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浮选风机技术基础与CJ80-1.24型浮选风机深度解析

作者:王军(139-7298-9387)

关键词:浮选风机、CJ80-1.24、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、浮选工艺与风机概述

浮选是矿物加工中至关重要的分离工艺,其原理是利用矿物表面物理化学性质的差异,在气-液-固三相界面进行选择性富集。在这一过程中,浮选风机扮演着“供气心脏”的角色,负责向浮选槽内持续、稳定地注入适量空气,以生成大小适宜、分布均匀的气泡,携带目标矿物颗粒上浮。风机的性能直接决定了浮选流程的充气量、气泡尺寸分布与稳定性,进而影响选矿指标如回收率与精矿品位。因此,深入理解浮选风机的基础知识,对保障生产顺行、优化工艺参数、降低能耗成本具有重要意义。

现代工业中应用的浮选风机主要采用离心式鼓风机,因其具备结构紧凑、运行平稳、流量范围广、调节性能好及维护相对简便等优点。根据结构、压力与特定工况需求,形成了多个系列产品,以满足不同浮选厂的需求。

二、主流风机系列简介及CJ80-1.24型号详解

在浮选领域,常见的离心鼓风机系列主要包括:

“C”型系列多级离心鼓风机:采用多级叶轮串联结构,通过逐级增压达到所需压力。其特点是效率高、压力稳定,适用于中等压力、大风量的浮选工况,是传统且应用广泛的机型。 “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点进行优化,如加强防腐设计、优化气动性能以适应矿浆环境,专用性更强。 “CJ”型系列专用浮选离心鼓风机:本文重点解析的系列。该系列同样是专为浮选工况设计,通常在材料选择、密封形式、轴承配置等方面进行了针对性强化,以适应可能存在的轻微波动负荷和长期连续运行的要求。“CJ”系列在可靠性与工况适应性上往往有更突出的表现。 “D”型系列高速高压多级离心鼓风机:采用齿轮增速箱驱动,转子转速极高,可在单台机组内实现更高压比。适用于对出口压力要求特别高的特殊浮选或其它工业流程。 “AI”型系列单级悬臂加压风机:转子一端悬臂支撑,结构简单紧凑。适用于压力要求不高、流量中小型的场合。 “S”型系列单级高速双支撑加压风机:单级叶轮、高速设计,转子两端支撑,运行稳定性好。适用于中压、流量范围较广的工况。 “AII”型系列单级双支撑加压风机:与“S”型类似为双支撑,强调坚固耐用,适用于要求长期可靠运行的环境。

对“CJ80-1.24”型浮选风机的完整说明:

“CJ80-1.24”是“CJ”型系列中的一款具体型号,其命名规则蕴含了关键性能参数:

“CJ”:代表该风机属于“CJ”型系列专用浮选离心鼓风机。 “80”:表示风机在标准进口状态下的额定体积流量为每分钟80立方米。这是风机选型的核心参数之一,直接关系到向浮选槽提供的总气量。 “-1.24”:表示风机设计或额定的出口绝对压力为1.24个大气压(即124 kPa绝压)。换算成常用的表压(相对压力)约为0.24 kgf/cm²或24 kPa。这个压力值主要用于克服浮选槽液位静压、管道阻力以及充气器(如喷枪、扩散器等)的阻力,确保气泡能有效生成并均匀分布。

关于压力标注的补充说明:参考示例“C200-1.5”,其解释明确指出“-1.5表示出风口压力1.5个大气压”,且“如果没有‘/’就表示进风口压力是1个大气压”。因此,“CJ80-1.24”意味着进口压力为标准大气压(约101.3 kPa绝压),出口绝压为1.24 atm(约125.6 kPa)。若型号中出现“/”(如某些厂家标注为“C200/1.5”),则可能表示不同的压力基准或增压比,需具体参考制造商的技术手册。该型号风机通常依据浮选槽深度、充气器类型及管网布置通过计算选型确定,以确保提供恰到好处的压力和流量。

三、关键风机配件功能与维护要点

浮选风机的长期可靠运行,离不开其内部关键配件的正常工作和精心的维护。以下对核心部件进行阐述:

风机主轴:作为整个转子系统的核心承载与动力传递部件,要求极高的强度、刚性和动平衡精度。通常由优质合金钢锻造而成,经精密加工和热处理。维护中需定期检查其直线度、表面是否有磨损或腐蚀,特别是与轴承、叶轮配合的部位。 风机轴承与轴瓦:对于大型多级离心鼓风机,滑动轴承(即轴瓦)应用普遍。轴瓦通常采用巴氏合金等耐磨减摩材料衬里,依靠形成的压力油膜支撑转子。风机轴承用轴瓦是维护重点,需密切关注供油系统的油压、油温及油质清洁度。定期检修时,应检查轴瓦的接触痕迹、间隙(顶隙、侧隙)以及合金层有无疲劳剥落、烧熔或磨损超标。正确的刮瓦和间隙调整是保证转子平稳运行、避免油膜振荡的关键。 风机转子总成:这是风机的“心脏”,包含主轴、各级叶轮、平衡盘(鼓)、联轴器等组件。叶轮一般由高强度铝合金或不锈钢制造,型线精度直接影响风机效率。转子总成在高速旋转下必须保持极高的动平衡。在长期运行后,由于可能的腐蚀、结垢或轻微磨损,平衡状态可能被破坏,需定期进行现场动平衡校验或返厂动平衡。检修时需仔细检查每个叶轮的叶片有无裂纹、变形,轮盘有无磨损。 气封与油封气封:安装在机壳与转子之间,用于减少级间和轴端的气体泄漏,维持风机效率。迷宫密封是常见形式,依靠多次节流膨胀来密封。检查气封间隙是检修重要项目,间隙过大会导致内漏增加、性能下降;间隙过小则有摩擦风险。 油封:主要用于防止轴承箱的润滑油向外泄漏,同时阻止外部杂质进入。骨架油封、迷宫式油封等较为常见。需定期检查油封唇口是否老化、磨损或开裂。 轴承箱:容纳轴承(轴瓦)和部分润滑油,为轴承提供稳定的支撑环境和润滑循环。需确保其结构完好无裂纹,冷却水道通畅,各结合面密封良好无渗漏。 碳环密封:在输送特殊气体或要求零泄漏的场合,常采用碳环密封等非接触式机械密封。它由多个石墨环组成,靠弹簧提供初始抱紧力,运行时依靠气膜实现微间隙密封。其优点是泄漏量极小、寿命长、摩擦功耗低。维护时需检查碳环的磨损量、弹簧弹力以及辅助密封圈的完好性。保持密封气的清洁与压力稳定是其可靠工作的前提。

