金属铝(Al)提纯浮选风机:D(Al)2721-1.80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：矿物提纯；铝浮选；离心鼓风机；D(Al)2721-1.80；风机配件；风机维修；工业气体输送

引言

在现代矿业与冶金工业中，高效、可靠的流体输送与气体加压设备是实现矿物破碎、分选、浮选及冶炼提纯等核心工艺的关键。其中，离心鼓风机以其结构紧凑、运行稳定、流量压力调节范围广等优点，在铝土矿浮选、氧化铝生产乃至铝电解等铝(Al)产业链的多个环节扮演着不可替代的角色。本文将从风机技术角度出发，重点围绕用于铝矿物提纯浮选工艺的专用风机:D(Al)2721-1.80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、维护修理要点，并简要介绍用于输送各类工业气体的相关风机系列技术概览。

第一章 铝矿物提纯工艺与风机的作用概述

铝的提取主要从铝土矿开始，经过破碎、磨矿后，常采用浮选法去除硅、铁等杂质，提高铝硅比，为后续的拜耳法生产氧化铝提供合格原料。浮选过程依赖于向矿浆中充入大量细小、均匀的空气气泡，使目标矿物颗粒选择性附着于气泡并上浮分离。这一过程对供风系统的稳定性、风压及风量精度有极高要求。

离心鼓风机在浮选流程中的核心作用在于：

提供稳定气源：向浮选槽底部的充气装置（如微孔扩散器）输送恒定压力与流量的空气，确保气泡生成均匀、持续。

创造流体动力学条件：合适的风压能克服矿浆静压和管道阻力，将空气有效分散；风量则直接关系到气泡数量与矿化概率，影响浮选效率与回收率。

适应工艺变化：根据不同浮选阶段（粗选、精选、扫选）对气量的不同需求，风机需具备良好的调节性能。

围绕铝工业，风机厂家开发了如“CF(Al)”型、“CJ(Al)”型等专用浮选离心鼓风机。而本文聚焦的D(Al)2721-1.80型，则属于更高压力、更高转速的“D(Al)”型系列，常用于对风压要求更苛刻的大型浮选厂或作为工艺中的关键增压设备。

第二章 D(Al)2721-1.80型风机型号解析与技术特征

完整型号：D(Al)2721-1.80

D：代表“D”型系列，即高速高压多级离心鼓风机。该系列风机通常采用多级叶轮串联结构，通过齿轮箱增速，达到很高的单级压升和总压比，适用于高压头、中等流量的工况。

(Al)：指明该风机设计或优化应用于铝(Al)相关矿物加工或冶炼工艺。在材料选择、密封形式、防腐处理等方面可能针对铝工业环境（如可能存在的碱性或含尘介质）有特殊考量。

2721：此为内部编码，通常包含风机的核心结构参数信息。常见的解读方式为：“27”可能代表叶轮公称直径或系列代号，“21”可能代表设计序号或特定变型。具体需参照制造商技术手册。

1.80：表示风机在额定工况下的出口绝对压力值为1.80个标准大气压（约合80kPa表压）。根据标注规则，“如果没有‘/’就表示进风口压力是1个大气压”，即进口为常压（约101.325 kPa Abs）。因此，该风机的设计压升约为80 kPa。

配套说明：型号中虽未直接体现，但根据“输送空气与跳汰机配套选型确定”的提示，类似风机在选型时需综合考虑浮选机（或跳汰机）的进气压力需求、总用气量、管网特性等，以确保最佳匹配。

主要技术特征：

多级压缩：内部集成多个离心式叶轮和扩压器、回流器，气体逐级增压，效率高，温升可控。

齿轮增速：采用精密齿轮箱将电机转速提升至数千甚至上万转每分钟，使叶轮获得极高的线速度，这是实现单级高压升的基础。

高压能力：出口压力1.80ata（绝对压力），属于中高压范围，能满足深槽浮选、长距离送风或高阻力充气器的要求。

结构紧凑：多级叶轮共壳或分组壳体设计，整体占地面积相对活塞压缩机等更小。

油润滑系统：高速齿轮和轴承通常需要强制循环油系统进行润滑和冷却。

第三章 风机核心配件详解

以D(Al)型系列为代表的高速多级离心鼓风机，其可靠运行依赖于一系列精密配件的协同工作。主要核心配件包括：

风机主轴：作为整个转子系统的核心承载与动力传递部件，需具备极高的强度、刚度和动平衡精度。通常采用高强度合金钢（如42CrMo）锻制，经调质处理、精密加工和探伤检验。其上的各级叶轮安装部位有严格的尺寸公差和形位公差要求。

