浮选风机技术解析：C60-1.28型号及配件修理与工业气体输送应用

作者：王军（139-7298-9387）

关键词：浮选风机、C60-1.28、风机配件、风机修理、多级离心鼓风机、工业气体输送、碳环密封、风机维护、轴瓦轴承

第一章：浮选风机技术概述与分类体系

浮选风机是矿物加工浮选工艺中的关键设备，其主要功能是为浮选槽提供稳定、可调的气体流，通过产生适当尺寸的气泡使有用矿物与脉石分离。在选矿工艺流程中，浮选风机的性能直接影响到气泡生成质量、药剂消耗和最终精矿品位，因此对风机的选型、运行和维护有着严格的技术要求。

现代浮选风机根据其结构特点和工作原理可分为多个系列，每类风机都有其特定的应用场景和技术优势：

“C”型系列多级离心鼓风机是浮选工艺中最常见的机型之一，采用多级叶轮串联结构，通过逐级增压实现所需的出口压力。该系列风机结构紧凑、运行平稳、效率较高，特别适用于中低压、大风量的浮选工况。

“CF”型系列专用浮选离心鼓风机是针对浮选工艺特殊需求设计的专业设备，在气动性能、调节范围和耐腐蚀性方面进行了优化，能够适应浮选车间恶劣的工作环境。

“CJ”型系列专用浮选离心鼓风机则是在CF系列基础上的进一步改进，重点提升了风机的调节精度和节能性能，采用先进的密封技术和轴承系统，降低维护频率和运行成本。

“D”型系列高速高压多级离心鼓风机采用高转速设计，叶轮线速度较高，单级压比大，在相同流量下可以获得更高的出口压力，适用于需要较高压头的特殊浮选工艺。

“AI”型系列单级悬臂加压风机结构简单，只有一个叶轮，转子悬臂布置，适用于小流量、中低压的工况，安装维护方便，成本较低。

“S”型系列单级高速双支撑加压风机采用单级叶轮、双支撑轴承结构，转速高、结构紧凑，适用于中等流量和压力的浮选系统，平衡性能好，振动小。

“AII”型系列单级双支撑加压风机则在AI系列基础上增加了支撑点，提高了转子刚性，适用于较大流量和较高压力的工况，运行更加稳定可靠。

这些风机可输送的气体介质十分广泛，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)以及各种混合无毒工业气体。不同气体介质的物理性质差异较大，对风机的材质选择、密封形式、防爆设计和性能曲线都有特殊要求。

第二章：C60-1.28浮选风机型号详解与技术参数

2.1 型号命名规则解析

“C60-1.28”这一型号完整地表达了该风机的基本性能参数，遵循了行业标准的命名规则：

“C”代表该风机属于C系列多级离心鼓风机。C系列风机通常采用多级叶轮串联结构，每级叶轮对气体做功，气体压力逐级提高，最终达到所需的出口压力。多级设计使风机在保证较高效率的同时，能够获得平稳的压力提升曲线，特别适合浮选工艺对气流稳定性的严格要求。

“60”表示风机在设计工况下的流量为每分钟60立方米。这是风机最重要的性能参数之一，直接决定了风机能够服务的浮选槽面积和处理能力。流量参数是在标准进气条件下测得的，实际运行中会因进气温度、压力和介质密度的变化而有所差异。

“-1.28”表示风机的出口压力为1.28个大气压（表压）。这里需要特别注意的是，与另一常见型号“C200-1.5”不同，C60-1.28型号中没有“/”符号。根据命名规则，如果没有“/”符号，表示风机的进口压力为标准大气压（1个绝对大气压）。因此，C60-1.28的进口压力为1个大气压，出口压力为1.28个大气压，压力升高值为0.28个大气压（约28kPa）。

作为对比，“C200-1.5”型号中的“-1.5”表示出口压力为1.5个大气压，流量为每分钟200立方米，这种风机通常与跳汰机配套使用，为跳汰床层提供脉冲气流，其压力要求通常高于常规浮选工艺。

2.2 C60-1.28风机性能特点

C60-1.28浮选风机是为中小型浮选系统设计的典型设备，具有以下技术特点：

流量与压力特性：每分钟60立方米的流量可以满足3-5个标准浮选槽的气量需求，1.28个大气压的出口压力能够确保气泡均匀分布在浮选槽底部，形成适宜的气泡群。该压力范围既能保证足够的空气溶解度，又不会因压力过高导致气泡过大或能耗浪费。

