金属铝(Al)提纯浮选风机：D(Al)1166-1.45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：铝矿浮选， 离心鼓风机， D(Al)1166-1.45型号 风机配件维修，工业气体输送， 轴瓦轴承， 碳环密封

引言

在矿业冶炼领域，特别是铝(Al)等金属的提纯过程中，浮选法是一种至关重要的物理选矿方法。其原理是利用矿物表面物理化学性质的差异，通过气泡将目标矿物颗粒选择性附着并上浮分离。这一过程的核心动力源之一，便是为浮选槽提供稳定、适宜气量的鼓风设备。离心鼓风机以其压力范围广、流量稳定、运行效率高及维护相对简便等优势，在浮选工艺中扮演着不可替代的角色。本文将聚焦于铝矿物提纯浮选工艺，深入剖析其中一款关键设备:D(Al)1166-1.45型高速高压多级离心鼓风机的基础知识，并对风机的核心配件、常见修理要点以及用于输送各类工业气体的风机选型进行系统性说明。

第一章：金属铝(Al)提纯浮选工艺对风机的核心要求

铝土矿的浮选提纯旨在分离出有价值的铝矿物（如三水铝石、一水硬铝石）与脉石（如石英、高岭土等）。浮选风机的主要作用是将空气（或特定气体）以一定压力和流量通入浮选槽，通过叶轮高速旋转切割形成微小、均匀且稳定的气泡。这些气泡与经过药剂处理的矿浆混合，使目标铝矿物颗粒附着并上浮。

该工艺对离心鼓风机提出了明确要求：

压力稳定性：需克服矿浆静压、管路阻力，确保气泡能均匀分布于整个浮选槽深度，压力波动直接影响浮选指标。

流量可调性：需根据不同矿石性质、处理量和浮选阶段（粗选、精选、扫选）调节气量，以实现最佳回收率与精矿品位。

运行可靠性：矿业生产连续性强，要求风机能够长时间稳定运行，故障率低。

介质适应性：在某些特殊工艺中，可能需要输送富氧空气或惰性气体（如氮气N₂）以优化浮选环境或确保安全。

节能高效：风机是浮选车间的能耗大户，其运行效率直接影响生产成本。

第二章：D(Al)1166-1.45型高速高压多级离心鼓风机详解

D(Al)1166-1.45是该型号的完整标识，其解读如下：

“D(Al)”：代表该风机属于“D(Al)型系列高速高压多级离心鼓风机”，专为铝矿物等需要较高供气压力的浮选或冶炼工艺设计。“(Al)”强调其在铝工业领域的应用优化。

“1166”：为内部编码，通常涵盖设计序列、叶轮尺寸或主要性能参数代码。具体含义需参照厂商技术手册，可能关联风机的主要结构尺寸或设计版本。

“1.45”：表示风机在标准进气条件下的出口压力为1.45公斤力每平方厘米（表压），换算成国际单位约合145千帕（表压）。这是一个中等偏高的压力水平，适用于深槽浮选或管路较长的系统。

进风口压力：根据约定，型号中没有“/”符号，表示该风机的设计进风口压力为标准大气压（约101.325千帕，绝压）。

技术特点：

多级压缩：“D型”系列采用多级叶轮串联结构。空气依次通过各级叶轮和扩压器，逐级提高压力。与单级风机相比，多级风机能在单机内实现更高的压比，且效率曲线相对平坦，更适应浮选工艺对压力的要求。

高速设计：为实现高压力，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。这要求转子动平衡精度极高，轴承和润滑系统性能优异。

结构形式：一般为水平剖分式或简式缸体。水平剖分便于检修；简式缸体（桶形）承压能力更强，常用于更高压力场合。D(Al)1166-1.45很可能采用水平剖分式，兼顾了维护便利与压力需求。

