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金属铝(Al)提纯浮选风机:D(Al)1825-2.34型高速高压多级离心鼓风机技术详述

作者:王军(139-7298-9387)

关键词:铝提纯浮选、离心鼓风机、D(Al)1825-2.34、风机配件修理、多级离心、工业气体输送、轴瓦轴承、碳环密封、矿业冶炼

一、矿物单质提纯与离心鼓风机基础概述

在矿业冶炼领域,单质提纯是获取高纯度金属的关键工艺环节。以铝(Al)为例,从铝土矿到高纯铝需经过破碎、浮选、冶炼、电解精炼等多道工序,其中浮选分离是提升铝矿物品位的重要物理选矿方法。浮选工艺依靠气泡将有用矿物与脉石分离,而气泡的产生与稳定性直接依赖于鼓风机提供的稳定气流。离心鼓风机作为浮选系统的“心脏”,其性能直接影响浮选效率、精矿品位和系统能耗。

工业用离心鼓风机基于叶轮旋转产生离心力原理,将机械能转化为气体压力能与动能。其基本工作原理遵循欧拉涡轮方程,即理论压头等于叶轮进出口处气体切向速度分量的变化。在实际应用中,需综合考虑气体性质、系统阻力、工况变化等因素进行选型与设计。对于铝提纯浮选工艺,风机需提供稳定、连续且压力适应的空气流,以确保浮选槽内气泡尺寸均匀、矿化充分。

二、D(Al)1825-2.34型高速高压多级离心鼓风机专项说明

2.1 型号编码解析

D(Al)1825-2.34型号遵循我司专用命名规则:

“D”:代表该风机属于“高速高压多级离心鼓风机”系列,其特点为转速高、压头大、结构紧凑,适用于高压浮选与气体输送工况。 (Al):表示该风机专为铝矿物提纯工艺设计与优化,内部流道、密封及材质选择均考虑了铝浮选工艺的特殊要求(如可能存在的粉尘、湿度等)。 “1825”:为内部编码。其中“18”通常指示叶轮公称直径或主要结构尺寸代号,“25”可能代表设计序列或变型版本。具体需参照产品手册,该编码关联风机的主要结构参数。 “2.34”:表示风机在设计工况下的出口绝对压力值为2.34公斤力每平方厘米(约合229.5千帕)。该压力值需满足浮选系统总阻力(包括管道、阀门、分配器及液静压头)的要求,确保气泡能有效弥散于矿浆中。 进风口压力:根据命名规则,型号中未标注进风口压力,故默认进气压力为1个标准大气压(101.325千帕)。

2.2 设计与性能特点

D(Al)1825-2.34型风机作为多级离心鼓风机,其核心设计旨在为铝浮选提供高压、稳定的气源。其性能特点如下:

多级增压:采用多个叶轮串联于同一主轴,气体逐级增压,单级压升适中,总压比可达2.3以上,效率高于单级风机在同等压比下的表现。 高速设计:通常采用齿轮箱增速或高速电机直驱,转子工作转速可达每分钟数千至上万转,以实现紧凑结构下的高能量头输出。 高压适应性:机壳、主轴、密封等关键部件均按高压工况设计,确保运行安全可靠。 铝工艺适配:进气过滤系统针对铝矿浮选车间可能存在的粉尘环境进行强化;过流部件材质可能选用抗微磨损材料;且调节系统能与浮选药剂添加、矿浆浓度变化实现联动控制,保持最佳气浆比。

2.3 选型与跳汰机配套

浮选风机选型需进行严谨的系统计算。主要步骤包括:

确定气量需求:根据浮选槽容积、数量、矿浆通过量及工艺要求的气体保有量,计算总所需空气体积流量(常换算为标准状态)。 计算系统阻力:汇总管路沿程阻力、局部阻力(阀门、弯头、分配器等)、浮选槽液面静压及扩散器阻力,绘制系统阻力曲线。 匹配风机工况点:将系统阻力曲线与D(Al)1825-2.34型风机的性能曲线叠加,确保额定工况点位于风机高效区内,并留有一定裕量。 驱动功率校核:根据工况点的气量、压升及风机效率,计算轴功率,选用合适功率的电机及调速装置(如变频器)。

与跳汰机配套时,需注意跳汰机所需气流通常呈脉动特性,需评估风机稳定性及是否需要增设稳压罐,确保风机运行点不进入喘振区。

三、风机核心配件详解与维护修理要点

3.1 关键配件功能与特性

风机主轴:作为转子系统的核心承力与传动部件,D(Al)型风机主轴采用高强度合金钢(如42CrMo)锻造,经调质处理和多级精密加工,确保在高转速、高扭矩下的强度、刚度和动平衡要求。轴颈表面通常进行淬火或镀层处理,提高耐磨性。 风机轴承与轴瓦:高速高压风机常采用滑动轴承(轴瓦)。轴瓦材料多为巴氏合金(锡基或铅基),具有良好的嵌藏性、顺应性和抗胶合能力。瓦背为铸钢或铜合金,确保与轴承座的贴合与散热。润滑系统至关重要,提供稳定的压力油膜以支撑转子,并带走摩擦热。 风机转子总成:包含主轴、多级叶轮、平衡盘(鼓)、联轴器等。叶轮是关键做功部件,多为后弯式或径向式三元流设计,采用高强度铝合金或不锈钢精密铸造或焊接而成,并经过严格的动平衡校正(通常要求达到G2.5级或更高)。平衡盘用于平衡多级叶轮产生的轴向力。 密封系统气封(级间密封与轴端密封):常用迷宫密封,通过一系列环形齿隙形成流动阻力,减少级间泄漏和气体向大气泄漏。齿形与间隙设计直接影响风机效率。 油封:位于轴承箱端部,防止润滑油外泄。常用骨架油封或迷宫式油封。 碳环密封:在输送特殊气体或要求零泄漏的场合可能采用。由多个碳环组成,在弹簧力作用下紧贴轴套,实现接触式密封,密封效果好,但摩擦功耗较高。 轴承箱:承载轴承和部分润滑部件,要求有足够的刚度、精确的对中性以及良好的散热结构。内部油路设计需确保润滑油均匀分布至轴瓦。

