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金属铝(Al)提纯浮选风机:D(Al)1773-1.82型高速高压多级离心鼓风机技术详解

作者:王军(139-7298-9387)

关键词:铝冶炼浮选、D(Al)1773-1.82离心鼓风机、风机配件、风机维修、工业气体输送、多级离心鼓风机、矿物提纯

引言

在矿业冶炼领域,特别是铝(Al)等有色金属的提纯过程中,浮选法是关键工艺之一。该工艺通过物理化学方法分离矿物,其核心动力设备之一便是为浮选槽提供稳定、足量、适宜压力空气的离心鼓风机。风机的性能直接关系到气泡生成质量、矿物附着效率乃至最终精矿品位与回收率。本文将围绕铝提纯浮选工艺中应用的一款典型设备:D(Al)1773-1.82型高速高压多级离心鼓风机,系统阐述其基础知识、型号含义、核心配件构成、维修要点,并拓展介绍适用于输送各类工业气体的风机系列,旨在为风机技术人员与矿业生产管理者提供参考。

第一章:矿物浮选工艺对风机的要求及风机系列概述

浮选工艺要求鼓风机提供的空气必须具备压力稳定、流量可调、连续运行可靠的特点。气泡的尺寸与分布依赖于空气的分散状态,而空气的压力和流量是决定因素。压力不足,气泡无法有效携带矿物颗粒上浮;压力或流量波动过大,则会导致浮选过程不稳定,影响选别指标。

为满足不同工艺环节(如粗选、精选、扫选)对气压、气量的差异化需求,以及应对不同被输送介质的特性,行业内发展出了多种专用风机系列。参考所提供的型号体系,主要分为:

“C(Al)”型系列多级离心鼓风机:采用多级叶轮串联,逐级增压,适用于需要中等偏高压力、流量较大的工况,是浮选厂的通用主力机型之一。 “CF(Al)”与“CJ(Al)”型系列专用浮选离心鼓风机:针对浮选工艺特性进行优化设计,可能在气动性能、调节范围或耐磨防腐方面有特殊考量,专用于浮选作业线。 “D(Al)”型系列高速高压多级离心鼓风机:本文重点机型所属系列。其特点是转速高,通过多级叶轮实现更高的单机出口压力,适用于对风压要求特别高的浮选流程或深槽浮选。 “AI(Al)”型系列单级悬臂加压风机:结构紧凑,单级叶轮实现加压,适用于压力要求相对较低、空间受限的场合。 “S(Al)”型与“AII(Al)”型系列单级高速双支撑加压风机:转子两端支撑,运行稳定性好,适用于中高压、高转速工况,承载能力优于悬臂结构。

这些风机均可根据介质不同,在材质、密封等方面进行特殊设计,以适应空气、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)及混合无毒工业气体的输送。

第二章:D(Al)1773-1.82型风机深度解析

2.1 型号释义

D(Al):表示该风机属于“D”系列,专为铝(Al)及相关矿物提纯工艺设计的高速高压多级离心鼓风机。 1773:此为内部编码,通常蕴含了重要的设计参数信息。在离心风机行业中,此类数字常与风机的核心尺寸(如叶轮直径,单位可能是毫米或英寸的换算值)、设计序号或流量代码相关。对于技术人员,需查阅对应厂家的产品手册以获取其确切定义,例如可能代表叶轮公称直径为177mm,或第1773号设计等。 -1.82:表示风机在设计点(额定工况)的出口绝对压力值为1.82个大气压(ata)或约0.82 kgf/cm²(表压)。这是一个关键的性能指标,决定了风机能为浮选槽提供的有效压力水平。根据备注“如果没有‘/’就表示进风口压力是1个大气压”,可知该机型进风口压力为标准大气压,其压力提升完全由风机本身实现。

