浮选风机技术基础解析与C100-1.187/0.967型号深度说明

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浮选风机技术基础解析与C100-1.187/0.967型号深度说明

作者：王军（139-7298-9387）

关键词：浮选风机，C100-1.187/0.967，多级离心鼓风机，风机配件，风机修理，工业气体输送，碳环密封，转子总成

第一章：浮选风机概述及其在选矿工业中的核心作用

在矿物加工，特别是浮选工艺中，浮选风机扮演着无可替代的“肺腑”角色。其核心功能是向浮选槽中持续、稳定地供给一定压力和流量的空气，通过搅拌和弥散作用，形成大量微小气泡。这些气泡与经过药剂处理的矿浆中的目标矿物颗粒选择性粘附，形成矿化气泡并上浮至液面，从而实现有用矿物与脉石的高效分离。因此，风机的性能:包括其供气量（流量）、压力、稳定性及气体纯净度:直接决定了浮选过程的效率、精矿品位和回收率，是选矿厂稳定高效生产的动力心脏。

为满足浮选工艺对气体流量和压力的不同需求，以及适应各种复杂工况，风机技术发展出了多种系列。在浮选领域，应用最为广泛的是多级离心鼓风机，其通过多个叶轮的串联工作，逐级提高气体压力，具备效率高、运行平稳、调节范围广、寿命长等特点。主要系列包括：

“C”型系列多级离心鼓风机：这是最经典和通用的多级离心鼓风机系列，结构坚固，性能范围宽广，是许多浮选厂的主力机型。 “CF”型系列专用浮选离心鼓风机：在“C”型系列基础上针对浮选工艺特点进行优化设计，强调在特定压力下的高流量输出和抗堵塞能力。 “CJ”型系列专用浮选离心鼓风机：通常为紧凑型设计，适用于对安装空间有要求或中等规模的浮选流程。 “D”型系列高速高压多级离心鼓风机：采用更高转速的设计，在相对紧凑的结构下实现更高的单机出口压力，适用于深槽浮选或需要较高压头的工况。 “AI”型系列单级悬臂加压风机：结构简单，维护方便，适用于压力要求不高但流量较大的辅助供气或预处理环节。 “S”型系列单级高速双支撑加压风机：高转速、高可靠性设计，转子两端支撑，运行稳定性极佳，适用于对气体品质和稳定性要求极高的场合。 “AII”型系列单级双支撑加压风机：兼具“AI”型的流量优势与“S”型的稳定优势，是中型浮选系统的可靠选择。

这些风机不仅可用于输送空气，经过特殊材质和密封设计后，还能安全输送多种工业气体，如工业烟气、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。这使得它们在化工、冶金、环保等领域的惰性气体保护、气力输送及工艺气体供应中也大显身手。

第二章：风机型号解读:以“C100-1.187/0.967”与“C200-1.5”为例

风机型号是其性能参数的数字化浓缩，正确解读是选型、操作和维护的基础。我们以“C200-1.5”和“C100-1.187/0.967”为例进行详细说明。

通用规则：我国离心鼓风机型号通常遵循“系列代号-额定流量/进出口压力”的格式进行标示。

“C200-1.5”型号解析： “C”：代表该风机属于“C”型系列多级离心鼓风机。 “200”：代表风机在标准进口状态下的额定容积流量，单位为立方米每分钟。即该风机的设计流量为每分钟200立方米。 “-1.5”：此部分表示压力参数。根据行业惯例，当型号中没有“/”符号时，默认表示的是风机出口的绝对压力（或表压+当地大气压），单位为千克力每平方厘米（工程大气压）。因此，“-1.5”意味着风机出口的绝对压力为1.5个大气压（约0.05MPa表压）。同时，这也默认了风机进口压力为标准大气压（1个大气压）。此型号风机常用于与跳汰机等选矿设备配套，其压力值即为选型确定的核心参数之一。 “C100-1.187/0.967”型号深度解析（重点）：
该型号是更为完整和精确的标示方式，包含了进口压力信息。 “C”：同样代表“C”型系列多级离心鼓风机。 “100”：代表风机在设计进口条件下的额定容积流量，为每分钟100立方米。 “-1.187/0.967”：这是该型号的关键，精确描述了风机的压力工况。 “/”符号左侧的“1.187”：代表风机出口的绝对压力，单位为千克力每平方厘米（工程大气压），即出口绝对压力为1.187 kgf/cm²（绝对）。 “/”符号右侧的“0.967”：代表风机进口的绝对压力，单位为千克力每平方厘米，即进口绝对压力为0.967 kgf/cm²（绝对）。这通常意味着风机安装在高海拔地区或进口管路存在阻力，导致进口压力略低于标准大气压（1.033 kgf/cm²）。 性能核心：压比与压升 该风机的压比（出口绝对压力与进口绝对压力之比）= 1.187 / 0.967 ≈ 1.227。风机实际产生的压力升高值（压升，即表压）= 出口绝对压力 - 进口绝对压力 = 1.187 - 0.967 = 0.22 kgf/cm²（约21.6 kPa）。
这个参数对于工艺计算至关重要，它直接反映了风机克服系统阻力、提供气泡弥散动力的实际能力。明确进口压力，使得设计选型更能贴合实际安装环境，避免因海拔或进口条件差异导致的实际流量与设计流量严重偏离。

