金属铝(Al)提纯浮选风机：D(Al)2619-2.68型高速高压多级离心鼓风机技术详解与应用

作者：王军（139-7298-9387）

关键词：铝冶炼提纯 浮选鼓风机 D(Al)2619-2.68型号 风机配件维修高速高压离心风机 工业气体输送 轴瓦 碳环密封 转子总成

引言：风机在矿物单质提纯中的核心作用

在矿业冶炼领域，特别是铝(Al)等有色金属的提纯过程中，浮选法是分离和富集目标矿物的关键技术。该工艺依赖于向矿浆中充入大量细小、均匀的气泡，使目标矿物颗粒选择性附着于气泡并上浮分离。这一过程的核心动力设备便是浮选鼓风机。其性能直接决定了气泡的尺寸、分布、稳定性以及整个浮选系统的能耗与效率。本文将聚焦于铝提纯工艺中应用的D(Al)2619-2.68型高速高压多级离心鼓风机，深入剖析其技术原理、结构特点、关键配件以及维护修理要点，并对输送各类工业气体的风机选型与应用进行阐述。

第一章：铝提纯浮选工艺对风机的要求与风机型号解析

铝土矿经拜耳法处理得到氢氧化铝，再经煅烧获得氧化铝（Al₂O₃），最终通过电解得到粗铝。在铝土矿选矿或某些精炼环节，浮选用于去除硅、铁等杂质或回收有用成分。浮选风机需提供稳定、连续、压力与流量可调的气源。

1.1 风机型号命名规则与D(Al)2619-2.68解读
参考贵方提供的型号体系，其通用规则可归纳为：“系列代号 + (目标单质元素符号) + 内部性能编码 + 出风口压力”。

系列代号：如C、CF、CJ、D、AI、S、AII等，代表不同的结构形式（多级、单级、悬臂、双支撑等）和设计用途（通用、专用浮选）。

(Al)：明确此风机专为铝冶炼提纯工艺流程设计或适配，在材料选择、防腐蚀处理等方面可能有特殊考量。

内部性能编码（2619）：通常包含风机的核心性能参数信息。在离心鼓风机领域，“26”很可能代表叶轮的公称直径或系列尺寸代号，“19”可能指示该型号的设计序号或变型代码。更常见的解读是，此编码与风机的额定流量密切相关，需查阅具体产品性能曲线图。

出风口压力（-2.68）：这是型号中最关键的性能指标之一，表示风机在额定工况下，出口法兰处气体的绝对压力或表压。“-2.68”表明该风机的出口绝对压力为2.68个标准大气压（约合0.168 MPaG 表压，若进口为1个标准大气压）。这个压力值满足了深槽浮选、高密度矿浆或需要将气体输送到较远、较高位置时的压力需求。

关于进风口压力：根据描述，“如果没有‘/’就表示进风口压力是1个大气压”。因此，D(Al)2619-2.68风机的进口压力为常压（约101.325 kPa A）。

1.2 D型系列风机特点
“D(Al)”型系列为高速高压多级离心鼓风机。其核心特点是：

多级叶轮串联：气体逐级被压缩，每级叶轮后通常配有导叶和扩压器，将动能高效转化为压力能，从而实现较高的压比（出口压力/进口压力）。

高转速：通常采用齿轮箱增速驱动，主轴转速可达每分钟数千甚至上万转，以适应小直径叶轮实现高能头。

高压输出：专为需要较高气体压力的工艺流程设计，如深槽浮选、气力输送、物料流化等。

高效率与稳定工况：在多级设计下，效率曲线相对平坦，在额定点附近能保持高效、稳定的运行。

D(Al)2619-2.68型正是该系列中适用于中型至大型铝提纯浮选厂的高性能风机代表。

第二章：D(Al)2619-2.68风机核心结构与关键配件详解

一台完整的多级离心鼓风机是精密机械的集合体。以下围绕该型号，对其核心部件进行说明。

2.1 转子总成
这是风机的“心脏”，由风机主轴、多级叶轮、平衡盘（鼓）、推力盘、联轴器等部件组装并经过精密动平衡校正而成。

主轴：采用高强度合金钢锻造，经过热处理以获得优异的综合机械性能。其各轴段尺寸精度、跳动公差要求极高，确保叶轮等零件的对中与平衡。

叶轮：通常为后弯式或径向式叶片设计，采用高强度铝合金、不锈钢或钛合金制造，通过过盈配合或键连接固定在主轴上。每级叶轮的型线设计都经过流体动力学优化，以兼顾压升和效率。

