浮选风机基础知识详解与CJ100-1.24型号专题说明

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浮选风机基础知识详解与CJ100-1.24型号专题说明

作者：王军（139-7298-9387）

关键词：浮选风机，CJ100-1.24型号，风机配件，风机修理，工业气体输送，离心鼓风机，轴瓦，转子总成，碳环密封

第一章浮选风机技术概述与分类体系

1.1 浮选工艺中的风机作用

浮选风机是矿物浮选工艺流程中的核心动力设备，主要为浮选槽提供必要的气源，通过产生微小、均匀的气泡，使目的矿物颗粒附着于气泡上浮至矿浆表面，实现矿物与脉石的有效分离。其性能直接影响到浮选效率、精矿品位、回收率及能耗指标。浮选风机需提供稳定、可调的气压和流量，同时保证气体的洁净度和适宜的含氧量（尤其在非空气介质浮选中），以适应不同矿石性质和浮选药剂制度的要求。

1.2 主要风机系列介绍

根据结构、压力、用途及输送介质的不同，浮选及相关工业领域常用风机主要分为以下几大系列：

“C”型系列多级离心鼓风机：采用多级叶轮串联结构，每级叶轮对气体做功增压，总压力为各级压力之和。其特点是压力范围广（通常可达0.5-3.0个大气压以上）、效率较高、运行平稳、流量调节性能好，是中低压范围内应用最为广泛的机型之一，常与跳汰机等选矿设备配套。 “CF”型系列专用浮选离心鼓风机：在C型风机基础上针对浮选工艺特点优化设计。着重考虑了浮选车间可能存在的轻微腐蚀性、潮湿环境，以及在恒定压力下流量调节的灵敏性和稳定性，确保为浮选槽提供持久均匀的充气。 “CJ”型系列专用浮选离心鼓风机：本文重点介绍的型号所属系列。CJ型是在CF型基础上进一步升级的专用机型，通常采用了更高效的叶轮型线、更优的流道设计和更可靠的密封技术，旨在实现更高的运行效率和更低的维护成本，是现代化大型浮选厂的优选。 “D”型系列高速高压多级离心鼓风机：通常采用齿轮箱增速，使叶轮获得极高的运行转速（可达上万转/分钟），从而实现单台设备更高的压升。适用于需要中高压力的工艺气体输送场合，结构紧凑，但制造精度和维护要求高。 “AI”型系列单级悬臂加压风机：叶轮悬臂安装在主轴一端，结构简单，占地面积小。适用于中低压力、中等流量的场合。由于是悬臂结构，对转子的动平衡精度和轴承稳定性要求严格。 “S”型系列单级高速双支撑加压风机：单级叶轮，通过高速（通常由齿轮箱或变频电机驱动）获得所需压力。转子采用双支撑结构（叶轮在两轴承中间），运行稳定性优于悬臂式，适用于对振动要求严格的流程。 “AII”型系列单级双支撑加压风机：与S型类似为双支撑结构，但可能设计转速和压力范围有所不同，强调高可靠性和宽工况适应性。

第二章核心型号解析：CJ100-1.24型专用浮选离心鼓风机

2.1 型号标识规则详解

以“CJ100-1.24”为例，其型号编码遵循行业内通用规则，蕴含了该设备的核心性能参数：

“CJ”：代表此风机属于“CJ型系列专用浮选离心鼓风机”。其中“C”沿袭了多级离心鼓风机的基本代号，“J”可理解为“精制”、“高效”或“专用”的升级含义，表明其针对浮选工艺进行了深度优化。 “100”：表示风机在标准进气状态（通常指进气压力为1个标准大气压，温度20℃，相对湿度50%的空气）下的额定流量，单位为立方米每分钟（m³/min）。即CJ100-1.24风机的设计流量为每分钟输送100立方米的介质气体。 “-1.24”：此部分定义了风机的压力参数。 “-”符号后的数字“1.24”代表风机的出口绝对压力值为1.24个标准大气压（atm）。根据压力定义，风机产生的静压升（或表压）为出口绝对压力减去进口绝对压力。若进口压力为1个标准大气压（即型号中未特殊标注进口压力条件，如未出现“/”符号），则此风机的出口静压为 1.24 - 1 = 0.24 个大气压，换算成常用单位约为24.5 kPa（千帕）或2500 mmH₂O（毫米水柱）。若型号中出现“/”符号，例如“CJ100/0.95-1.24”，则“/”前的“0.95”可能表示进口绝对压力为0.95个大气压，此时出口静压计算仍为出口绝对压力减进口绝对压力，即1.24 - 0.95 = 0.29个大气压。

对比参考：文中提及的“C200-1.5”型号，则表示：C系列多级离心鼓风机，流量200 m³/min，出口绝对压力1.5 atm（进口为1 atm时，出口静压为0.5 atm或约51 kPa）。

