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浮选风机基础与CJ120-1.35型号深度解析

作者:王军(139-7298-9387)

关键词:浮选风机、CJ120-1.35型号、风机配件、风机修理、多级离心鼓风机、工业气体输送、轴瓦、转子总成、碳环密封

一、 浮选工艺与浮选风机概述

浮选是矿物加工中的核心工艺之一,它依据矿物表面物理化学性质的差异,通过气泡将有用矿物与脉石分离。在这一过程中,浮选风机扮演着无可替代的关键角色。它并非简单地向矿浆中注入空气,而是需要提供稳定、特定压力与流量的气体,以生成大小适宜、分布均匀的气泡,并维持浮选槽内必要的搅拌与空气弥散条件,从而直接影响浮选回收率、精矿品位及药剂消耗。

浮选风机属于鼓风机范畴,其工作特点是提供中等压力(通常高于单级离心通风机,低于空气压缩机)、较大流量的洁净或特定成分气体。在选矿厂,浮选风机常被视作“肺部”,其运行的稳定性与能效直接关联着整条生产线的经济效益。根据浮选工艺阶段(粗选、扫选、精选)和规模的不同,对风机的压力、流量及调节性能有着差异化的要求。

二、 主流风机系列简介与选型参考

在工业气体输送领域,尤其是选矿行业,风机根据结构、压力和用途形成了多个系列,了解这些系列是正确选型的基础:

“C”型系列多级离心鼓风机:这是最经典的多级离心鼓风机系列。通过多个叶轮串联工作,逐级提高气体压力,适用于需要中等至高压力、中等流量的场合。其结构可靠,效率较高,是许多工业流程的标配。 “CF”型系列专用浮选离心鼓风机:在“C”系列基础上针对浮选工艺特性进行优化设计。通常更注重流量稳定性、抗堵塞能力和易于维护的特点,以适应浮选车间可能存在的潮湿、微尘环境。 “CJ”型系列专用浮选离心鼓风机:本文重点型号所属系列。可以理解为“CF”系列的进一步升级或特定分支,可能在效率、密封、材料或调节范围上进行了针对性加强,是专为高性能、高可靠性浮选生产线设计的机型。“CJ”系列往往集成了更先进的流体动力学设计和机械结构,以保障浮选工艺指标的最优化。 “D”型系列高速高压多级离心鼓风机:采用齿轮增速箱驱动转子高速旋转,在较少的级数内实现更高的单级压比,从而获得更高的出口压力。结构紧凑,但制造精度和维护要求也相应提高。 “AI”型系列单级悬臂加压风机:转子一端悬伸,只有一个支撑轴承箱。结构简单紧凑,适用于中低压、中小流量的加压或气体输送场合。 “S”型系列单级高速双支撑加压风机:采用齿轮增速,转子两端支撑,运行转速高,可实现单级较高压升。适用于对占地空间有要求、需要较高压力的工艺点。 “AII”型系列单级双支撑加压风机:转子两端支撑,刚性更好,运行平稳,适用于流量和压力范围更广的场合,可靠性高。

在气体适应性方面,现代离心鼓风机技术已能够安全高效地输送多种介质,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。但需注意,输送不同气体时,因气体分子量、比热容、绝热指数等物性参数不同,风机的性能曲线、所需功率及密封方式均需重新计算和特殊设计。

三、 风机型号解读与“CJ120-1.35”浮选风机详解

风机型号是浓缩了其核心性能参数的“身份证”。以参考型号“C200-1.5”为例:“C”代表C系列多级离心鼓风机;“200”表示风机在标准进气状态下的额定流量为每分钟200立方米;“-1.5”表示风机的出口相对压力(表压)为1.5公斤力每平方厘米,约合1.5个大气压(表压)。通常,如果型号中没有特别标注进口压力(如“/0.8”代表进口压力0.8 ata),则默认为标准大气压(1 ata)进气。型号后缀有时还会包含驱动方式、传动方式等信息。