2.2 性能特点与应用场景
D(Al)1773-1.82型风机属于高压多级机型,通过多个叶轮在同一主轴上的串联工作,气体每经过一级叶轮和导流器,压力就得到一次提升。其“高速”特性意味着采用更高转速的驱动(如通过增速齿轮箱或高速电机直驱),根据离心风机的基本压力公式(压力提升与叶轮圆周速度的平方成正比),在叶轮尺寸不变的情况下,显著提高单级增压能力,从而在更紧凑的结构内实现高压输出。
该机型特别适用于:

深槽浮选机,需要更高压力以克服液柱静压。 浮选流程中压力损失较大的复杂管路系统。 需要将气体输送到较高位置或较远距离的浮选车间。 与跳汰机等其他选矿设备配套时,需要较高且稳定的供气压力。

2.3 核心配件与结构详解
D(Al)系列风机的可靠性建立在其精密的核心配件之上:

风机主轴:作为整个转子系统的核心承载与动力传递部件,通常采用高强度合金钢锻造,经调质热处理获得优异的综合机械性能。其加工精度要求极高,各安装轴段的径向跳动、同轴度、表面硬度均有严格标准,以确保动态平衡与长期稳定运行。 风机转子总成:这是风机的“心脏”,由主轴、多级叶轮、平衡盘(鼓)、推力盘、锁紧螺母等部件组成。每级叶轮均需进行单独的静平衡和整个转子总成的高速动平衡校正,将残余不平衡量控制在极低范围内,这是减少振动、保证长周期运行的关键。叶轮根据输送介质(如含尘空气或惰性气体)可能选用普通碳钢、不锈钢或铝合金等材料。 风机轴承与轴瓦:对于高速高压风机,滑动轴承(轴瓦)因其承载能力强、阻尼特性好、适用于高转速而广泛应用。轴瓦通常采用巴氏合金(锡基或铅基)作为衬层,具有良好的嵌藏性、顺应性和抗胶合能力。润滑油在轴与轴瓦间形成稳定的油膜,实现流体动力润滑。轴承的间隙、油温、油压需严格监控。 轴承箱:承载主轴轴承的独立壳体,内部构成完整的润滑油路系统。它要求有良好的刚性以抑制振动,并具备有效的冷却结构(如水冷夹套)来控制油温。 密封系统:是防止气体泄漏和润滑油污染的关键。 气封与油封:在轴穿过机壳的位置,通常设置迷宫密封(气封)来减少级间和内泄漏。在轴承箱两端,则采用接触式(如骨架油封)或非接触式(如迷宫式)油封,防止润滑油外泄。 碳环密封:在输送特殊气体(如氢气、氧气)或要求泄漏量极低的场合,常采用碳环密封。它由若干组碳石墨环组成,在弹簧力作用下与轴保持微接触,具有良好的自润滑性和密封效果,能适应较高的周向速度。 其他重要配件:包括增速齿轮箱(若为齿轮增速型)、联轴器(传递扭矩并补偿对中误差)、进出口蜗壳/管路润滑系统(油泵、冷却器、过滤器)、监测仪表(振动、温度、压力传感器)以及控制系统等。

第三章:D(Al)型风机的维护与修理要点

风机的高效长寿运行,离不开科学的维护与及时的修理。

3.1 日常维护与点检

振动与温度监测:定期使用便携式测振仪和红外测温枪检测轴承箱、机壳等关键部位的振动速度/位移值及温度,并与历史数据、标准值对比,早期发现不平衡、对中不良、轴承磨损等问题。 润滑油管理:定期检查油位、油质(颜色、粘度、含水率),按规定周期取样化验,及时更换或补充润滑油。保持油路畅通,滤网清洁。 密封检查:观察油封处是否有渗漏,排气口或密封引气管是否有异常泄漏,判断密封状态。 听音检查:使用听针或电子听诊器,监听运行声音是否平稳,有无摩擦、撞击等异响。

