金属铝(Al)提纯浮选风机：D(Al)1813-2.22型高速高压多级离心鼓风机详解

作者：王军（139-7298-9387）

关键词：铝矿浮选， 离心鼓风机 D(Al)1813-2.22型号， 风机维修， 配件解析， 工业气体输送， 多级离心风机， 轴瓦， 碳环密封， 转子动平衡

引言

在矿业冶炼领域，特别是铝(Al)的单质提纯过程中，浮选是关键的物理选矿环节，用于分离铝土矿中的有用矿物与脉石。这一过程依赖于稳定、高效且可靠的气体供给系统，以产生适宜大小和分布的气泡，使目标矿物附着其上，从而实现分离。离心鼓风机作为浮选工艺的核心动力设备，其性能直接关系到浮选效率、精矿品位及生产能耗。本文将以矿物中单质铝提纯流程为背景，重点解析“D(Al)1813-2.22”型高速高压多级离心鼓风机的基础知识，并对其关键配件、常见维修要点，以及针对不同工业气体的输送适应性进行系统说明，旨在为相关领域的技术人员提供实践参考。

第一部分：铝矿浮选工艺与风机选型概述

铝土矿的浮选通常采用正浮选或反浮选工艺，均需要向浮选槽内通入大量空气，以形成矿化气泡。鼓风机的作用是提供恒定压力和流量的空气，其性能参数需与浮选机的型号、数量、矿浆特性及工艺要求精确匹配。

在风机选型时，主要依据风量（立方米每分钟）、出口压力（千帕或大气压）、气体介质、以及安装环境等因素。针对铝矿浮选，行业内形成了多个专用系列：

“C(Al)”型系列多级离心鼓风机：通常为常规压力、较大流量设计，结构坚固，适用于中等规模浮选厂的主供风系统。

“CF(Al)”型与“CJ(Al)”型系列专用浮选离心鼓风机：为浮选工艺特殊优化，注重压力稳定性和运行经济性，常在特定浮选回路中作为主力或辅助风机。

“D(Al)”型系列高速高压多级离心鼓风机：本文重点机型。采用高转速设计，通过多级叶轮串联实现较高的压升，特别适用于处理量大、浮选槽深、需要较高背压的铝矿浮选生产线，或作为压缩空气系统的核心设备。

“AI(Al)”型系列单级悬臂加压风机：结构紧凑，适用于中低压、中小流量的补充供风或局部供气点。

“S(Al)”型系列单级高速双支撑加压风机与“AII(Al)”型系列单级双支撑加压风机：均采用双支撑结构，转子稳定性更好。“S”型高速设计适合中等压力，“AII”型则更侧重宽流量范围的稳定运行，可用于浮选前的搅拌充气或尾矿处理等环节。

型号中的“Al”标识，表明该系列风机在材料选择、密封设计和防腐蚀处理上，充分考虑了铝矿浮选环境可能存在的湿度、酸碱度等特性。

第二部分：D(Al)1813-2.22型风机深度解析

1. 型号释义：

D：代表“高速高压多级离心鼓风机”系列。

(Al)：指明该风机主要针对铝矿相关工艺的优化设计与材料适配。

1813：此为内部编码。“18”通常代表叶轮公称直径或系列尺寸代码，“13”可能表示级数（13级叶轮）或特定的设计变型。具体需参照厂商技术手册。

2.22：表示出口压力为2.22公斤力每平方厘米（约合217.8千帕，绝压约322.8千帕）。根据说明，若型号中未标注进口压力，则默认为标准大气压（约101.3千帕）。因此，该风机的压升约为116.5千帕。