聚焦“CJ120-1.35”浮选风机

现在,让我们将目光聚焦于本次说明的核心机型:“CJ120-1.35”浮选风机

系列归属:“CJ”表明它属于专为浮选工艺优化设计的CJ型系列专用浮选离心鼓风机。该系列风机在设计时充分考虑了浮选车间连续运行、负荷可能波动、空气需洁净稳定等工况特点。 流量参数:“120”指该风机在设计进气条件下的额定流量为每分钟120立方米。这是选型的首要参数,需根据浮选槽总体积、充气量要求、管路损失等综合计算确定。流量不足会导致充气乏力,回收率下降;流量过大则可能造成液面翻滚剧烈,精选效果变差并浪费能源。 压力参数:“-1.35”表示该风机的设计出口静压(表压)为1.35公斤力每平方厘米。这个压力需要克服以下几部分阻力:浮选槽液柱静压(由槽体深度决定)、气体通过充气器(如陶瓷扩散器)的孔隙阻力、以及管道阀门沿程与局部阻力。1.35公斤的压力属于浮选风机中较为常见的压力范围,能满足大多数有色金属、黑色金属及非金属矿浮选的深度要求。 性能匹配:一台CJ120-1.35风机,意味着它在提供1.35公斤出口压力时,能稳定输出120立方每分钟的空气流量。其性能曲线(压力-流量曲线)会是一条从高压小流量点到低压大流量点的连续曲线,而“CJ120-1.35”这个型号标识了曲线上一个特定的高效设计工况点。在实际运行中,系统阻力曲线与该风机性能曲线的交点,即为实际运行点。

四、 核心配件功能与维护要点

风机的长期稳定运行,依赖于各个核心配件的良好状态。以下结合浮选风机,特别是多级离心式(如CJ系列)的特点,对关键配件进行说明:

风机主轴:这是整个转子系统的“脊梁”。它承载所有旋转部件,传递扭矩,并承受由叶轮气体力引起的弯矩。主轴必须具有极高的强度、刚度和韧性,通常由优质合金钢锻造而成,并经精密加工和热处理。主轴的直线度、轴颈(安装轴承处)的尺寸精度和表面光洁度是保证平稳运行、避免异常振动的关键。 风机轴承与轴瓦:对于大型多级离心鼓风机,滑动轴承(轴瓦)的应用非常普遍。轴瓦通常由轴承座、轴承盖以及内衬巴氏合金的瓦块组成。巴氏合金具有良好的嵌藏性、顺应性和抗咬合性,能有效吸收微小振动和冲击。轴瓦的间隙(顶隙、侧隙)是核心装配参数,需严格按照制造厂标准调整。间隙过小易导致发热烧瓦,间隙过大会引起振动超标。润滑油的质量、温度、压力和清洁度是轴瓦寿命的决定性因素。 风机转子总成:这是风机的“心脏”,包括主轴、所有级的叶轮、定距套、平衡盘(如有)、联轴器部件等。每个叶轮都经过动平衡校正,整个转子组装完成后还需进行高速动平衡,将不平衡量控制在极低范围内,这是风机低振动运行的基石。转子总成的任何部件(如叶轮叶片)的腐蚀、磨损或结垢,都会破坏动平衡,导致振动加剧。 密封系统气封(迷宫密封):安装在机壳隔板与主轴之间,由一系列依次排列的环形密封齿组成,形成曲折的泄漏通道,极大增加气体泄漏阻力,用于减少级间和轴端的高压气体向低压区的泄漏。齿隙是关键尺寸。 油封:主要用于轴承箱两端,防止润滑油沿轴向外泄漏,同时阻止外部灰尘、水汽进入轴承箱。常用形式有骨架油封、迷宫油封等。 碳环密封:在输送特殊气体(如氢气、氧气)或要求零泄漏的场合,常采用碳环密封等接触式或非接触式机械密封。碳环由特殊石墨材料制成,具有良好的自润滑性和耐磨性,在弹簧和气体压力作用下与轴套保持微接触,实现极为有效的密封。维护中需关注碳环的磨损量和弹簧的预紧力。 轴承箱:作为轴承的“家”,它为轴承提供精确的定位和支撑,并形成封闭的油腔。轴承箱的刚性、对中性(与风机机壳、电机中心的对中)至关重要。箱体上的油位镜、测温孔、透气帽等都是日常点检的重点。