四、浮选风机常见故障与修理流程

风机在运行中可能出现振动超标、噪音异常、性能(风量风压)下降、轴承温度过高、油液泄漏等故障。系统的修理流程应遵循:

停机诊断与准备:详细记录故障现象,初步分析可能原因。执行安全锁定程序,切断电源、气源、水源。准备好维修工具、备件及技术资料。 拆卸与检查:按顺序拆卸进出口管路、联轴器护罩、仪表探头、上机壳等。重点检查: 转子总成:吊出转子后,进行宏观检查,测量主轴各部位尺寸,检查叶轮状况。 轴承与轴瓦:测量轴瓦间隙,检查合金层状况。 密封:测量各级气封间隙,检查碳环密封等组件的磨损情况。 流道:检查机壳流道、扩压器有无腐蚀、结垢或异物。 修理与更换动平衡校正:若转子不平衡,需在动平衡机上或采用现场动平衡仪进行校正。 轴瓦维修:磨损轻微可进行刮研调整间隙;磨损严重或烧瓦则需重新浇铸巴氏合金并机加工。 叶轮维修:裂纹可进行补焊后修形并重新平衡;严重腐蚀或磨损需更换。更换叶轮后,必须进行整个转子总成的动平衡。 密封更换:所有气封、油封、碳环密封件通常建议在解体大修时按计划更换,确保密封性能。 主轴修复:轴颈磨损可采用镀铬、喷涂等技术修复,恢复尺寸精度。 回装与调试:严格按照装配技术要求反向回装,确保各部件间隙(如轴承间隙、气封间隙、叶轮与机壳间隙)符合标准。重新对中联轴器。完成后,先进行手动盘车确认无卡阻,再分步进行点动、空载试车、加载试车。监测振动、噪音、轴承温度、电流、出口压力等参数,直至稳定达标。

五、输送工业气体的风机特殊考量

浮选风机通常输送空气,但在许多化工、冶金等工业流程中,风机需要输送各种工业气体,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。这给风机的设计、材料选择和运行维护带来了特殊要求:

气体性质影响密度与分子量:气体密度直接影响风机所需的功率(功率与密度成正比)和性能曲线。输送氢气等轻气体时,压比和功率需求与空气差异巨大,需专门设计。 腐蚀性:如工业烟气、湿氯气等具有腐蚀性,风机过流部件(叶轮、机壳、密封)需选用不锈钢(如316L)、双相钢、钛材或施加防腐涂层。 毒性/窒息性/易燃易爆性:输送此类气体(如CO、H₂)时,对轴端密封的要求极高,必须采用碳环密封、干气密封等泄漏量极小的密封形式,并配置安全的密封气系统。壳体可能需要更高等级的法兰密封和防爆设计。 纯度要求:输送氧气时,所有接触气体的部件必须彻底脱脂,防止油脂在高压纯氧中剧烈燃烧。材料也需选用与氧相容的(如特定不锈钢、铜合金),并禁油。 温度与湿度:高温或带液气体可能影响材料强度、密封性能,需考虑冷却、材料耐温等级及疏液设计。 风机选型调整:输送不同气体时,即使体积流量相同,质量流量和压缩功也不同。选型时必须根据实际气体的物性参数(密度、比热容比等)对风机的性能曲线进行换算,或向制造商提供详细气体组分和条件进行定制。 安全与监控:输送特殊气体需加强气体泄漏监测(如安装可燃/有毒气体探测器)、设置安全联锁(如润滑油压力低、密封气压力低联锁停机)、保证操作区域通风。

六、总结

浮选风机作为浮选生产的动力之源,其稳定高效运行是保障选矿经济效益的基础。以CJ80-1.24型为代表的专用浮选风机,通过科学的型号编码体现了其核心性能参数。深入理解其关键配件如风机主轴、轴瓦、转子总成、碳环密封等的结构与功能,是进行预防性维护和精准修理的前提。而当风机应用于输送各类工业气体时,必须充分考虑气体的特殊物化性质,在材料、密封、安全等方面采取针对性措施。作为风机技术人员,我们应不断深化对设备原理的理解,掌握从选型、操作到维护、修理的全套技术,才能确保风机在任何工况下都能发挥最佳效能,为工业生产保驾护航。

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