性能曲线：其流量-压力曲线较为陡峭，意味着在系统阻力变化时，流量变化相对较小，有利于稳定浮选槽的充气量。选型时，其额定工作点应落在高效区内。

与其它系列风机的对比应用：

与“CF(Al)”、“CJ(Al)”对比：后两者是专用浮选离心鼓风机，通常为单级或两级，压力范围较低（一般在0.5-1.0公斤力每平方厘米），专注于常规浅槽浮选的充气需求，结构更紧凑，成本较低。D(Al)1166-1.45则面向需要更高供气压力的浮选系统或作为整个浮选车间的集中供气源。

与“C(Al)”对比：“C(Al)”型也为多级，但可能转速或级数设计不同，压力覆盖范围有重叠但侧重不同，D型通常标志着更高转速或更优化的高压性能。

与“S(Al)”、“AI(Al)”、“AII(Al)”对比：这三者为单级加压风机，流量范围可能更大，但单级压比有限。S(Al)（单级高速双支撑）和AII(Al)（单级双支撑）结构稳固，适用于大流量、中低压场合；AI(Al)（单级悬臂）结构简单。它们多用于通风、冷却或压力需求不高的充气过程，而非高压浮选。

第三章：风机核心配件与维修要点

以D(Al)1166-1.45型风机为例，其核心配件及修理关注点如下：

1. 转子总成
这是风机的“心脏”，包括主轴、各级叶轮、平衡盘、联轴器等部件。

主轴：通常为高强度合金钢锻件，需进行精密加工和热处理。检修时重点检查轴颈（与轴承配合处）的尺寸精度、表面光洁度和硬度，有无磨损、拉伤或裂纹。轴弯曲度需用百分表在车床或V型铁上校验，超标需校直或更换。

叶轮：多为后弯式叶片铝合金或高强度不锈钢精密铸造或焊接而成。检查内容包括：叶片和轮盘的腐蚀、磨损、积垢情况；焊缝有无裂纹；动平衡状态。叶轮更换或修复后必须进行高精度动平衡校验，不平衡量需严格控制在标准（如ISO1940 G2.5级）以内，以防止振动超标。

平衡盘：用于平衡多级风机产生的大部分轴向推力。检查其端面磨损是否均匀，密封间隙是否在规定范围内。过度磨损会导致轴向力增大，威胁推力轴承安全。

2. 轴承与润滑系统

轴承（轴瓦）：高速高压风机常采用滑动轴承（轴瓦）。轴瓦通常为巴氏合金衬层。检修要点：检查合金层有无剥落、裂纹、烧灼（抱瓦）痕迹；测量轴瓦内径与轴颈的配合间隙（常用压铅法或塞尺）和顶隙/侧隙比；检查接触斑点。间隙过大会引起振动和油膜失稳，过小则可能导致温升过高和抱轴。重新刮研或更换轴瓦是精密维修工作。

轴承箱：支撑转子和轴承的壳体。需检查其水平度、与底座连接紧固情况、内部油路是否畅通、有无渗漏。轴承箱的刚性对转子动力学行为至关重要。

3. 密封系统

气封与油封：级间和轴端密封防止气体泄漏和油进入流道。

气封：常用迷宫密封。检查密封齿是否磨损、倒伏，与轴（或密封体）的径向间隙是否超标。间隙增大会降低效率，影响级间压力分配。

油封：防止润滑油外泄。检查唇口是否老化、破损，弹簧是否失效。

碳环密封：在一些新型或对密封要求更高的风机中，可能采用机械密封或碳环密封。碳环密封由多个碳环组成，浮动跟随轴运动，磨损小，密封效果好。检修时需检查碳环的端面磨损量、裂纹、以及弹簧的弹力。安装时需注意环的浮动灵活性。

4. 壳体与定子部件
检查各级涡壳、扩压器、进气室、出气蜗壳的内壁腐蚀、磨损情况，特别是焊缝区域。检查各中分面法兰的平整度和密封垫状态，确保合缸后不漏气。检查进、出口法兰连接螺栓的紧固情况。

常见故障与修理概要：

振动超标：最常见故障。原因可能包括：转子不平衡（需重做动平衡）；对中不良（重新激光对中）；轴承磨损或损坏（更换/修刮轴瓦）；基础松动或管道应力（紧固、调整）；喘振（检查系统并调整运行点）。