3.2 常见故障与修理

振动超标原因:转子积垢(不平衡)、叶轮磨损不均匀、主轴弯曲、联轴器对中不良、轴承(轴瓦)磨损、地脚螺栓松动、基础刚性不足等。 修理:停机后,首先复查对中。拆检转子,进行清洗和动平衡校正。检查主轴直线度,超差需校直或更换。检查轴瓦间隙和接触面,必要时刮研或更换。紧固所有连接部件。 轴承温度过高原因:润滑油量不足或变质、油路堵塞、冷却效果差、轴承间隙过小、载荷过大、对中不良导致附加载荷。 修理:检查润滑系统,确保供油压力和流量正常,清洗冷却器。检查轴瓦间隙,调整至标准范围。重新进行对中调整。 风量或风压不足原因:进口过滤器堵塞、密封间隙过大导致内泄漏严重、叶轮腐蚀或磨损导致性能下降、转速未达额定值、管路系统泄漏或阻力增加。 修理:清洗或更换滤芯。检查并调整迷宫密封间隙,必要时更换密封件。评估叶轮磨损情况,修复或更换叶轮。检查驱动系统确保转速正常。排查管路。 气体或润滑油泄漏原因:机械密封或碳环密封磨损、老化、O型圈损坏;油封唇口磨损或弹簧失效;壳体结合面垫片损坏。 修理:根据泄漏部位和介质,停机更换相应的密封组件。安装新密封时务必保证清洁度和安装精度。

3.3 大修注意事项
风机运行一定周期(通常按小时数或工况确定)后需进行计划性大修。大修内容包括:全部分解清洗、检查所有部件磨损与腐蚀情况、转子无损探伤与动平衡重校、更换所有轴承与密封件、修复或更换磨损的叶轮与导叶、壳体流道检查修补、润滑油系统彻底清洗换油、仪表校准、最终重新组装与对中调试。大修后的风机应进行性能测试,确保达到或接近设计性能。

第四章:工业气体输送风机的特殊考量

输送非空气介质时,风机选型与维护需额外注意:

气体性质影响密度:如氢气密度远小于空气,风机设计需考虑低密度下的气动性能和更高的泄漏控制要求。输送高密度气体(如氩气)则需更强的转子强度。 危险性:氧气助燃,需禁油设计(采用不锈钢管路、特种密封,润滑油系统与氧气完全隔离);氢气易燃易爆,要求极高的密封等级和防静电、防爆设计。 腐蚀性:工业烟气可能含硫等腐蚀成分,需选用耐蚀材料(如不锈钢、特种涂层)。 纯净度:输送高纯气体(如半导体行业用氦、氖、氩),要求风机内表面高度清洁、无油脂、极低泄漏率,通常采用无油螺杆或磁悬浮等型式,但特定压力下也可选用特殊处理的离心式。 温度与湿度:高温或潮湿气体会影响材料强度、密封性能,可能需要前置冷却或干燥。 选型与配件调整材质升级:根据气体腐蚀性选择相应的不锈钢、镍基合金或内衬防腐层。 密封强化:针对易漏或危险气体,普遍采用干气密封、串联式碳环密封或多级迷宫密封,并配备密封气控制系统。 安全配置:氧气风机必须绝对禁油;氢气风机需配备泄漏检测、氮气吹扫和防火花结构。 性能换算:风机样本性能曲线通常基于标准空气。输送其他气体时,需根据实际气体的密度、绝热指数等进行压力、功率的换算,不能直接套用。

结论

D(Al)1773-1.82型高速高压多级离心鼓风机作为铝矿物浮选提纯流程中的关键动力设备,其高性能、高可靠性源于精密的设计与制造,以及对核心配件(如主轴、转子、轴瓦、密封)的严格把控。深入理解其型号含义、结构原理、维护修理要点,是保障其稳定高效运行的基础。同时,在面对输送多样化工业气体的需求时,必须充分考量气体本身的物理化学特性,在风机选型、材料选择、密封方案和安全防护上进行针对性设计和调整。风机技术人员应结合具体工艺条件和介质特性,科学选用风机系列,并实施精细化维护管理,从而为整个矿物提纯生产系统提供坚实、可靠的气源保障。

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