单质金(Au)提纯专用风机：D(Au)1052-2.21型离心鼓风机技术详解

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单质金(Au)提纯专用风机：D(Au)1052-2.21型离心鼓风机技术详解

作者：王军（139-7298-9387）

关键词：单质金提纯、离心鼓风机、D(Au)1052-2.21型号、风机配件、风机修理、工业气体输送、多级离心鼓风机、矿业冶炼

引言：矿物提纯工艺中的风机核心作用

在矿业冶炼领域，特别是贵金属如单质金（Au）的提纯过程中，气体输送与分离设备扮演着至关重要的角色。离心鼓风机作为核心动力源，为浮选、分离、加压输送等关键工序提供稳定、高压的气流，直接影响提纯效率、能耗及最终产品纯度。其中，与分离机组合专用的D(Au)1052-2.21型高速高压多级离心鼓风机，便是针对黄金提严苛工艺要求而设计的典型设备。本文将系统阐述该型风机的基础知识、技术特性、配件构成、维护修理要点，并对矿业提纯中涉及的各种工业气体输送风机进行概括性说明。

第一章：金(Au)提纯工艺与风机选型概述

黄金提纯通常涉及破碎、磨矿、浮选、氰化、电解精炼等流程。在浮选与某些物理分离阶段，需要将空气或特定工业气体以特定压力和流量注入矿浆，使金矿物附着于气泡从而实现分离。这一过程对鼓风机提出了严格要求：

气体纯净度要求：避免油污、杂质污染工艺流体，影响金的品位。 压力与流量稳定性：分离效率对气流的均匀性和稳定性极为敏感。 耐腐蚀与密封性：处理可能带有腐蚀性的烟气或化学气体时，材料与密封需可靠。 高效节能：连续生产工况下，风机效率直接影响运营成本。

因此，衍生出多个专用风机系列，如“C(Au)”型多级离心鼓风机、“CF(Au)”与“CJ(Au)”型浮选专用风机、“AI(Au)”/“S(Au)”/“AII(Au)”型单级加压风机，以及本文重点介绍的D(Au)型系列高速高压多级离心鼓风机。

第二章：D(Au)1052-2.21型高速高压多级离心鼓风机深度解析

2.1 型号释义与技术定位

完整型号：D(Au)1052-2.21

D：代表D系列高速高压多级离心鼓风机。该系列采用多级叶轮串联结构，通过高速旋转逐级增压，能提供比单级风机更高的压比。 (Au)：明确其为黄金提纯工艺专用设计，在材料选择、密封配置、防污染处理等方面有特殊考量。 1052：此为风机专用编码。通常，前两位数字可能与叶轮尺寸或设计序列相关，后两位可能与级数或流量系数相关。具体需参照厂商技术手册，但总体上该编码唯一确定了风机的核心气动设计与结构尺寸。 2.21：表示风机在设计工况下的出口绝对压力为2.21个大气压（即约121.35 kPa，表压约为1.21 kgf/cm²）。根据型号命名规则，“-”后的数字直接表示出口压力。此压力值是与分离机配套选型后确定的，旨在为分离过程提供最佳的气体动力。若没有“/”符号，则表示进口压力为标准大气压（1 atm）。

该风机与分离机组合使用，主要为分离过程提供持续、高压的洁净气体（通常是空气，也可能是惰性气体），通过精确控制气泡大小和分布，优化金颗粒的分离与富集效果。

2.2 核心结构与工作原理

D(Au)1052-2.21属于多级离心鼓风机。其核心工作原理是：电机通过增速齿轮箱（或直联）驱动风机主轴高速旋转，固定在主轴上的多个风机转子总成（每个总成包含叶轮、轮盖、轴套等）随之转动。气体从进气口进入第一级叶轮，在高速旋转的叶轮叶片作用下获得动能和压力能；流出后进入扩压器，将部分动能转化为压力能；随后气体流入下一级叶轮，再次获得能量。如此逐级压缩，最终在出口达到设计压力2.21 atm。