结构设计：C60-1.28通常采用3-4级叶轮串联，每级叶轮的设计参数经过优化，确保各级之间的匹配性，减少级间损失。进气室和排气室的设计充分考虑了气流均匀性，减少涡流和冲击损失。

效率与能耗：在额定工况下，C60-1.28风机的绝热效率通常可达75%-82%，比功率（单位流量消耗的功率）控制在合理范围内。多级离心鼓风机的效率曲线相对平坦，在80%-110%的流量范围内都能保持较高效率，适应浮选工艺的气量调节需求。

调节性能：浮选工艺对气量调节有较高要求，C60-1.28风机通常配备进口导叶调节或变频调速装置，调节范围可达50%-100%，调节过程中压力变化平缓，不会对浮选过程造成冲击。

2.3 选型与应用场景

C60-1.28浮选风机主要适用于以下场景：

中小型有色金属选矿厂：如处理铅锌矿、铜矿、钼矿等，浮选槽容积一般在2-8立方米之间，系统总槽数不超过10个。

煤炭浮选系统：用于煤泥浮选，处理能力一般在30-60吨/小时范围内。

非金属矿浮选：如萤石、磷矿、石墨等矿物的浮选分离。

试验研究与中试系统：由于流量适中、调节方便，C60-1.28常被选为选矿试验厂和中试线的标准配置。

在选型时，除了考虑流量和压力参数外，还需注意以下因素：当地大气压和气温条件（影响实际进气密度）、浮选药剂特性（可能产生腐蚀性气体）、安装空间限制、电源条件以及自动化控制要求等。

第三章：浮选风机关键配件详解

浮选风机的可靠运行离不开各个关键配件的协同工作。下面针对C系列多级离心鼓风机的主要配件进行详细说明：

3.1 风机主轴

主轴是风机的核心承载部件，负责传递电机扭矩并支撑转子高速旋转。C60-1.28风机的主轴通常采用优质合金钢（如42CrMo、35CrMoV）锻造而成，经过调质处理和精加工，确保足够的强度、刚度和疲劳寿命。主轴的设计需要考虑以下因素：

临界转速：主轴的工作转速应避开其一阶和二阶临界转速，通常设计工作转速低于一阶临界转速的70%或高于二阶临界转速的30%，以避免共振。

轴颈与轴肩：与轴承配合的轴颈部分需要精密磨削，表面粗糙度要求达到Ra0.4以下，尺寸公差控制在h6级别。轴肩处采用圆弧过渡，减少应力集中。

平衡盘位置：多级离心鼓风机通常在主轴末端设置平衡盘，用于平衡转子的轴向力。平衡盘与主轴的配合需要高精度，确保平衡气封的有效性。

3.2 风机轴承与轴瓦

C60-1.28浮选风机通常采用滑动轴承（轴瓦）支撑转子，相比滚动轴承，滑动轴承具有承载能力大、阻尼性能好、寿命长等优点，特别适合高速重载工况。

轴瓦材料：常用材料有巴氏合金（锡基或铅基）、铜基合金和铝基合金。巴氏合金因其良好的嵌入性和顺应性，在浮选风机中应用最广。巴氏合金层厚度一般为1-3毫米，通过浇铸或离心铸造方式附着在钢背上。

轴承结构：浮选风机多采用椭圆瓦或可倾瓦轴承。椭圆瓦轴承在水平方向有较大间隙，形成两个油楔，稳定性好；可倾瓦轴承由多个独立瓦块组成，每个瓦块可自适应调整角度，抗振性能优异，特别适合高速轻载工况。

润滑系统：轴瓦需要稳定的润滑油供应，通常采用强制润滑系统，包括主油泵、辅助油泵、油冷却器、油过滤器和油箱等。润滑油压力、温度和清洁度需要实时监控，确保轴承处于良好工作状态。

3.3 风机转子总成

转子总成是风机的做功部件，由主轴、叶轮、平衡盘、联轴器等组成。

叶轮：C60-1.28通常采用3-4个后弯式离心叶轮，叶片数为12-16片。叶轮材料根据输送介质选择：输送空气时可用普通碳钢或低合金钢；输送腐蚀性气体时需采用不锈钢或特种合金。叶轮制造工艺包括铆接、焊接和整体铸造，其中焊接叶轮应用最广，平衡精度高，强度好。

动平衡：转子总成装配后需要进行高速动平衡，平衡精度通常要求达到G2.5级（根据国际标准ISO1940）。动平衡分两步进行：首先每个叶轮单独进行静平衡和低速动平衡；然后整个转子总成在高速动平衡机上平衡，平衡转速接近工作转速。