2. 设计特点与应用场景：
D(Al)1813-2.22是一款典型的高速多级离心风机。其“高速”意味着主轴转速通常达到每分钟数千转甚至上万转，通过高速旋转的叶轮赋予气体高动能。“多级”（推测为13级）则指多个叶轮-扩压器组依次串联排列，每级提升一部分压力，最终累积达到设计出口压力2.22公斤力每平方厘米。
这种设计使其能够克服浮选槽深部较高的静压损失、长距离管道阻力以及可能存在的液体背压，为深槽浮选、大型浮选柱或需要高压风进行矿浆预处理（如加压搅拌）的铝矿提纯流程提供稳定气源。其风量范围需根据具体编码查询性能曲线，通常属于中大流量范畴。

3. 与跳汰机配套说明：
跳汰机是另一种重力选矿设备，亦需均匀稳定的空气驱动水流脉动。文中所提“输送空气与跳汰机配套选型确定”，意味着D(Al)系列风机也可用于驱动跳汰机。选型时，需根据跳汰机的室数、面积、所需水流脉动频率和强度，换算成所需的风压和周期性风量，从而选定风机的具体型号和是否需加装稳压或调节装置。D(Al)1813-2.22的高压特性，使其能胜任大型或深室跳汰机的供风需求。

第三部分：关键配件与结构详解

D(Al)型高速高压风机的可靠运行，依赖于一系列精密且耐用的核心配件。

1. 风机主轴：
这是风机的核心传动部件，承载所有旋转零件并传递扭矩。采用高强度合金钢（如42CrMo）锻造，经调质处理获得优异的综合机械性能。高速运行时，其临界转速必须远高于工作转速，设计上需进行严格的动力学计算（如计算横向振动固有频率），确保运行平稳。

2. 风机转子总成：
由主轴、多级叶轮、定位套筒、平衡盘（用于抵消部分轴向推力）、锁紧螺母等组件构成。每级叶轮均需进行单体静平衡和整个转子总成的动平衡校正，精度要求极高（通常达到G2.5或更高等级），以消除高速下的残余不平衡力，防止振动超标。叶轮材质常为不锈钢或高强度铝合金，以抵抗腐蚀和离心应力。

3. 风机轴承与轴瓦：
对于D(Al)这类高速高压风机，滑动轴承（即轴瓦）的应用比滚动轴承更为常见。轴瓦采用剖分式结构，内衬巴氏合金等耐磨减摩材料。其工作原理是依靠主轴旋转形成的动压油膜来支撑转子，具有承载力大、阻尼性能好、寿命长等优点。维护中需密切关注轴承间隙（通常用压铅法测量）、巴氏合金层状态及供油温度、压力。

4. 轴承箱：
是容纳轴承、并为其提供稳定润滑和散热的关键部件。内部设计有合理的油路，确保润滑油能充分循环，带走摩擦热和杂质。密封的完整性对防止润滑油泄漏和外部污染物进入至关重要。

5. 密封系统：

气封与油封：在轴承箱与机壳之间，设置有油封（如骨架油封）防止润滑油外泄；在机壳内部各级之间及轴端，则设有迷宫式气封，利用多道曲折间隙形成流动阻力，极大减少高压气体向低压区的泄漏，提升效率。

碳环密封：在输送特殊气体或要求零泄漏的场合，碳环密封是高级配置。它由多个碳环组成，在弹簧力作用下紧贴轴套，实现接触式密封，泄漏量极低。尤其适用于后文将提及的贵重或有毒害工业气体的密封。