动平衡：转子总成在高速旋转下，微小的质量偏心都会引起巨大的振动。必须在动平衡机上校正到高标准（如G2.5级或更高），这是保证风机长期平稳运行的基础。

2.2 轴承与轴承箱
高速风机通常采用滑动轴承（轴瓦）而非滚动轴承。

风机轴承用轴瓦：一般采用巴氏合金（白色金属）作为衬层，浇铸在钢背瓦体上。巴氏合金具有良好的嵌入性、顺应性和抗咬合性，能形成稳定的油膜，承受高转速下的载荷。分为径向轴瓦（支撑转子重量）和推力轴瓦（承受轴向推力）。

轴承箱：是容纳轴瓦、润滑油并为其提供冷却的壳体。内部有精确的油路设计，确保润滑油能均匀分布到轴瓦表面。轴承箱通常配有温度传感器，监控瓦温。

2.3 密封系统
这是防止气体泄漏和润滑油污染的关键，尤其对于输送特殊气体时至关重要。

气封与油封：

气封（级间密封和轴端密封）：通常采用迷宫密封。在转轴与静子之间形成一系列节流间隙与膨胀空腔，使气体节流降压，极大减少级间泄漏和轴端向大气的泄漏。对于高压差部位，可能采用更高效的蜂窝密封。

油封：位于轴承箱靠近转子的一侧，主要作用是防止润滑油沿轴向外泄。常用形式为梳齿迷宫密封配合油气隔离腔，或采用接触式骨架油封。

碳环密封：在输送易燃、易爆、有毒或贵重气体（如氢气、氧气、氦气等）时，迷宫密封的少量泄漏可能不可接受。此时会采用碳环密封作为轴端主密封。它由多个分割的碳环在弹簧力作用下紧贴轴套表面，形成接触式动密封，泄漏量极小。通常配有密封气系统，将泄漏气体引至安全地点处理。

2.4 蜗壳与扩压器

蜗壳：收集从最后一级叶轮或扩压器出来的气体，并将其引向出口管道，同时继续将部分动能转化为静压。

扩压器：位于每级叶轮之后，其流道截面积逐渐增大，使气流减速，将高速动能有效地转化为压力能，是提高风机效率的重要部件。

2.5 润滑系统
独立的强制循环油站是高速风机的“生命线”。它提供过滤和冷却后的润滑油到各个轴承和齿轮箱，并带走摩擦热。油站包括主辅油泵、油冷却器、油过滤器、蓄能器、加热器及全面的温度、压力、流量监控仪表。

第三章：风机常见故障、修理与维护要点

对D(Al)2619-2.68这类精密设备，预防性维护和精准修理至关重要。

3.1 常见故障模式

振动超标：最常见故障。原因包括：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（轴瓦）磨损、基础松动、喘振（在低流量高压比的不稳定工况区运行）等。

轴承温度高：润滑油质不佳、油量不足、油温高、轴瓦间隙不当或损坏、负载过大等。

性能下降（风压、风量不足）：过滤器堵塞、密封间隙因磨损过大导致内泄漏严重、叶轮腐蚀或磨损、转速下降、管道系统阻力异常增加。

异常声响：轴承损坏、转子与静止件摩擦（刮缸）、喘振时的周期性吼叫声。

润滑油泄漏：油封失效、结合面密封不良、油压过高。

3.2 关键部件修理与更换

转子总成修复：需在专业动平衡机上进行。对于叶轮结垢可清洗后重新平衡，叶片磨损可进行堆焊修复再机加工并平衡，严重损坏则需更换整个叶轮。修复后的转子必须进行高速动平衡。