轴向力平衡：多级离心鼓风机各级叶轮产生的轴向力方向相同，累积值很大，必须采取措施平衡。C60-1.28通常采用平衡盘平衡大部分轴向力，剩余部分由推力轴承承担。平衡盘直径与转子直径的比例、平衡盘与固定件之间的间隙都需要精确计算和调整。

3.4 气封与密封系统

密封系统对风机效率和安全性至关重要，主要分为气封和油封两大类：

气封：用于减少级间和轴端的内部泄漏。C60-1.28常用的气封形式有迷宫密封和碳环密封。迷宫密封由一系列环形齿片组成，气体通过齿片间隙时产生多次节流膨胀，泄漏量较小。碳环密封则采用自润滑的碳石墨环，与轴形成紧密配合，密封效果更好，但成本较高。

碳环密封详解：碳环密封由多个碳石墨环组成，每个环由3-4个弧段拼接而成，由弹簧箍紧在轴上。碳石墨材料具有自润滑性，即使与轴轻微接触也不会产生火花，安全性好。碳环密封的泄漏量仅为迷宫密封的10%-30%，显著提高风机效率。安装时需要注意环的开口方向、弹簧预紧力和轴向间隙。

油封：主要用于轴承箱的密封，防止润滑油泄漏。常见的油封形式有骨架油封、迷宫油封和机械密封。浮选风机轴承箱通常采用组合密封：内侧为迷宫结构，减少油雾逸出；外侧为骨架油封或唇形密封，进一步阻挡泄漏。

3.5 轴承箱与润滑系统

轴承箱不仅支撑轴承，还形成润滑油腔，需要良好的密封和散热性能。

轴承箱结构：通常为铸铁或铸钢结构，分成上下两半，便于安装和维护。箱体内部设有油槽、油路和挡油环，确保润滑油能到达各个润滑点。轴承箱与机壳之间设有隔热垫，减少热量传递。

润滑系统参数：C60-1.28风机的润滑系统通常要求进油压力为0.1-0.15MPa，回油温度不超过70℃。润滑油流量根据轴承尺寸和转速计算，确保足够的冷却效果。润滑油选择需要考虑粘度、抗氧化性和抗乳化性，通常采用ISO VG32或VG46透平油。

第四章：浮选风机常见故障与修理技术

浮选风机在长期运行中会出现各种故障，及时诊断和修理对保障生产至关重要。下面结合C60-1.28风机的特点，介绍常见故障及其修理方法。

4.1 振动异常的诊断与处理

振动是多级离心鼓风机最常见的故障现象，可能由多种原因引起：

不平衡振动：表现为工频（1倍转频）振幅大，相位稳定。原因可能是叶轮磨损不均匀、结垢或部件脱落。处理方法：停机检查转子，清理结垢，重新进行动平衡。现场动平衡时，需要在轴承座垂直和水平方向安装振动传感器，通过试重法计算校正质量和角度。

不对中振动：表现为2倍转频成分突出，轴向振动大于径向振动。原因可能是电机与风机对中不良或基础沉降。处理方法：重新对中，要求径向偏差不超过0.05mm，角度偏差不超过0.05mm/m。对中时需考虑温度变化带来的热膨胀影响。

轴承故障振动：轴瓦磨损或损坏时，振动频谱会出现高频成分或半频成分。巴氏合金层磨损需要重新浇铸或更换轴瓦；轴颈损伤则需要磨削修复或镀铬处理，恢复原有尺寸和表面质量。

4.2 性能下降的原因与修复

风机运行一段时间后，可能会出现风量不足、压力达不到设计值的情况：

内部泄漏增大：气封磨损导致级间和轴端泄漏增加，有效流量减少。检查方法：测量风机进出口温差，计算绝热效率；或通过性能测试绘制实际特性曲线。修理方法：更换磨损的迷宫密封齿片或碳环，调整密封间隙。迷宫密封径向间隙一般为轴径的0.5‰-1‰，轴向间隙为2-4mm。

流道结垢与腐蚀：浮选车间空气中含有药剂蒸汽和矿物粉尘，容易在叶轮流道和机壳内积聚，改变流道形状，降低风机效率。定期检查流道状况，结垢严重时需要化学清洗或机械清理。腐蚀严重的部位需要补焊或更换，选择更耐腐蚀的材料。