2.2 CJ100-1.24风机性能特点与应用场景

CJ100-1.24风机是一款中等流量、低压力的专用浮选风机，其性能特点如下：

流量适中：100 m³/min的流量适合中小型浮选系列或作为大型浮选厂的单元供气风机，可为一系列浮选槽提供稳定气源。 压力稳定：0.24 atm的静压升足以克服浮选槽液位高度、管路阻力以及气体分布器（如喷枪、透气棚）的阻力，确保气泡能均匀弥散于整个浮选槽截面。 高效节能：作为CJ系列产品，其通过优化的多级叶轮和扩压器匹配，使风机在额定工况点附近具有较高的绝热效率或多变效率，有效降低长期运行的电力消耗。 运行平稳：多级离心结构使得气流平稳连续，压力脉动小，有利于浮选过程的稳定，减少对泡沫层的扰动。 调节灵活：通常可通过进口导叶调节、出口节流或变速驱动（如变频器）来调节流量和压力，适应矿石处理量或浮选药剂制度的变化。

主要应用：广泛适用于有色金属（铜、铅、锌、钼等）、黑色金属（铁）、非金属矿（磷、钾、萤石等）的浮选生产线，作为核心充气设备。尤其适合对供气稳定性、能耗指标有较高要求的选矿厂。

第三章浮选风机关键配件详解

风机的可靠运行离不开各个精密配件的协同工作。以下对浮选风机，特别是CJ系列风机的核心配件进行说明：

3.1 风机主轴

主轴是风机的“脊梁”，承载叶轮、传递扭矩并承受转子重力及气动载荷。通常采用高强度合金钢（如40Cr、42CrMo）锻制而成，经过精密加工、热处理（调质）以确保其具有优异的综合机械性能（强度、韧性）和稳定的尺寸精度。主轴上装配叶轮、平衡盘、联轴器等部件的轴颈部位，其尺寸公差、形位公差（如同轴度、圆度）和表面粗糙度要求极高。

3.2 风机轴承与轴瓦

对于C、CJ这类多级离心鼓风机，常采用滑动轴承，其轴瓦（轴承衬）是核心摩擦副元件。

轴瓦材料：常用巴氏合金（锡基或铅基）浇铸在铸铁或钢制瓦背上制成。巴氏合金具有良好的嵌入性、顺应性和抗胶合能力，能保护主轴颈。润滑：运行中，主轴颈旋转带动润滑油形成动压油膜，将轴颈抬起，实现液体摩擦，摩擦系数极低，运行平稳，阻尼特性好，能有效抑制振动。 轴承箱：是容纳轴承、轴瓦并建立润滑油路的壳体。它要求有足够的刚性，确保轴承座的同心度，同时内部油路设计要合理，保证润滑油能充分供应到承载区并顺利回油。

3.3 风机转子总成

转子总成是风机做功的核心旋转部件，主要包括：

叶轮：多级串联，每级由前盘、后盘、叶片及轮盖（闭式）或没有轮盖（半开式）构成。叶片型线直接影响风机效率，一般采用后向或径向叶片，以获取较平坦的压力-流量特性曲线。叶轮需进行静平衡和动平衡校正，确保残余不平衡量在标准之内。 平衡盘/鼓：用于平衡多级叶轮产生的巨大轴向推力，防止转子轴向窜动，减少止推轴承的负荷。通过特定的平衡腔室压力设计，产生与轴向推力方向相反的平衡力。主轴：如上所述。 联轴器：连接风机主轴与电机轴，传递动力。常用膜片联轴器或齿式联轴器，能补偿一定的轴向、径向和角向偏差，并隔离部分振动。

3.4 密封系统

密封是防止气体泄漏和润滑油污染的关键。

气封（级间密封与轴端密封）：在叶轮与隔板之间、转子与机壳两端，设有迷宫密封或碳环密封。通过一系列连续的节流间隙与膨胀空腔，极大增加泄漏流阻，减少级间窜气和向机外的气体泄漏。 碳环密封：由多个分瓣的碳石墨环组成，在弹簧力作用下紧贴轴套（或主轴）表面，形成接触式或微间隙密封。碳石墨具有自润滑、耐磨损、耐高温和化学稳定性好的优点，尤其适用于输送特殊气体或要求极低泄漏的场合。油封：主要用于轴承箱两端，防止润滑油沿轴颈泄漏到箱体外。常用骨架油封或填料密封，确保轴承润滑系统的封闭性。

第四章浮选风机常见故障与修理要点

风机在长期运行后会出现磨损、振动等故障，及时正确的维修是保障生产的关键。

4.1 常见故障诊断

振动超标：可能原因包括转子不平衡（叶轮积灰、磨损不均、结垢）、对中不良、轴承磨损（轴瓦间隙过大）、地脚螺栓松动、喘振或旋转失速等。 轴承温度高：润滑油品质劣化、油量不足、油路堵塞、冷却不良、轴瓦刮研不良导致接触不佳、载荷过大等。 风量风压不足：进口过滤器堵塞、密封间隙磨损过大导致内泄漏严重、转速下降、叶轮腐蚀或磨损严重、管路系统阻力异常增加。异响：轴承损坏、转子与静止件摩擦（如气封摩擦）、齿轮箱（如有）故障、喘振征兆。泄漏：轴端密封（碳环、迷宫）磨损，壳体或管路连接处密封失效。