轴瓦修理：巴氏合金层出现磨损、剥落或烧熔时，需重新浇铸或更换备件。刮瓦是装配时的关键工序，需保证接触面积和合适的顶隙、侧隙。

密封更换：迷宫密封齿磨损后间隙超差，需更换密封件。碳环密封磨损后，其轴向和径向间隙需严格按照技术标准调整或更换新环。

对中校正：每次大修或基础发生变化后，必须使用激光对中仪等精密工具，对电机、增速齿轮箱、风机之间的联轴器进行精确对中，这是减少振动和部件异常磨损的前提。

3.3 日常维护与预防

在线监测：持续监控振动、轴承温度、润滑油压/温、进出口压力/流量/温度等参数。

定期检查：油品定期化验、过滤器滤芯更换、检查密封情况、地脚螺栓紧固。

防喘振控制：确保风机运行点在安全工况区内，喘振保护系统必须灵敏可靠。

第四章：输送各类工业气体的风机选型与应用说明

浮选主要使用空气，但铝冶炼提纯全过程可能涉及多种工业气体。风机选型需根据气体特性进行特殊设计。

4.1 气体特性对风机设计的影响

密度：气体密度直接影响风机压升和轴功率（功率与密度成正比）。输送氢气(H₂)等轻气体所需功率远小于输送二氧化碳(CO₂)。

腐蚀性：如氧气(O₂)具有强氧化性，所有流道部件需采用不锈钢并彻底脱脂，防止油污引发燃爆。工业烟气可能含硫化物等腐蚀成分，需选用耐蚀材料或涂层。

危险性：氢气(H₂)、氧气(O₂)易燃易爆，风机需采用防爆电机和电器，密封必须极其可靠（如采用碳环密封配合氮气隔离），壳体设计考虑防静电和泄爆。氦气(He)、氖气(Ne)、氩气(Ar)等惰性气体虽稳定，但价格昂贵，要求风机泄漏率极低。

纯度要求：对于高纯度气体输送，风机内部必须高度清洁，润滑油系统需完全与气体隔绝（采用磁力轴承或无油螺杆风机可能是更好选择，但对于高压离心式，干气密封是最高端选择）。

4.2 系列风机与气体输送适配性参考

“C(Al)”型系列多级离心鼓风机：通用性强，可用于空气、无毒稳定的混合工业气体，经特殊设计也可用于氮气(N₂)、氩气(Ar)等惰性气体。

“CF(Al)”/“CJ(Al)”型系列专用浮选离心鼓风机：专为空气浮选工况优化，重点考虑抗浆液微滴腐蚀和稳定调节。

“AI(Al)”/“S(Al)”/“AII(Al)”型系列单级加压风机：适用于压比较低、流量较大的场合，如提供氧化铝输送的流化风、烟气再循环等。其中S型高速双支撑结构更稳固，适合较高压力。

对于特殊气体（如O₂、H₂、高纯He等）：通常需要在上述系列基础上进行定制化设计，重点是材料兼容性、防爆安全等级、超高标准的密封系统（首选碳环密封或更先进的干气密封），并严格遵守相关行业安全规范。

4.3 与跳汰机配套选型
跳汰机选矿主要依靠水流的脉动，对风机的需求是提供稳定、可调的脉动风源。选型时需根据跳汰机面积、床层厚度、所需脉动频率和振幅，确定风机的流量-压力曲线，确保风机能在所需脉动工况下高效、稳定工作，避免喘振。

结论

D(Al)2619-2.68型高速高压多级离心鼓风机是铝矿提纯浮选工艺流程中的高性能动力设备，其2.68个大气压的出口压力满足了苛刻的工艺要求。其可靠运行依赖于精密的转子总成、稳定的轴瓦轴承系统以及高效的密封（尤其是碳环密封）。深入理解其结构原理，实施科学的预防性维护和精准修理，是保障生产连续性和经济性的关键。同时，在面对铝冶炼中可能涉及的各类工业气体（如O₂、N₂、Ar、H₂等）输送任务时，必须根据气体特性，在风机材料、密封、防爆和安全设计上进行严格选型或定制，确保工艺安全与高效。风机技术作为工业的“心脏”技术，其持续优化与创新，必将为矿物单质提纯行业的高质量发展提供更强动力。