其关键结构组件包括：

机壳：通常为水平剖分式，便于内部组件检修。采用高强度铸铁或铸钢，内设流道与扩压器。 风机转子总成：这是风机的“心脏”。由主轴、多级叶轮（通常为闭式后弯叶轮）、平衡盘、推力盘等部件过盈配合或键连接而成。组装后需进行严格的动平衡校验，确保在高转速下平稳运行。 轴承系统：对于高速高压风机，多采用滑动轴承。风机轴承用轴瓦（巴氏合金衬里）提供优异的阻尼和承载能力。径向轴承支撑转子，止推轴承承受轴向推力。 密封系统：这是确保气体纯净和防止润滑油泄漏的关键。 气封与油封：在轴端采用迷宫密封或碳环密封。碳环密封因其自润滑、耐磨、低摩擦且不污染工艺气体的特性，在此类要求洁净的场合应用广泛。它能有效阻止机壳内气体外泄和轴承箱润滑油进入流道。 级间密封：在各级叶轮之间，通常设有迷宫密封，减少级间泄漏，保证压缩效率。 轴承箱：独立或集成式箱体，用于容纳轴承、提供润滑油路，并确保轴承座的刚性和对中精度。 润滑系统：独立的油站提供强制循环润滑油，对轴承和齿轮进行润滑冷却。

2.3 性能特点

高压输出：多级结构使其能在单机内实现较高压升，满足分离机所需压力。 运行平稳：精密的转子动平衡和高性能滑动轴承，确保在高速下振动小、噪声低。 气体洁净：采用非接触式的迷宫密封和碳环密封，结合合理的腔体气压控制，基本杜绝润滑油污染工艺气体。 效率较高：多级设计允许每级叶轮在较优效率点工作，整机效率通常优于单级风机串联。 可靠性强：针对矿业连续生产环境设计，结构坚固，关键部件冗余设计。

第三章：关键配件详解

为确保D(Au)1052-2.21型风机长期稳定运行，理解其关键配件至关重要。

风机主轴：采用高强度合金钢（如42CrMo）锻制，经调质处理，具有高疲劳强度和韧性。所有装配轴颈、齿轮安装部位均需精密磨削，保证尺寸精度和表面光洁度。 风机轴承与轴瓦：滑动轴承的轴瓦通常为钢背衬巴氏合金。巴氏合金层具有良好的嵌藏性、顺应性和抗胶合能力。轴瓦间隙需严格按照装配规范控制，过大导致振动，过小则易烧瓦。润滑油膜的形成是关键，其厚度计算涉及轴承比压、转速、润滑油粘度等多个参数。 风机转子总成：叶轮：是核心做功部件。对于输送空气，常用铝合金或不锈钢精密铸造或数控加工而成；若输送腐蚀性气体，则选用更高等级不锈钢或特种合金。叶轮的型线直接影响风机效率和工作范围。 平衡盘与推力盘：平衡盘用于自动平衡转子部分轴向力，推力盘则与止推轴承配合承受剩余轴向力。其端面跳动要求极高。 密封组件： 碳环密封：由多个分割的碳环组成，在弹簧力作用下紧贴轴套外圆，形成动态密封。磨损后具有一定自补偿能力。需定期检查碳环磨损量和弹簧弹力。 迷宫密封：由一系列节流齿和膨胀腔组成，通过节流效应实现密封。其密封效果取决于间隙大小，安装时必须保证设计间隙。 轴承箱：作为轴承的基座，其加工精度直接影响轴承对中。箱体上的油封（通常为骨架油封或机械密封）需防止润滑油外漏。 齿轮箱（若为齿轮增速）：包含高速齿轮、低速齿轮、箱体及润滑系统。齿轮精度通常要求AGMA 12级或更高，确保传动平稳、高效。

第四章：风机常见故障与修理要点

对D(Au)1052-2.21风机的修理必须由专业人员进行，以下为常见故障及修理要点：

4.1 振动超标

可能原因：转子动平衡破坏（结垢、叶片磨损不均）；轴承磨损或间隙不当；对中不良；地脚螺栓松动；喘振或旋转失速。 修理要点：停机后，首先检查对中和地脚螺栓。若问题依旧，需解体检修。检查转子总成，必要时上动平衡机重新校正。测量轴瓦间隙，若超过极限值或存在拉伤、脱层，必须更换。检查主轴有无弯曲。

4.2 轴承温度过高

可能原因：润滑油油质不合格、油压不足或油路堵塞；轴瓦刮研不良或间隙过小；轴承负载过大（如对中不良引起）；冷却系统故障。 修理要点：检查润滑系统压力、流量和冷却器。化验润滑油品质。停机后检查轴瓦接触斑点，若不符合要求（通常要求接触角60-90°，均匀分布），需重新刮研或更换。复核轴承间隙。