风机转子总成：由主轴、各级叶轮、平衡盘（鼓）、联轴器部件等组装而成，并经过高速动平衡校正，确保在工作转速下振动值极小。叶轮是多级离心风机的核心做功元件，多为闭式或半开式结构，采用高强度铝合金或不锈钢精密铸造或焊接而成，型线设计直接影响风机效率与性能曲线。

风机轴承与轴瓦：高速风机常采用滑动轴承（轴瓦），因其阻尼特性好，运行平稳，承载能力强。轴瓦材料多为巴氏合金（锡基或铅基），浇铸在钢背衬上，内表面需精密刮研以确保与主轴轴颈的良好接触和油膜形成。润滑油在轴瓦与轴颈间形成动压油膜，实现液体摩擦。

轴承箱：容纳和固定轴承（轴瓦）的部件，为轴承提供稳定的支撑环境，并设有油路接口、测温测振探头安装孔等。要求刚性好，散热良好，与机壳对中精确。

密封系统：

气封（级间密封与轴端密封）：通常采用迷宫密封，利用一系列节流齿隙与膨胀腔室对气体产生节流效应，减少级间窜气和轴端泄漏。齿形和间隙设计至关重要。

油封：主要用于防止轴承箱的润滑油向外部或向机壳内部泄漏。常用形式包括骨架油封、迷宫式油封或组合密封。

碳环密封：在一些对泄漏控制要求极高或输送特殊气体的场合，会采用碳环密封作为轴端密封。它由多个分裂的碳环在弹簧力作用下紧贴轴套，形成动态密封，具有自润滑、耐磨损、泄漏量极小的优点，尤其适用于不允许润滑油污染介质或介质有毒有害的情况。在输送如氢气(H₂)、氧气(O₂)等气体时，碳环密封是常见选择。

齿轮箱（对于齿轮增速型）：包含高速齿轮、低速大齿轮、箱体及润滑系统。齿轮精度通常要求AGMA 12级或更高，采用渗碳淬火磨齿工艺，确保传动平稳、噪音低、寿命长。

蜗壳与扩压器：蜗壳收集从最后一级叶轮出来的气体，将其动能部分转化为压力能，并导引出风机。扩压器位于每级叶轮出口，用于降低气流速度，提高静压。

第四章 风机常见故障与修理要点

对D(Al)2721-1.80这类高速设备的维护修理，必须遵循严谨的程序和安全规范。

一、常见故障分析：

振动超标：最常见故障。原因可能包括：转子不平衡（结垢、叶片磨损、零件松动）、对中不良、轴承（轴瓦）磨损或间隙不当、联轴器故障、基础松动或共振等。

轴承温度高：润滑油品质不佳、油量不足、油路堵塞、冷却不良；轴瓦刮研不良、间隙过小；负载过大或对中不良导致附加载荷。

性能下降（风量/风压不足）：进口过滤器堵塞、密封间隙（尤其是迷宫密封或碳环密封）因磨损过大导致内泄漏严重、叶轮腐蚀或磨损、转速下降。

异常声响：轴承损坏、齿轮啮合不良、转子与静止件摩擦（如气封擦碰）、喘振。

润滑油泄漏：油封老化损坏、轴承箱结合面或油管接头密封不良。

二、修理要点：

拆卸与检查：按规程有序拆卸，标记各部件位置。重点检查：转子各部件有无机械损伤、腐蚀、裂纹（必要时进行无损探伤）；测量轴瓦间隙、瓦背过盈量；检查迷宫密封齿磨损情况与间隙；检查齿轮啮合面；检查所有密封件老化状态。