第三章：浮选风机核心配件详解

一台高性能、长寿命的浮选风机，离不开其内部精密、可靠的核心配件协同工作。以下是“C”系列多级离心鼓风机主要配件的功能与特性说明：

风机主轴：作为整个转子系统的“脊梁”，主轴承载着所有旋转部件并传递扭矩。它必须具有极高的强度、刚性和优异的抗疲劳性能。通常采用优质合金钢（如42CrMo）锻造，并经过精密加工、热处理（调质）和动平衡校正，确保其在高速旋转下的绝对稳定。 风机转子总成：这是风机的心脏，是能量转换的核心部件。它由主轴、各级叶轮、平衡盘、推力盘、轴套等部件过盈配合或键连接组装而成。每个叶轮都是一个独立的能量转换单元，气体流经叶轮获得动能和压力能。转子总成的制造精度和动平衡等级（通常要求达到G2.5或更高）直接决定了风机的振动、噪音和效率。 风机轴承与轴瓦：对于大型多级离心鼓风机，滑动轴承（轴瓦）应用更为普遍。轴瓦通常采用巴氏合金（一种耐磨的锡基或铅基合金）作为衬层，浇铸在钢背之上，具有承载能力强、阻尼性能好、运行平稳、寿命长的优点。它通过形成稳定的油膜将转子悬浮起来，实现近乎无摩擦的旋转。轴承的润滑、冷却和间隙调整是维护重点。 密封系统：这是防止气体泄漏和油污染的关键，主要包括： 气封（级间密封与轴端密封）：通常采用迷宫密封。它由一系列环形齿片与轴（或轴套）构成微小间隙，气体通过时产生多次节流和涡旋，从而有效减小级间窜气和轴端向大气的泄漏。油封：主要用于轴承箱端盖，防止润滑油沿轴泄漏。常用形式包括骨架油封、迷宫式油封等。 碳环密封：一种先进的接触式机械密封，由多个分割的碳环在弹簧力作用下紧贴轴套，形成极佳的密封效果，尤其适用于输送贵重、有毒或易燃易爆气体（如氢气、氮气）的风机。其自润滑性好，但需要洁净的封气或封液系统。 轴承箱：是容纳轴承、轴瓦并提供润滑油路的箱体部件。它必须具备足够的刚性以保持轴承的对中，内部设有油槽、油孔，并通常集成冷却水腔或冷却盘管，用于带走轴承和润滑油产生的热量，保证油温稳定在合理范围内（通常为40-55℃）。

第四章：浮选风机的常见故障与系统性修理策略

风机在长期运行后会出现性能下降或故障，及时且专业的修理是保障生产连续性的关键。修理工作必须遵循“诊断-解体-修复-组装-调试”的系统化流程。

常见故障现象与原因分析：

振动与噪音超标：最常见故障。可能原因包括：转子动平衡失效（叶轮结垢、磨损不均或部件松动）；轴承/轴瓦磨损、间隙过大或疲劳点蚀；对中不良（联轴器对中或基础变形）；气动引起的喘振（系统阻力过大或进气不足）。 排气压力或流量不足：可能原因：进口过滤器堵塞；密封间隙（尤其是迷宫密封）因磨损过度而增大，内部泄漏严重；叶轮流道腐蚀、磨损或积垢，效率下降；转速未达到额定值（驱动问题）。 轴承温度过高：可能原因：润滑油油质劣化、油量不足或油路堵塞；冷却水系统失效；轴承/轴瓦装配间隙过小或接触不良；负载过大或对中不良导致附加载荷。 润滑油泄漏：油封老化或磨损；轴承箱盖密封垫片损坏；箱体有裂纹或砂眼。