4.3 轴承温度过高的处理

轴承温度是风机运行的重要指标，正常应控制在65℃以下：

润滑油问题：油质劣化、粘度不合适或油量不足都会导致润滑不良。定期化验润滑油，根据设备使用时间和工况确定换油周期。一般每运行4000-8000小时或每年更换一次。加油时确保油位在视窗中线附近，油量过多也会导致搅拌发热。

轴瓦间隙不当：间隙过小，油膜厚度不足；间隙过大，油压建立困难。C60-1.28风机的主轴瓦顶隙一般为轴颈直径的1.2‰-1.5‰，侧隙为顶隙的一半。测量方法：压铅法或抬轴法。调整间隙需要修刮轴瓦或调整垫片。

冷却系统故障：油冷却器结垢、冷却水量不足或冷却风扇故障都会导致散热不良。定期清洗冷却器，确保冷却水流量和温度符合设计要求。夏季高温时可考虑增加临时冷却措施。

4.4 异响与喘振的处理

异常响声可能预示严重故障：

喘振现象：当风机在小流量工况运行时，可能会出现流量周期性剧烈波动，伴随巨大轰鸣声和剧烈振动。这是离心风机的固有特性，需要避免长时间在喘振区运行。防喘振措施：设置放空阀或回流阀，当流量低于设定值时自动打开；或采用变频调速，保持工况点远离喘振线。

摩擦声：转子与静止部件接触产生连续摩擦声，可能的原因有轴弯曲、轴承磨损导致下沉、或密封间隙过小。停机盘车检查，测量转子跳动量，主轴的径向跳动应不超过0.03mm，轴向跳动不超过0.05mm。

4.5 大修流程与质量标准

浮选风机每运行3-5年或累计运行20000-30000小时后，应进行解体大修：

拆卸顺序：先拆除进出口管道和仪表，然后拆开联轴器，吊开上机壳，取出转子总成，最后拆卸轴承和密封。拆卸前做好标记，记录原始数据。

检查项目：测量叶轮口环、气封、轴瓦等磨损部位的间隙；检查叶轮焊缝有无裂纹；主轴有无弯曲、磨损；机壳有无变形、腐蚀。关键尺寸与原始记录对比，确定修复方案。

装配标准：转子与机壳的同心度要求不超过0.05mm；叶轮与扩压器的对中偏差不超过0.5mm；轴承箱与机壳的接触面用0.05mm塞尺检查，插入深度不超过接触面宽度的1/3。装配后手动盘车应灵活无卡涩。

试车验收：大修后需进行4小时空载试车和24小时负载试车。试车过程中监测振动、温度、电流等参数，所有指标均需符合设备技术文件要求。性能测试应达到设计值的95%以上。

第五章：工业气体输送风机的特殊要求

浮选风机除了输送空气外，还经常用于输送各种工业气体，不同气体介质对风机设计、材料和运行维护有特殊要求：

5.1 不同气体的特性与选型考虑

氧气(O₂)：强氧化性气体，与油脂接触可能引发燃烧。输送氧气的风机必须彻底脱脂，所有与气体接触的部件在装配前需用四氯化碳或专用清洗剂清洗。密封系统需特别设计，防止润滑油进入流道。叶轮材料通常选用不锈钢，避免使用含碳量高的材料。

氢气(H₂)：密度小、易泄漏、爆炸范围宽。氢气风机的轴封要求极高，通常采用干气密封或双端面机械密封，泄漏量需严格控制。由于氢气密度仅为空气的1/14，风机在相同转速下产生的压力较低，需要更高转速或更多级数。电机需防爆设计，等级不低于ExdⅡCT4。

二氧化碳(CO₂)：高压下易液化，湿二氧化碳有腐蚀性。输送二氧化碳需控制最低温度，防止液化现象。机壳和叶轮材料需耐腐蚀，通常采用不锈钢或镍基合金。密封系统要考虑二氧化碳的溶解性，避免润滑油乳化。

氮气(N₂)：惰性气体，安全性好，但纯度要求高的场合需要严格控制泄漏。氮气风机对密封的要求侧重于防止外部空气渗入，污染气体纯度。可采用氮气密封系统，向密封腔通入高压氮气，形成气幕阻挡空气进入。

腐蚀性工业烟气：浮选工艺中可能产生含SO₂、HCl等成分的烟气，腐蚀性强。风机需全不锈钢结构，或内衬耐腐蚀涂层。温度较高时需考虑材料的高温强度，设置冷却系统。定期检查腐蚀情况，关键部位增加壁厚裕量。

