金属铝(Al)提纯浮选专用离心鼓风机D(Al)611-1.60技术详解与应用维护

作者：王军（139-7298-9387）

关键词：铝矿物浮选；D(Al)611-1.60型离心鼓风机；多级离心鼓风机；风机配件维修；工业气体输送；轴瓦；碳环密封；转子总成

引言

在矿业冶炼领域，特别是铝(Al)单质的提取与提纯过程中，浮选工艺是关键环节之一。该工艺依靠向矿浆中充入大量细微、稳定且压力可控的空气，使目标矿物颗粒选择性附着于气泡并上浮分离。作为此工艺的核心气源设备，离心鼓风机的性能直接决定了浮选效率与精矿品位。本文将聚焦于铝矿物浮选工艺中广泛应用的高速高压多级离心鼓风机:D(Al)611-1.60型，系统阐述其基础知识、结构特性、配件构成、维修要点，并延伸探讨其在输送各类工业气体时的技术考量。

第一章 铝矿物浮选工艺对鼓风机的要求及主流型号概述

铝土矿等含铝矿物的浮选，通常需要在特定pH值、药剂环境下，通入足量空气以活化或抑制目标矿物。这对鼓风机提出了严格要求：

风压稳定：需克服矿浆静压、管道阻力及充气器阻力，确保气泡均匀细微化。

风量可调：根据处理量、矿石性质变化灵活调节充气量。

运行可靠：连续生产要求风机具备高可靠性。

介质适应：虽然浮选多用空气，但特定工艺可能涉及含微量药剂蒸汽或湿润空气，需考虑防腐。

针对以上需求，行业内发展出多个系列专用鼓风机：

“C(Al)”型系列多级离心鼓风机：传统多级结构，效率高，适用于大中型规模、压力需求中等的浮选厂。

“CF(Al)”型与“CJ(Al)”型系列专用浮选离心鼓风机：专为浮选工况优化设计，注重气量调节范围和运行经济性。

“D(Al)”型系列高速高压多级离心鼓风机：采用高转速设计，在紧凑结构下实现更高单机压比，是处理难选矿、深槽浮选或需高压风的优选方案。

“AI(Al)”型系列单级悬臂加压风机：结构紧凑，适用于中小规模、压力要求相对较低的场合。

“S(Al)”型与“AII(Al)”型系列单级高速双支撑加压风机：转子动力学性能好，适用于更高转速或特殊气体介质。

D(Al)611-1.60型即属于“D(Al)”系列，是专为铝等矿物浮选设计的高性能鼓风机代表。型号解析：“D”代表高速高压多级离心式；“(Al)”指明适用于铝矿物相关工艺；“611”为内部编码，通常涵盖叶轮级数、设计顺序等信息；“1.60”表示出口绝对压力为1.60个大气压（约0.06MPa表压）。根据约定，若无“/”及进风口压力标注，则默认进风口压力为1个标准大气压。

第二章 D(Al)611-1.60型离心鼓风机核心技术详解

该机型是实现高压比、高效率浮选供气的关键技术装备。

1. 设计理念与性能特点

高速设计：通过提高主轴转速（通常采用齿轮箱增速或直连高速电机），使单级叶轮能产生更高的压头，从而在较少级数内达到所需压力，缩小整机尺寸，减轻重量。

多级压缩：“611”编码通常指示其采用多级叶轮串联。气体逐级压缩，级间通过导叶或扩压器进行动能向压力能的转换，并通过中间冷却（若配置）控制温升，最终平稳达到1.60个绝对大气压的输出压力。其总压比等于出口绝对压力与进口绝对压力之比。

高效三元流叶轮：核心部件叶轮采用三元流理论设计，并经过精密加工（如五轴铣制），确保流道型线精准，气动效率高，工作点宽广。

2. 关键配件与结构解析

风机主轴：采用高强度合金钢（如42CrMo）锻造，经调质处理和精密磨削，具有极高的强度、刚性和疲劳抗力。高速运行时，其临界转速必须远离工作转速，确保平稳。

风机转子总成：包含主轴、各级叶轮、平衡盘、联轴器部件等。叶轮与轴采用过盈配合加键连接，或热装无键连接。组装后需进行高精度动平衡，平衡精度等级常要求达到G2.5或更高，以极小化残余不平衡量，这是高速风机振动达标的前提。

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。润滑系统提供压力油，在轴颈与轴瓦间形成稳定油膜，实现液体摩擦。油膜压力分布计算是关键，需保证最小油膜厚度大于两表面粗糙度之和，以避免磨损。

轴承箱：容纳轴承、油封，并构成润滑油路的重要组成部分。要求刚性好，散热佳，与机壳对中精确。

密封系统：

气封与油封：级间和轴端常采用迷宫密封，利用多次节流膨胀效应减小气体泄漏。轴承箱靠近机壳侧设油封（如骨架油封），防止润滑油外泄。

碳环密封：在输送空气或无害气体时，碳环密封是高效选择。由多个分段碳环在弹簧力作用下紧贴轴套，形成动态密封。碳材料自润滑、耐磨损，能适应少量轴向和径向跳动，泄漏量远小于传统迷宫密封。其密封能力可用公式理解：泄漏量与密封前后压差成正比，与密封间隙的三次方成正比，因此极小间隙的碳环优势明显。

机壳与蜗室：高强度铸铁或铸钢结构，流道型线经优化以回收动能，降低噪音。多级风机机壳内设有隔板分隔各级。

3. 输送工业气体的通用性说明
虽然D(Al)611-1.60主要针对空气浮选，但“D(Al)”系列及前述各系列风机，通过材料、密封和设计的调整，可安全输送多种工业气体：