轴承温度高：油质不佳或油量不足（换油、检查油系统）；轴瓦间隙不当（调整）；润滑油冷却器失效（清洗或更换）；负载过大。

风量/风压不足：滤网堵塞（清洗）；密封间隙过大（调整或更换）；转速下降（检查驱动）；叶轮磨损或腐蚀严重（修复或更换）。

异常噪音：轴承损坏；转子与静止件摩擦（检查间隙）；喘振。

修理后必须进行单机试车和系统联动试车，监测振动、温度、压力、流量等参数，合格后方可投入正式运行。

第四章：输送工业气体的风机技术考量

在铝冶炼及提纯的 broader 流程中，不仅需要空气，还可能涉及多种工业气体的输送，例如：

富氧空气/氧气(O₂)：用于强化燃烧或特定氧化过程。

氮气(N₂)、氩气(Ar)：用于保护性气氛（如铝液精炼、防止氧化）。

二氧化碳(CO₂)：可能用于工艺过程或灭火系统。

氢气(H₂)、氦气(He)：可能用于检漏或特殊工艺。

工业烟气：处理与循环。

为这些气体选配风机时（如选用C(Al), S(Al), AII(Al)等系列），必须考虑气体的物理化学性质对风机设计、材料和运行的影响：

气体密度：密度直接影响风机所需的压头和功率。例如，输送氢气（密度极小）时，需要比输送空气大得多的体积流量才能达到相同的质量流量，且对密封要求极高；输送二氧化碳（密度大）时，需注意电机功率是否足够。

腐蚀性：如湿氯气、某些酸性工业烟气具有强腐蚀性。风机过流部件（叶轮、壳体）需选用耐蚀材料，如特种不锈钢（316L、双相钢）、钛合金、或采用防腐涂层。密封材料也需兼容。

爆炸性与危险性：输送氢气、氧气等气体时，防爆至关重要。

氧气风机：严禁油脂，所有部件需进行严格的脱脂处理，防止高速摩擦或静电引燃。通常采用无油润滑轴承（如迷宫密封+惰性气体阻封）或使用特殊相容的润滑剂。材料选择上避免使用易与氧发生剧烈反应的材料。

氢气风机：因其易泄漏、易爆，要求极高的轴端密封性能（常采用干气密封、串联式机械密封等），电机和电气部件需防爆设计。壳体设计需考虑泄爆安全。

惰性气体风机（如N₂, Ar）：相对安全，但需注意在密闭空间可能造成窒息风险，确保车间通风。

纯度要求：对于高纯度气体输送，风机需确保内部无污染、无泄漏。采用无油设计、特殊密封（如磁力驱动密封、高性能干气密封）和高质量内表面处理。

温度：输送高温烟气时，需考虑材料的热强度、热膨胀差异，以及轴承和润滑系统的冷却保护。

因此，在为特定工业气体选择风机时，必须明确告知制造商气体的确切组分、浓度、温度、压力、密度、危险性等信息，以便进行定制化设计和材料选择，确保安全、高效、长寿命运行。

结论

D(Al)1166-1.45型高速高压多级离心鼓风机是铝矿物浮选提纯工艺中，应对较高供气压力需求的可靠动力解决方案。其多级压缩与高速设计保证了压力的稳定输出。深入理解其型号含义、核心配件（如转子、轴瓦、碳环密封等）的结构与维修要点，是保障设备长期稳定运行、维持高效浮选指标的技术基础。同时，在铝工业的全流程中，针对不同工业气体的物理化学特性，科学选型与之匹配的风机系列（如C(Al), S(Al), AII(Al)等），并高度重视材料相容性、密封安全性和防爆要求，是确保整个生产系统安全、环保、经济的关键。作为风机技术人员，掌握这些基础知识，能够更好地进行设备运维、故障诊断和工艺优化支持，为矿业冶炼的提质增效贡献力量。