系统性修理要点：

前期诊断与准备：详细记录故障现象，进行振动频谱分析、温度监测等，初步定位问题。准备齐全的图纸、专用工具和备件。 安全解体与检查：按照规程断电、隔离、泄压后，有序拆卸。对转子总成进行宏观检查和无损探伤（如磁粉探伤），测量各级叶轮的跳动和密封间隙。检查轴瓦的巴氏合金层有无剥落、裂纹、磨损及接触印痕，测量间隙。检查主轴颈的圆度、圆柱度和表面粗糙度。 核心部件修复： 转子动平衡校正：这是修理的核心环节。必须在专业的动平衡机上对整个转子总成进行高速动平衡，校正到标准要求的精度等级。 密封更换与调整：更换磨损超差的迷宫密封齿片或碳环密封组件，严格按照图纸要求调整径向和轴向间隙。间隙过大会导致泄漏增大，过小则可能引发摩擦。 轴瓦与主轴修复：轻微磨损的轴瓦可刮研修复，保证接触面积大于70%。磨损严重或合金层损坏的需重新浇铸加工。主轴轴颈若磨损，可采用镀铬、热喷涂等工艺修复至原尺寸精度。 叶轮修复：对腐蚀或磨损的叶轮进行堆焊修复后重新加工型线，或更换新叶轮。 精密组装与对中：在洁净的环境下，按逆序组装。确保各部件清洁，配合尺寸精准。特别注意轴承的装配间隙和预紧力。机组复位后，必须使用百分表进行激光对中，确保电机与风机主轴的同轴度误差在0.05mm以内。 试车与性能测试：修理完成后，必须进行空载和负载试车。监测启动电流、运行电流、轴承温度、振动值（轴向、径向、水平、垂直方向均应监测）以及出口压力/流量是否达到设计指标。试车合格后方可正式投入运行。

第五章：输送工业气体的特殊考量

当浮选风机或同类离心风机用于输送工业气体（如CO₂、N₂、O₂、H₂等）时，其设计、材料和运行维护有特殊要求：

材料兼容性（防腐蚀与防化学反应）：气体性质决定材质。输送氧气(O₂)时，所有流道部件需采用不锈钢（如304、316），并严格去油脱脂，防止高纯氧引发燃爆。输送潮湿的二氧化碳(CO₂)或酸性烟气时，需选用耐蚀不锈钢或涂覆防腐涂层。输送氢气(H₂)时，需考虑其氢脆效应，材料应具有低的氢脆敏感性。 密封系统的极端重要性：对于有毒、贵重、易燃易爆气体，密封必须绝对可靠。迷宫密封常作为初级密封，而碳环密封、干气密封等高端密封形式被广泛采用。它们需要配置独立的密封气（通常为氮气）系统，以阻止工艺气体外泄。 安全设计与控制：风机及其管路系统需设计防静电接地、安全泄放阀（如爆破片）、阻火器等。对于易燃易爆气体（如H₂），电机和电器必须采用防爆型。控制系统中需集成气体泄漏检测、氧含量分析（惰化保护时）等安全联锁。 性能曲线的换算：风机的性能曲线通常基于空气（标准状态）测试。输送不同密度的气体时，风机的压头-流量曲线形状大致不变，但压力、功率与气体密度成正比。因此，选型时必须根据实际气体的分子量、温度、压力进行性能换算。例如，输送密度大于空气的气体（如CO₂），在相同转速和流量下，所需功率会显著增加；反之，输送氢气则功率需求降低。 运行与维护的特殊性：启动前需用惰性气体（如N₂）对系统进行彻底吹扫置换，排除空气。停机时同样需要惰性气体置换，以防形成爆炸性混合物或腐蚀性环境。润滑油系统需确保与工艺气体完全隔离，防止污染气体或被气体污染。

结论

浮选风机，特别是“C”系列多级离心鼓风机，是矿物浮选工业的基石设备。深入理解其型号编码，如“C100-1.187/0.967”所蕴含的流量、进出口压力等关键信息，是进行科学选型、高效运营和精准维护的前提。风机的高可靠性运行，依赖于主轴、转子总成、轴瓦、密封（尤其是碳环密封）等核心配件的优质状态及它们之间的精密配合。面对风机故障，必须采用系统性的诊断与修理策略，其中转子动平衡校正与精密对中是恢复性能的重中之重。而当风机应用于输送各类工业气体时，则必须在材料选择、密封技术、安全设计和运行维护上采取针对性的特殊措施，以保障工艺安全和设备长周期稳定运行。作为风机技术从业者，掌握这些基础知识与实践要点，对于确保选矿及相关工业流程的顺畅与高效，具有至关重要的意义。

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