第四部分：风机常见故障与修理要点

1. 振动异常：

原因：转子动平衡破坏（结垢、叶片磨损不均、零件松动）；对中不良；轴承磨损或损坏；基础松动；喘振（系统压力过高，流量过小导致）。

修理：停机检查，重新进行转子现场动平衡；校正风机与电机同心度；检查更换轴瓦；紧固地脚螺栓；调整运行工况点，确保远离喘振区（性能曲线左侧不稳定区）。

2. 轴承温度高：

原因：润滑油不足、变质或牌号不对；冷却系统故障；轴承间隙过小或接触不良；轴向推力过大（平衡盘失效或管路阻力剧增）。

修理：检查油位、油质，按规定换油；清洗冷却器，确保水路畅通；重新刮研调整轴瓦间隙；检查平衡盘磨损情况及系统阻力。

3. 性能下降（风压、风量不足）：

原因：进口过滤器堵塞；密封间隙（特别是迷宫密封）因磨损过大，内泄漏严重；叶轮腐蚀或积垢严重；转速下降（如皮带打滑）。

修理：清洗或更换过滤器；测量并调整或更换迷宫密封齿；清理或更换叶轮；检查驱动部件，确保额定转速。

4. 异响：

原因：转子与静止件摩擦；轴承损坏；齿轮联轴器（如有）故障；喘振前的征兆。

修理：立即停机检查内部间隙；检查轴承；检修联轴器；调整工况。

维修安全准则：维修前必须切断电源，挂锁挂牌；确保风机完全停止、内部压力泄放完毕；进人内部检修需强制通风，防止窒息。关键部件如转子的拆装、平衡，轴瓦的刮研需由专业人员进行。

第五部分：输送工业气体的适应性说明

离心鼓风机在矿业中不仅输送空气，也广泛用于输送各类工艺气体。D(Al)系列及其它系列风机，通过针对性设计，可安全高效输送以下气体：

常规气体：空气（最普遍）、工业烟气（需注意除尘、降温及腐蚀性成分）。

惰性气体：氮气(N₂)、氩气(Ar)、氦气(He)、氖气(Ne)。常用于保护性气氛或吹扫。风机设计需注重密封性，防止空气渗入影响气体纯度。

活性气体：氧气(O₂)输送时，风机所有接触氧气的部件必须进行严格的脱脂处理，避免油脂在高压氧环境中引发燃爆事故，材料也应选用与之相容的。

轻质气体：氢气(H₂)。氢分子量小，压缩所需功小但易泄漏。风机需采用特殊的轴端密封（如干气密封、升级的碳环密封组合），转子设计也需考虑气体密度变化对性能曲线和功率的影响（根据相似定律，输送氢气时，在相同转速下，压力比相近，但质量流量和所需功率显著下降）。

其他：二氧化碳(CO₂)、混合无毒工业气体等。

选型与改造关键点：

气体性质：密度、比热容、爆炸极限、腐蚀性、毒性等是选型首要依据。性能曲线需按实际气体参数重新核算。

材料兼容性：与气体接触的流道部件（机壳、叶轮、密封）材料必须耐腐蚀。如输送含氯离子烟气，需选用更高级别不锈钢或涂层。

密封特殊性：对于贵重、有毒或易燃易爆气体，必须采用高性能密封系统，如“碳环密封+氮气阻塞”的组合密封，确保零有害泄漏。

安全附件：根据气体特性，配置相应的安全阀、爆破片、气体泄漏检测仪、防火花静电导出装置等。

驱动与润滑：对于可能污染工艺气体的场合，需考虑采用磁力驱动或无油润滑结构。

结论

D(Al)1813-2.22型高速高压多级离心鼓风机是铝矿浮选工艺中应对高背压、大流量供气需求的强力装备。其高效稳定的运行，建立在对其型号含义、结构特点、核心配件（如主轴、转子、轴瓦、碳环密封）的深刻理解以及规范细致的维护维修基础之上。同时，离心鼓风机的应用已远超单纯输送空气的范畴，通过针对性设计和选材，能够安全适配从惰性气体到氢气等多种工业气体的输送任务，展现出在复杂工业环境中的高度灵活性。作为风机技术人员，掌握这些基础知识与实践要点，是保障生产连续、提升工艺效率、确保操作安全的核心能力。在未来，随着铝矿资源日趋复杂和环保要求不断提高，对风机的高效、节能、智能化及特殊介质适应性提出了更高要求，持续学习与技术创新将是行业发展的永恒主题。