3.2 常见故障与修理要点

风机修理需由专业人员在充分诊断后进行。

振动超标:可能原因包括转子不平衡(需重新做动平衡)、对中不良(重新找正)、轴承磨损或松动(更换轴承、调整间隙)、基础松动或共振(加固基础、避开共振转速)。 轴承温度高:检查润滑油油质、油压、油量及冷却系统;检查轴瓦间隙是否过小或接触不良;检查是否超负荷运行。 风量或压力不足:检查进气过滤器是否堵塞;检查密封间隙是否磨损过大导致内泄漏加剧(需调整或更换密封);检查叶轮是否积垢或磨损(需清洗或修复更换)。 异常噪音:辨别声音特征。喘振声(周期性低频吼声)需调整运行点远离喘振区;机械摩擦声需检查内部动静件间隙;轴承损坏声通常为高频杂音。 修理注意事项:拆卸前做好标记;测量并记录所有关键间隙(如轴承间隙、密封间隙、叶轮与机壳间隙);更换部件需确认材质与精度符合原设计要求;组装后必须进行重新对中和转子动平衡校验;大修后应进行试运行,逐步加载至额定工况。

四、输送工业气体的风机系列与选型考量

除为浮选提供空气外,铝冶炼提纯过程还涉及多种工业气体的输送,我司提供全系列风机以适应不同气体介质。

4.1 各系列风机简介

“C(Al)”型系列多级离心鼓风机:通用型多级风机,结构可靠,适用于空气及多种无毒工业气体的中高压输送,性价比高。 “CF(Al)”与“CJ(Al)”型系列专用浮选离心鼓风机:针对浮选工艺深度优化,特别注重流量调节的宽范围性与运行稳定性,更能适应浮选车间工况波动。 “AI(Al)”型系列单级悬臂加压风机:结构简单紧凑,维护方便,适用于中低压、中小流量的气体加压。 “S(Al)”型系列单级高速双支撑加压风机:采用齿轮增速,转速极高,单级即可产生较高压升,效率突出,结构精密。 “AII(Al)”型系列单级双支撑加压风机:转子两端支撑,运行更平稳,适用于介质较脏或对振动要求更严的场合。

4.2 气体特性与风机选型适配

输送不同工业气体时,风机选型必须考虑气体物性对风机性能和安全的根本影响:

气体密度:直接影响风机压头、轴功率。例如输送氢气(H₂)时,密度远小于空气,在相同压比下所需功率显著降低,但叶轮需特殊设计以防气动性能偏离。 气体成分与危险性氧气(O₂):强烈的助燃剂。风机必须禁油设计(采用不锈钢无油轴承、迷宫密封等),所有部件材质需抗氧化,装配前严格脱脂清洗。 氢气(H₂)、氦气(He):密度小、易泄漏、氢气易燃易爆。对风机密封性要求极高(常采用干气密封、双层迷宫充氮等),电机电器需防爆。 氮气(N₂)、氩气(Ar):惰性气体,安全性高,但需注意纯度保持,防止润滑油污染气体。 二氧化碳(CO₂):可能冷凝或含水形成碳酸,需注意材质耐腐蚀性及管路保温。 工业烟气:成分复杂,可能含粉尘、腐蚀性成分、湿度。需前置高效净化,风机过流部件采用耐磨耐腐涂层或材质,并考虑积灰清理设计。 气体常数与比热比:影响压缩过程的温升计算,关系到材料许用温度、冷却需求及密封可靠性。 特殊要求:如氖气(Ne)等稀有气体价值高,对泄漏率要求极为苛刻;混合气体需明确成分比例以计算混合物性。

通用选型原则:首先明确气体组分、密度、温度、压力、湿度及有无腐蚀性、毒性、爆炸性。其次确定工艺所需流量与压升。然后根据气体特性选择合适的风机系列(如输送氧气必选禁油型)和对应材质(如不锈钢、蒙乃尔合金等)。密封形式是气体风机选型的重中之重,需根据气体价值和危险性确定。最后,驱动机(电机、汽轮机等)及附属系统(润滑、冷却、控制、安全监测)均需按气体特性配置。

五、结论

D(Al)1825-2.34型高速高压多级离心鼓风机是针对铝矿物浮选提纯工艺高压供气需求而设计的专业化设备。其型号编码清晰地反映了其系列归属、专用领域和核心性能参数。深入理解其配件结构与功能,掌握科学的故障诊断与修理方法,是保障风机长期稳定运行、维持浮选生产线高效作业的基础。

与此同时,铝冶炼工业的完整流程涉及多种工业气体的处理与输送。从通用的C(Al)系列到高度专用的CF(Al)、CJ(Al)浮选风机,再到适应不同气体介质的AI(Al)、S(Al)、AII(Al)系列,风机的选型必须超越简单的参数匹配,深入到气体物理化学特性、工艺安全要求和经济性考量的综合层面。核心在于:为特定的气体介质和工艺条件,匹配最适合的风机型式、材质、密封和驱动控制方案。

作为风机技术从业者,我们不仅需要精通设备本身的机械原理与维修技能,更需具备工艺系统知识,成为连接风机硬件与生产工艺需求的桥梁,从而真正实现设备价值最大化,为铝工业乃至整个矿业冶炼领域的提质增效与安全生产贡献力量。

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