金属铝(Al)提纯浮选风机：D(Al)2117-1.46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：铝矿物提纯、浮选工艺、离心鼓风机、D(Al)2117-1.46型号、风机配件、风机维修、工业气体输送、多级离心风机、碳环密封、轴承箱

引言

在矿业冶炼领域，特别是铝（Al）土矿的浮选提纯环节，离心鼓风机作为核心动力设备，为浮选槽提供稳定、足量且压力适宜的空气流，是实现矿物有效分离的关键。鼓风机的性能直接关系到气泡生成质量、矿物颗粒附着效率乃至最终精矿品位与回收率。本文将聚焦于铝矿物浮选提纯工艺中应用的“D(Al)”型系列高速高压多级离心鼓风机，以其典型型号D(Al)2117-1.46为例，系统阐述其基础知识、结构特点、配件组成、维修要点，并延伸介绍适用于输送各类工业气体的风机选型与技术考量。

第一章：铝矿物浮选工艺与风机作用概述

铝土矿的浮选提纯旨在分离铝矿物（如一水硬铝石、三水铝石）与脉石矿物（如石英、高岭石、赤铁矿等）。在此过程中，浮选风机向矿浆中充入空气，产生大量微细气泡。经药剂处理后的铝矿物颗粒选择性附着于气泡上，上浮至矿浆表面形成泡沫层并被刮出，从而得到铝精矿。

风机在此环节的核心作用在于：

供气：提供足量的空气，作为气泡载体。

加压：克服矿浆静压、管道阻力及分散器阻力，确保空气能有效弥散。

稳定：维持气压与气量稳定，保证浮选过程连续、均衡。

风机性能参数需与跳汰机等选矿设备精确匹配，型号中的“出风口压力”是选型关键依据之一。

第二章：风机型号解读与D(Al)2117-1.46型详解

一、型号命名规则
参考“D(Al)”型系列，其型号通常表示为：机型 + (单质元素符号) + 内部编码 + 出风口压力。

机型：如“D”，代表高速高压多级离心鼓风机。

(单质元素符号)：如“(Al)”，标识该风机设计主要服务于铝矿物相关的工艺环节，可能在材料选择、防腐处理等方面有特殊考量。

内部编码：如“2117”，通常包含设计序列、叶轮规格、级数等信息，是风机具体结构性能的标识。

出风口压力：如“-1.46”，表示风机出口处的气体表压为1.46公斤力每平方厘米（约143.4千帕）。若未标注进风口压力，则默认进风口压力为1个标准大气压。

二、D(Al)2117-1.46型风机技术特点
D(Al)2117-1.46属于“D(Al)”型系列，即高速高压多级离心鼓风机。其设计专门针对类似铝浮选这样需要较高供气压力的工况。

“多级”结构：该风机内部装有多级叶轮和导流器。气体每经过一级叶轮，其压力和速度得到一次提升，通过导流器将部分动能转化为静压能，并引导气体有序进入下一级。多级串联的结构使其能在单台设备内实现较高的压升，满足1.46公斤力每平方厘米的出口压力需求，而无需像单级风机那样需要极高的转速或极大的叶轮直径。

“高速高压”特性：为达到设计压力，该型风机主轴转速通常较高，可能采用齿轮箱增速或直接由高速电机驱动。高转速带来了更高的单级压比和更紧凑的结构，但对转子的动平衡、轴承支撑、密封等提出了更高要求。

应用定位：D(Al)2117-1.46型风机特别适用于大型浮选厂、深槽浮选或需要较高气泡穿透力的铝矿物浮选流程，能够稳定提供高压空气，确保浮选效果。

第三章：核心配件与子系统解析

以D(Al)2117-1.46型风机为例，其核心结构件与子系统是保证性能与可靠性的基础。

1. 风机转子总成
这是风机的心脏部分，由风机主轴、多级叶轮、平衡盘（鼓）、联轴器等部件组成。

主轴：通常采用高强度合金钢锻造而成，经过精密加工和热处理，具有极高的强度、刚性和疲劳抗力，以承受高转速下的扭矩、弯矩和临界转速挑战。

叶轮：每级叶轮均为高精度铸件或焊接件，采用适应气体流动的空气动力学设计。叶片型线、出口角度直接影响风机的压力-流量特性与效率。动平衡等级要求极高，通常需进行单体动平衡和转子总成动平衡，以最小化振动。

平衡盘（鼓）：用于平衡多级叶轮产生的巨大轴向推力，减少止推轴承的负荷。

2. 支撑与润滑系统：轴承、轴瓦与轴承箱

轴承与轴瓦：对于D(Al)这类高速高压风机，滑动轴承（轴瓦）的应用更为普遍。轴瓦通常由巴氏合金等耐磨减摩材料浇铸在钢背上制成，形成油膜支撑转子，具有承载能力强、阻尼特性好、适于高速的优点。径向轴承支撑转子重量，止推轴承承受残余轴向力。

轴承箱：是容纳轴承、轴瓦并构成润滑油路的核心壳体。它要求有良好的刚性，确保轴承座孔的对中性，同时具备完善的进油、回油、测温、测振接口。

3. 密封系统：气封、油封与碳环密封
密封系统是防止气体泄漏和润滑油污染的关键。

气封：通常指级间密封和轴端密封（如迷宫密封），通过一系列狭窄的间隙和空腔形成流动阻力，减少高压气体向低压区的泄漏。

油封：位于轴承箱两端，主要防止润滑油沿轴向外泄。

碳环密封：在要求更高，特别是输送特殊气体或防止润滑油蒸汽进入流道时，碳环密封被广泛应用。它由多个石墨环在弹簧力作用下紧贴轴套，形成动密封，具有自润滑、耐高温、泄漏量小的优点，在D(Al)系列风机中可能是轴端主密封的选择之一。

