步升速至额定转速，密切监测振动、温度、电流等参数，确认一切正常后方可投入运行。

第五章输送工业气体的风机技术要点

当浮选风机或同类离心风机用于输送空气以外的工业气体时，设计、选材和维护均有特殊要求。

气体性质的影响与材料选择： 腐蚀性气体（如工业烟气、湿氯气）：需选用耐腐蚀材料，如不锈钢（304、316）、双相钢，或在流道内涂覆防腐涂层。密封介质也需兼容。 氧气(O₂)：极强的助燃剂。风机内部必须彻底除油、清洁，所有部件采用不燃材料（如特定不锈钢），禁油润滑（采用无油润滑轴承或水润滑），并严格禁火，防止高速摩擦引燃。 氢气(H₂)、氦气(He)：分子量小，密度低，音速高。输送此类气体的风机设计转速通常更高，以获得足够的压比。同时，氢气易燃易爆，且渗透性强，对密封（尤其是轴端密封）要求极高，常采用干气密封或特殊结构的碳环密封。 惰性气体（如N₂、Ar）：虽化学性质稳定，但若工艺要求纯度，则需关注密封的严密性，防止空气渗入污染气体。 二氧化碳(CO₂)：高密度气体，注意计算轴功率。若含水，可能有碳酸腐蚀问题。 密封的特殊要求：工业气体输送风机的密封是设计的重中之重。除标准迷宫密封外，常辅以或采用： 碳环密封组：能实现极低的泄漏率，适用于多种气体。 干气密封：非接触式机械密封，通过微米级气膜实现零泄漏或可控泄漏，是输送高危、贵重气体的首选，但成本较高。 氮气或惰性气体阻塞密封：在迷宫密封中间引入压力稍高的纯净惰性气体，阻止工艺气体外泄或空气内窜。 设计与运行调整： 性能换算：风机样本参数通常以空气为介质标定。输送不同气体时，流量、压力、功率需根据气体密度、绝热指数等按相似定律进行换算。风机所需功率与气体密度大致成正比。 防喘振控制：对于输送密度与空气差异大的气体，风机的性能曲线会发生移动，喘振点位置随之变化。控制系统需要相应调整，确保风机始终在稳定区工作。 安全监测：增加气体成分、泄漏浓度、轴承箱正压（防止有害气体渗入）等监测仪表，并设置联锁保护。

结论

浮选风机，特别是以C80-1.5为代表的C系列多级离心鼓风机，是浮选工业的坚实“肺腑”。深入理解其型号编码、掌握由主轴、转子、轴瓦、密封等构成的核心部件技术内涵，是进行科学选型、高效运维的基础。面对复杂的工业气体输送任务，更需在材料、密封、安全设计上深思熟虑。作为风机技术工作者，我们应秉承精益求精的态度，从日常点检的细心到故障诊断的精准，再到大修装配的严谨，全方位保障风机设备的长周期、安全、高效运行，从而为整个浮选工艺乃至更广阔的工业气体处理领域提供稳定可靠的动力支持。技术的进步永无止境，对风机效率、可靠性及智能化运维水平的追求，将是我们持续努力的方向。

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