转子动平衡：任何涉及转子部件的更换或修理（如更换叶轮、修复轴颈），修复后必须进行高速动平衡，平衡精度需达到ISO 1940 G2.5或更高等级。

轴瓦修理：若轴瓦巴氏合金层出现磨损、裂纹、剥落或严重划伤，需重新浇铸并机加工，然后进行手工刮研，确保接触点均匀分布，达到要求的接触面积和间隙值（通常为轴颈直径的千分之1.2至1.5）。

密封更换：

迷宫密封：更换新密封件时，需严格按照图纸控制径向和轴向间隙。

碳环密封：更换时检查碳环磨损量、弹簧力是否衰减，安装时注意环的开口方向及弹簧安装正确，确保各环能自由浮动但又贴合良好。

对中校正：风机与电机重新安装后，必须使用激光对中仪等精密工具进行冷态对中，并充分考虑热膨胀的影响，预留合适的偏差值。

试车与调试：修理完成后，先进行单机点动、盘车检查，无异常后启动润滑系统。然后缓慢升速，密切监测振动、温度、噪声。达到额定转速后，进行性能测试，验证风量、风压是否达到要求。整个过程需严格执行操作规程。

第五章 输送各类工业气体的风机系列概览

除了用于空气浮选的系列，在完整的铝工业链条乃至更广阔的化工、冶炼领域，需要输送各种特性的工业气体。针对不同气体性质（密度、毒性、腐蚀性、爆炸性、洁净度要求），发展了不同的风机系列：

“C(Al)”型系列多级离心鼓风机：基础型多级离心鼓风机，结构可靠，适用于空气及无特殊腐蚀性的中性气体，在铝厂常用于一般供风或烟气处理系统。

“CF(Al)” / “CJ(Al)”型系列专用浮选离心鼓风机：针对浮选工艺优化，可能强调流量调节的灵敏性、运行的稳定性及对潮湿含尘空气的适应性。

“AI(Al)”型系列单级悬臂加压风机：结构简单，维护方便，悬臂式设计。适用于中低压、大流量的气体增压输送，如氧化铝厂窑炉鼓风。

“S(Al)”型系列单级高速双支撑加压风机：采用高速电机直驱或齿轮增速，单级叶轮，双支撑轴承结构，运行稳定。适用于中等流量和压升的纯净或轻度污染气体。

“AII(Al)”型系列单级双支撑加压风机：可能是“AI(Al)”型的加强或变型，双支撑结构刚性更好，适用于稍高压力或更严苛的工况。

气体适应性说明：
可输送气体包括空气、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)、混合无毒工业气体。选择时需特别注意：

氧气(O₂)：禁油设计至关重要，所有与氧气接触的部件必须彻底脱脂，密封通常采用迷宫密封或特种干气密封，轴承箱与机壳间需有可靠的隔离密封。

氢气(H₂)：密度极小，易泄漏，对密封（常采用碳环密封、干气密封）要求极高；同时需防爆设计。

腐蚀性气体（如某些烟气）：过流部件需选用耐蚀材料（如不锈钢、双相钢、涂层）。

氮气(N₂)、氩气(Ar)等惰性气体：重点考虑密封防止泄漏，保证气体纯度。

二氧化碳(CO₂)：注意其在高压下的相变可能性及可能存在的湿二氧化碳的腐蚀问题。

结论

D(Al)2721-1.80型高速高压多级离心鼓风机作为铝矿物浮选提纯工艺中的关键动力设备，体现了现代工业风机向高效率、高可靠性、专用化发展的趋势。深入理解其型号含义、掌握其核心配件如主轴、转子、轴瓦、碳环密封等的技术要点，是确保风机长期稳定运行的基础。而系统化的故障诊断与规范的修理流程，则是保障生产连续性的关键。同时，面对铝工业乃至整个流程工业中多样化的气体输送需求，从“C(Al)”到“AII(Al)”的丰富系列产品，为不同工艺环节提供了精准的设备解决方案。作为风机技术人员，不断深化对设备原理、结构及维护知识的掌握，并紧密结合具体工艺要求，方能充分发挥各类离心鼓风机的效能，为工业生产的安全、高效与节能保驾护航。