4. 其它关键配件

机壳：多为水平剖分式，便于安装检修，承受内部压力，设有进、出风口。

齿轮箱（若为齿轮增速）：提高电机转速至风机工作转速。

润滑系统：独立的油站提供强制润滑，包括油泵、冷却器、过滤器、安全装置等。

控制系统：监测振动、温度、压力，并实现风量风压的调节（如入口导叶调节、变频调节）。

第四章：风机日常维护与常见故障修理

一、日常维护要点

润滑管理：定期检查润滑油质、油位、油温、油压。按规定周期化验油品，及时更换。

振动与温度监测：定时记录轴承、机壳振动值及轴承温度，建立趋势图，异常升高是早期故障征兆。

密封检查：观察有无气体或润滑油异常泄漏。

滤清器维护：保持进气管路空气滤清器清洁，防止粉尘进入磨损叶轮。

二、常见故障与修理

振动超标

原因：转子动平衡破坏（结垢、叶片磨损不均）、对中不良、轴承（轴瓦）磨损、基础松动。

修理：停机检查对中；检查并清洗或修复叶轮，必要时重新进行风机转子总成的动平衡；检查轴瓦间隙，研刮或更换；紧固地脚螺栓。

轴承温度过高

原因：润滑油不足或变质、油路堵塞、冷却不良、轴瓦刮研不当或损伤、轴承负载过大（如对中不良）。

修理：检查润滑系统；检查轴承箱内油路；检查轴瓦接触面，按规范修复或更换；重新校正对中。

性能下降（风量、压力不足）

原因：气封、碳环密封磨损，内部泄漏增大；进气道堵塞；叶轮腐蚀或磨损严重；转速下降。

修理：检查并更换磨损的密封件；清理过滤器及管道；检查修复或更换叶轮；检查驱动系统。

气体或油泄漏

原因：油封或碳环密封失效、壳体结合面密封垫损坏。

修理：更换失效的密封元件；更换密封垫片，清理结合面。

修理核心原则：拆卸、检查、修理、组装过程必须严格遵循技术规范，特别是风机转子总成的回装、轴承箱的对中、轴瓦的间隙调整以及碳环密封的安装预紧力，这些都直接关系到修复后的风机性能和运行寿命。

第五章：输送各类工业气体的风机选型与应用扩展

在铝冶炼及关联工业中，除了浮选用空气，还需输送多种工业气体。针对不同气体特性，风机选型需相应调整。

一、气体特性对风机设计的影响

密度：影响风机功率（功率与密度成正比）。如输送氢气H₂时，功率需求远低于空气；输送二氧化碳CO₂时则更高。

毒性、腐蚀性、爆炸性：如氧气O₂助燃，需禁油设计，避免油脂引燃；工业烟气可能含腐蚀成分，需防腐材质；氢气H₂易泄漏爆炸，密封要求极高。

纯净度要求：如输送保护气氩气Ar、氮气N₂，需严防润滑油污染，常采用无油螺杆或磁悬浮风机，或采用碳环密封等无油接触密封的离心机。

二、各系列风机适用性参考

“C(Al)”型系列多级离心鼓风机：适用于中高压、大风量的空气或惰性气体输送，结构稳健。

“CF(Al)”与“CJ(Al)”型系列专用浮选离心鼓风机：针对浮选工况优化，强调特定压力-流量曲线下的高效与稳定，是浮选的主力气源。

“D(Al)”型系列高速高压多级离心鼓风机（如本文详述型号）：适用于更高压力的浮选或气体输送工艺。

“AI(Al)”型系列单级悬臂加压风机：结构紧凑，适用于中低压、中小流量场合，维护相对简便。

“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：双支撑结构转子稳定性更好，适用于较宽工况范围，可作为各种气体的加压输送设备，根据气体性质选配材质与密封。

选型确定：无论输送何种气体，最终选型都需基于精确的进口状态（压力、温度）、所需流量、出口压力、气体组成与特性，进行气动计算和强度校核，并特别关注密封形式（如优先选用碳环密封、干气密封等用于贵重、危险或纯净气体）、材料兼容性及安全规范。

结论

D(Al)2117-1.46型高速高压多级离心鼓风机是铝矿物浮选提纯工艺中高性能供气设备的代表。其多级增压、高速运行的设计理念，结合风机转子总成、轴瓦、轴承箱、碳环密封等精密配件构成的可靠系统，共同确保了在严苛工况下的长期稳定运行。深入理解其型号含义、结构原理、配件功能及维修要点，是风机技术人员保障生产顺行的基础。同时，面对输送空气、二氧化碳CO₂、氮气N₂、氧气O₂、氢气H₂、氩气Ar等多样化工业气体的需求，必须严格依据气体特性，在“C(Al)”、“CF(Al)”、“D(Al)”、“S(Al)”等不同系列中选择或定制最合适、最安全的风机解决方案，并实施针对性的维护策略，从而为整个矿业冶炼流程提供坚实、高效的流体动力保障。