5.2 材料选择与防腐措施

根据输送气体的腐蚀性、温度和压力，风机主要部件材料选择如下：

叶轮与机壳：空气和一般工业气体可用普通碳钢；湿氯气、二氧化硫等强腐蚀气体需采用不锈钢（如304、316L）；高温腐蚀气体需采用耐热不锈钢（如310S）或高温合金；氧气风机为避免火花，通常采用铜合金或不锈钢。

轴与轴套：主轴一般采用不锈钢或表面镀铬处理；轴套材料需与主轴匹配，防止电化学腐蚀，常用材料有锡青铜、铝青铜或不锈钢。

密封材料：输送腐蚀性气体时，密封材料需耐腐蚀，碳环密封的碳石墨环需浸渍特殊树脂或金属，提高耐蚀性；O型圈和垫片需选用氟橡胶、聚四氟乙烯等耐腐蚀材料。

5.3 安全防护与监测系统

工业气体输送风机的安全要求远高于普通空气风机：

泄漏监测：在风机轴封处、法兰连接处安装气体检测探头，实时监测泄漏浓度。氢气、一氧化碳等有毒有害气体还需在机房内安装环境监测探头，浓度超标时自动报警并启动排风系统。

防火防爆：输送可燃气体时，风机和电机需整体防爆设计。轴承温度监测尤为重要，温度过高可能引发气体燃烧。润滑系统最好采用隔离设计，防止润滑油与气体接触。

压力保护：气体压缩过程中可能产生过高温度或压力，需设置安全阀、爆破片等过压保护装置。对于可能液化的气体，还需设置低温保护，防止液体产生的水击现象。

5.4 维护保养的特殊要求

工业气体风机的维护周期通常更短，要求更严格：

定期检查频率：腐蚀性气体风机每3个月检查一次叶轮和流道腐蚀情况；氧气风机每月检查一次油脂污染情况；氢气风机每周检查一次泄漏情况。

专用工具与备件：不同气体风机的检修需使用专用工具，避免交叉污染。备件存储需分类标识，氧气风机备件需单独存放，保持清洁。

人员培训：操作和维护人员需接受专门培训，了解气体特性、危害和应急处理措施。检修前必须进行气体置换和检测，确保安全条件。

第六章：浮选风机技术发展趋势

随着选矿技术的发展和节能环保要求的提高，浮选风机技术也在不断进步：

智能化控制：现代浮选风机越来越多地采用变频调速与智能控制系统相结合，根据浮选工艺参数实时调整风机工况，实现精细化供气。传感器技术的进步使得振动、温度、压力、流量等参数可以实时在线监测，通过大数据分析预测故障，实现预知性维护。

高效节能设计：三元流叶轮、弯扭叶片、非对称蜗壳等先进气动设计的应用，使风机效率不断提高。计算流体力学(CFD)仿真优化减少了内部流动损失，新开发的浮选风机绝热效率可达85%以上，比传统设计节能10%-15%。

材料与制造技术进步：高强度轻质合金、复合材料在叶轮制造中的应用，减少了转子重量，提高了临界转速。3D打印技术可以制造出传统工艺难以实现的复杂流道形状，优化气流组织。表面涂层技术提高了部件的耐磨耐腐蚀性能，延长了使用寿命。

系统集成优化：浮选风机不再孤立运行，而是与空压机、真空泵等设备组成供气系统，统一调控，优化整体能效。余热回收、压力能回收等技术的应用，进一步降低了系统能耗。

专业化与定制化：针对不同矿石性质、药剂体系和浮选流程，风机厂家提供专业化定制方案。如针对微细粒浮选的高剪切风机、针对粗粒浮选的低紊流风机等，满足特殊工艺需求。

结语

浮选风机作为选矿工艺的关键设备，其性能直接影响生产指标和经济效益。C60-1.28作为典型的多级离心浮选风机，在中小型选矿厂有着广泛应用。深入理解其型号含义、掌握关键配件特性、熟悉故障诊断与修理技术、了解工业气体输送的特殊要求，对风机的正确选型、高效运行和科学维护至关重要。

随着技术进步，浮选风机正朝着高效节能、智能控制、长寿命和专业化方向发展。作为风机技术人员，我们需要不断学习新知识、掌握新技术，结合实际工况优化风机运行，为选矿生产提供可靠的气源保障，同时降低能耗和维护成本，创造更大的经济效益和社会效益。