4.2 核心部件修理要点

转子总成修理： 动平衡校正：拆卸后，必须在动平衡机上进行重新平衡。根据风机转速遵循相应的平衡精度等级标准（如G6.3级）。添加或去除质量时需遵循规范。 叶轮修复：对于磨损、腐蚀的叶片，可采用堆焊耐磨材料（如碳化钨）后打磨修形，或更换新叶轮。修复后必须重新做静平衡。 主轴检查：检查主轴直线度（跳动）、轴颈尺寸和表面状况。轻微磨损可镀铬或喷涂后磨削修复，严重弯曲或磨损需更换。 滑动轴承（轴瓦）修理：刮研：新轴瓦或修复后的轴瓦需要与主轴颈进行刮研配合，确保接触点均匀分布（通常要求每平方英寸不少于2-3个点），并形成合适的顶隙和侧隙。 间隙测量：用压铅法或百分表法测量轴瓦顶隙，需符合制造厂标准（通常为轴颈直径的千分之1.2到1.5）。 密封更换： 迷宫密封：检查密封齿是否磨损、倒伏，更换时间隙需按图纸要求调整。 碳环密封：检查碳环磨损量和分瓣弹簧张力，更换新环时注意分瓣接口错开安装，并确保轴向浮动灵活。 对中复查：维修后重新安装电机和风机，必须使用激光对中仪或百分表进行精密对中，确保径向和轴向偏差在允许范围内。

修理总原则：先诊断后拆解，记录原始数据；更换配件确保质量；装配过程清洁有序，力矩、间隙按标准执行；试车前盘车灵活，逐步加载运行并监测振动、温度等参数。

第五章工业气体输送风机的特殊考量

浮选风机设计主要针对空气，但风机技术同样广泛应用于输送各类工业气体，此时需特别关注以下方面：

5.1 可输送气体类型

包括但不限于：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。

5.2 设计与选材的特殊要求

气体性质分析：密度、比热容、绝热指数等影响风机功率和压力计算；粘度影响内泄漏和流动损失；腐蚀性（如烟气中的硫化物、湿氯气）决定材料选择。 材料兼容性： 腐蚀性气体：需采用不锈钢（如304、316L）、双相钢、钛材或内衬防腐涂层。O₂气输送时，所有流道部件需严格脱脂，防止油污引发燃爆，并通常选用不锈钢或铜合金。 氢气(H₂)：密度小，泄漏倾向大，要求极高的密封性能（常采用干气密封或特殊迷宫密封）；同时氢脆现象需考虑，材料应选用对氢脆不敏感的低强度钢或特殊合金。 密封系统升级：对于贵重、有毒或危险气体（如H₂、He、O₂），常规迷宫密封可能不足以满足极低泄漏要求，需采用碳环密封、干气密封或机械密封组合，并可能配备泄漏监测和回收系统。 安全防爆：输送可燃气体（如H₂、某些烃类混合气）或助燃气体（O₂）时，风机设计需符合防爆标准，电机、仪表选用防爆型，消除一切可能的火源。叶轮与机壳的材料匹配需考虑防止摩擦火花。 润滑系统隔离：对于忌油气体（如O₂），需采用无油润滑轴承（如磁悬浮轴承、空气轴承）或确保润滑剂绝对不与气体接触（采用完善的密封隔离系统）。 性能换算：风机样本性能曲线通常基于空气（标准状态）测定。输送其他气体时，流量基本不变（容积式特性），但压力、功率需根据气体密度和绝热指数进行换算。功率与气体密度大致成正比，而压力能力与气体分子量有关。

5.3 选型要点

为特定工业气体选型时，必须提供准确的气体组成、进气温度、压力、所需流量和出口压力。制造商将根据气体物性重新计算风机性能，并确定合适的材料、密封形式和驱动机功率。例如，输送密度极小的氢气，要达到与空气相同的压升，需要更高的转速或更多的级数；而输送密度大的气体如氩气，则需关注轴功率是否会超载。

第六章总结

浮选风机，特别是以CJ100-1.24为代表的专用高效机型，是现代选矿工业的“肺腑”。深入理解其型号编码规则，有助于快速把握设备的基本性能。风机的高效稳定运行，依赖于主轴、轴承（轴瓦）、转子总成、密封系统等每一个配件的精密制造与良好维护。掌握科学的故障诊断方法和规范的修理工艺，是保障设备长周期安全运行、降低生产成本的关键。而当风机应用于空气之外的工业气体输送时，必须充分考虑气体的物理化学特性，在材料选择、密封设计、安全防护等方面采取针对性措施，进行严谨的重新选型计算。

作为风机技术人员，我们应持续学习，将扎实的基础知识与现场实践经验相结合，不断提升设备管理、故障预判与维修保障能力，为工业生产流程的优化和节能降耗贡献力量。

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