五、 风机常见故障与修理流程

风机修理是一项系统性的专业工作,应遵循“诊断-解体-检查-修复/更换-组装-调试”的流程。

常见故障诊断振动超标:最常见故障。可能原因包括:转子动平衡失效(结垢、部件松动或损坏);对中不良;轴承磨损或损坏;地脚螺栓松动;喘振(系统压力异常升高,风机在失稳区运行);临界转速共振等。 轴承温度过高:润滑油问题(油质劣化、油量不足、油路堵塞);轴承磨损、间隙不当;冷却不良;负载过大或对中不良导致附加载荷。 风量或压力不足:进口过滤器堵塞;密封间隙磨损过大,内泄漏严重;转速下降(皮带打滑、电机问题);叶轮磨损或腐蚀,效率下降。 异常噪音:轴承损坏、转子与静止件摩擦(扫膛)、喘振、齿轮箱故障等。 标准修理流程停机与准备:切断电源,挂锁挂牌。关闭进出口阀门,排空介质。准备好专用工具、测量仪器和备件。 解体:按顺序拆卸联轴器护罩、联轴器螺栓、管路、仪表线、轴承箱上盖、密封组件等。使用合适的工具(如液压拔轮器)将转子总成从机壳中小心吊出,放置在专用支架上。 检查与测量:这是修理的核心。 转子:检查叶轮焊缝、叶片有无裂纹、磨损、腐蚀。测量主轴直线度、轴颈尺寸和圆度。必要时送专业厂做动平衡。 轴承/轴瓦:检查巴氏合金层有无剥落、磨损、裂纹、烧熔。测量轴瓦间隙、瓦背过盈量。 密封:测量迷宫密封齿顶间隙、碳环密封的环厚度和弹簧自由高度。检查密封腔内有无杂质。 机壳与静止件:检查机壳有无裂纹,隔板有无磨损或变形。 修复与更换:对磨损的轴颈可进行喷涂、电镀后重新磨削;更换损坏的叶轮、轴承、密封件;清理所有流道和油路。 组装:按与解体相反的顺序进行,但必须遵循严格的装配工艺。关键是确保各部位间隙符合图纸要求(如气封间隙、轴承间隙),转子在机壳内居中对中良好。紧固螺栓需按规定的扭矩和顺序拧紧。 对中与调试:重新连接电机,使用百分表进行精细的轴对中(径向、端面偏差均在允许范围内)。加注合格的润滑油至规定油位。进行单机试车:点动确认转向,逐步升速至额定,监测振动、温度、噪声、电流等参数,确保一切正常后再接入系统运行。

六、 输送工业气体的特殊考量

当风机用于输送除空气以外的工业气体时,安全性与适应性是首要原则:

材料兼容性:气体是否具有腐蚀性(如湿的二氧化碳、烟气)、氧化性(氧气)或还原性(氢气)?这决定了风机通流部件(叶轮、机壳、密封)必须选用不锈钢、蒙乃尔合金、钛材或进行特殊涂层处理。输送氧气时,所有材料必须严格去油,禁油操作,防止燃爆。 密封特殊性:对于易燃易爆(氢气)、有毒或贵重气体,必须采用极低泄漏的密封形式,如碳环密封、干气密封或串联式迷宫密封加氮气隔离气系统。绝对禁止气体外泄或外部空气渗入。 性能换算:风机样本性能曲线通常基于标准空气(密度1.2公斤每立方米)。输送不同密度的气体时,风机的压力、所需功率会按比例变化。压力正比于气体密度,轴功率也正比于气体密度。流量(体积流量)在转速不变时基本保持不变。选型时必须进行严格的性能换算和校核。 安全防护:电机和电器设备需根据气体防爆等级选用相应防爆类型。可能需设置气体泄漏检测报警、氮气吹扫系统、安全阀等。 维护差异:检修前必须对风机进行彻底的气体置换(通常用氮气),并经检测确认无害后方可进行。维护工具需为防爆型。

七、 总结

浮选风机作为浮选生产的动力核心,其选型、使用与维护是一门综合了流体力学、机械工程和工艺知识的专业技术。深入理解像“CJ120-1.35”这样的型号含义,是正确选用风机的基础。而对风机核心配件(如主轴、轴瓦、转子、碳环密封)的结构与功能了然于胸,则是进行高效、规范维护的前提。特别是在应对多种工业气体输送的挑战时,必须将气体特性、材料安全与密封技术放在首位。

作为一名风机技术从业者,我们应秉持严谨细致的态度,从精准选型开始,通过规范的日常点检、定期的预防性维护和科学的故障修理,确保每一台风机都能在最优状态下运行,为浮选工艺乃至更广泛的工业气体输送流程提供稳定、高效、安全的动力保障,最终实现生产效益的最大化与设备全生命周期成本的最小化。

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