4.3 风量或压力不足

可能原因：进口过滤器堵塞；密封间隙（尤其是碳环密封和迷宫密封）磨损过大，内泄漏严重；叶轮腐蚀、磨损严重；转速未达到额定值。 修理要点：清洁过滤器。解体检测各级密封间隙，超标则更换密封件。检查叶轮，如通流部分尺寸因磨损变化过大，需更换叶轮或进行专业修复（如喷涂）。

4.4 气体含油或泄漏

可能原因：碳环密封或油封失效；轴承箱内正压过高（通气帽堵塞）；密封气（如果采用）压力不足。 修理要点：检查并更换失效的碳环密封组件和轴端油封。清理轴承箱通气孔。若采用有密封气系统，检查并调整密封气压力和流量。

4.5 大修流程概述

前期准备：切断电源，隔离管路，放空机内气体和润滑油。拆卸：按顺序拆卸联轴器罩壳、管路、仪表线、上机壳、转子等。记录所有拆卸部件的相对位置和调整垫片厚度。 清洗与检查：所有部件彻底清洗。重点检查主轴裂纹（磁粉探伤）、叶轮磨损与裂纹、轴瓦磨损、密封件磨损、齿轮啮合情况。 修理与更换：根据检查结果，更换所有标准密封件（O型圈、垫片、碳环密封）和已达到磨损极限的部件（如轴瓦）。修复或更换损坏的核心部件。 装配与调整：严格按照装配手册进行。确保轴承间隙、叶轮与扩压器对中、齿轮啮合侧隙和顶隙、各级密封间隙等关键尺寸达标。转子装配后复校动平衡。 对中与试车：精确进行电机-齿轮箱-风机的主机对中。加注合格润滑油，进行单机点动、无负荷试车，逐步加载至满负荷，监测振动、温度、压力等参数。

第五章：矿业提纯中其他工业气体输送风机简介

除空气外，金提纯过程可能涉及多种工业气体，对风机有不同要求。前述各系列风机可通过材料升级和密封优化适配。

输送气体类型及风机考量：空气：最常用，对材料无特殊腐蚀要求，重点在效率和防油污。 工业烟气：可能含SO₂、水汽等腐蚀成分，风机流道及转子总成需采用耐蚀合金（如316L、2205双相钢），碳环密封材料也需耐腐蚀。 二氧化碳(CO₂)、氮气(N₂)、氩气(Ar)：一般为惰性气体，材料兼容性较好。但需注意压缩后的温升，密封需可靠防止泄漏。 氧气(O₂)：极强的助燃剂，严禁油脂！所有与氧气接触的部件必须进行严格的脱脂处理。叶轮、机壳宜用不锈钢，密封优先采用干气密封或经过特殊处理的碳环密封。摩擦部位需使用兼容材料，防止火花。 氢气(H₂)、氦气(He)、氖气(Ne)：分子量小，穿透性强，极易泄漏。对所有密封系统（尤其是轴封）要求极高，通常采用干气密封或多级碳环密封组合。壳体设计也需考虑防微泄漏。 混合无毒工业气体：需根据具体成分分析腐蚀性、爆炸极限、分子量等，综合确定材料、密封和防爆要求。 系列风机适应性： C(Au)系列多级离心鼓风机：适用于中等流量、较高压力的空气或惰性气体输送，性价比高。 CF(Au)/CJ(Au)浮选专用风机：针对浮选工况优化，强调流量调节范围和出口压力的稳定性。 AI(Au)/S(Au)/AII(Au)单级加压风机：适用于流量较大、压升相对较低的场合，结构相对简单，维护方便。其中S(Au)型双支撑结构更适合较高转速。

所有风机在改输其他气体时，必须进行性能换算（流量、压力、功率与气体密度、绝热指数等相关），并重新评估电机功率和系统安全性。

第六章：总结

D(Au)1052-2.21型高速高压多级离心鼓风机作为金矿提纯分离工艺的专用动力设备，其2.21个大气压的输出压力、多级压缩的高效设计、以及针对洁净要求优化的碳环密封系统，确保了分离过程的高效与稳定。深入理解其风机主轴、轴承轴瓦、转子总成、密封等核心配件的结构与功能，是进行科学维护和及时修理的基础。同时，矿业提纯是一个多气体应用的场景，从通用的空气到特殊的氧气、氢气，要求风机技术人员必须掌握不同气体特性对风机选材、密封和安全设计的影响，从而正确操作和维护C(Au), CF(Au), AI(Au)等各类专用风机，为整个提纯生产线提供坚实可靠的气源保障。随着矿物加工技术的不断进步，对离心鼓风机的效率、智能控制和适应性提出了更高要求，这将是风机技术从业者持续探索的方向。

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