空气、氮气(N₂)、氩气(Ar)、氧气(O₂)：常见介质。输送氧气时，所有流道接触部件需严格脱脂，禁油，并采用特殊材料以防燃爆。

二氧化碳(CO₂)、工业烟气：可能含腐蚀性成分，需评估温湿度，选用耐蚀材料（如不锈钢叶轮/机壳内涂层），注意冷凝腐蚀。

氢气(H₂)、氦气(He)：密度小，粘性低，易泄漏。需强化密封（如干气密封），重新进行气动设计（叶轮直径、转速需调整以适应气体特性），并特别注意防爆。

混合无毒工业气体：需明确组分、密度、绝热指数等物性参数，作为风机重新选型设计的依据。

选型要点：当输送介质改变时，风机的性能曲线（压力-流量、功率-流量）会按气体密度比例发生偏移。风机轴功率与气体密度成正比。因此，必须根据实际气体密度、温度、压力重新核算性能参数，确保电机功率、材料强度和密封形式适配。

第三章 风机配件维护与修理要点

对D(Al)611-1.60这类高速精密设备的维护，是保障其长周期稳定运行的关键。

1. 日常巡检与监测

振动监测：使用振动分析仪定期监测轴承座处的振动速度或位移值。振动增大往往是转子不平衡、对中不良、轴承磨损或油膜失稳的早期征兆。

温度监测：轴承温度、润滑油温需持续监控。巴氏合金轴瓦温度一般不超过70-75℃。

润滑系统检查：油压、油位、油质（定期化验，检查水分、酸值、金属颗粒）。

听音检查：使用听棒监听内部运行声音，检查有无摩擦、撞击异响。

2. 关键配件检修

转子总成：

动平衡：任何叶轮修复、更换或运行中振动超标，都必须离线进行高速动平衡。平衡校正基于“质量-半径积”向量分解原理，在两侧校正平面上加减配重，使不平衡力偶和离心力合力最小化。

跳动检查：检查主轴颈、叶轮口环、轴套等处的径向和端面跳动，超差需校正或更换。

轴瓦检修：

间隙测量：停机后测量轴瓦顶隙、侧隙，常用压铅法。顶隙值通常为轴颈直径的千分之一点二到千分之一点五。间隙过小易烧瓦，过大则振动加剧。

接触斑点：刮研轴瓦使接触角内接触点均匀，通常要求每平方厘米不少于2-3点。

巴氏合金层：检查有无裂纹、剥落、磨损或“烧熔”现象。严重时需重新浇铸加工。

密封更换：

迷宫密封：检查齿顶是否磨损变钝，间隙是否超标。更换时确保各密封齿同心。

碳环密封：检查碳环磨损量、弹簧弹力。安装时注意分段环开口错开，弹簧预紧力均匀。

叶轮检查：检查叶片、轮盘有无腐蚀、磨损、裂纹（可用着色渗透探伤）。轻微磨损可堆焊修复后重新加工并平衡，严重时更换。

3. 常见故障与修理

振动超标：可能原因包括转子积灰（需清洗平衡）、地脚松动（紧固并重新对中）、联轴器对中不良（激光对中仪精确找正）、轴承磨损（更换轴瓦并研配）、油膜振荡（调整轴承参数或润滑油温）。

轴承温度高：可能原因有润滑油不足或变质、冷却不良、轴承间隙过小、轴瓦接触不良、负载过大等。需逐一排查。

风量风压不足：检查过滤器是否堵塞、密封间隙是否过大导致内泄漏严重、转速是否达到额定值、管网阻力是否变化。

异响：可能为转子与静止件摩擦（检查各级间隙）、轴承损坏（检查轴瓦）、喘振（立即开大放空阀或减小管网阻力，脱离喘振区）。

所有修理工作，尤其是转子、轴承的核心部件，必须由专业人员在洁净环境进行，并严格遵循制造厂的装配公差和技术标准。修理后应进行必要的性能测试和机械运转试验。

第四章 与跳汰机等设备的配套选型

在矿物选别流程中，除了浮选机，跳汰机也需鼓风机提供脉动水流或空气室背压。选型时：

明确工况参数：跳汰机所需风压（通常低于浮选）、风量、脉动频率要求。

选择风机类型：跳汰机供气通常对压力稳定性有特殊要求，可能需要选用“S(Al)”型或“AII(Al)”型等调节响应更快的机型，或为“D(Al)”型配置精准的变频与旁路控制系统。

系统匹配：计算从风机出口到跳汰机空气室的管路压损，确保风机工作点位于其性能曲线的高效区，避免喘振。通常风机额定压力应略高于管网需求最大压力。

结语

D(Al)611-1.60型高速高压多级离心鼓风机作为铝矿物浮选工艺的“肺腑”，其高效、可靠的运行是生产效益的保障。深入理解其高速多级设计原理、掌握以转子-轴瓦-密封为核心的关键配件特性与维修技术，并明晰其输送不同工业气体时的适配性改造原则，对于风机技术人员至关重要。随着智能控制、状态监测与预测性维护技术的融合，这类风机的运行管理正朝着更精准、更高效、更安全的方向持续发展。在实际工作中，务必结合具体工况，严格遵循设备规程，实现科学选型、精细维护与智能管理，从而为矿物提纯乃至更广阔的工业气体输送领域提供稳定可靠的动力源泉。