金属铝(Al)提纯浮选风机:D(Al)90-2.9型高速高压多级离心鼓风机技术解析与应用

作者：王军（139-7298-9387）

关键词：铝矿提纯浮选、离心鼓风机、D(Al)90-2.9型号、风机配件、风机维修、工业气体输送、多级离心技术、轴瓦轴承、碳环密封

引言：离心鼓风机在矿物单质提纯中的核心作用

在矿业冶炼领域，尤其是铝(Al)等轻金属的提纯过程中，浮选法是实现矿物高效分离与富集的关键工艺。此工艺的核心动力源之一，便是为浮选槽提供稳定、高压、特定气量空气或工艺气体的离心鼓风机。风机性能的优劣直接关系到浮选效率、精矿品位、回收率及整体能耗。本文将以矿物中铝单质提纯为背景，深入剖析以D(Al)90-2.9型号为代表的高速高压多级离心鼓风机的基础知识，并系统阐述其关键配件、常见维修要点，以及对输送多种工业气体的适应性，旨在为相关领域技术人员提供实践参考。

第一章 风机系列概览与D(Al)型号定位

在铝矿浮选及冶炼提纯流程中，根据不同的工艺环节（如粗选、精选、扫选、加压氧化等）对风压、风量、气体介质的差异化需求，发展出了多个专用风机系列。各系列定位如下：

C(Al)型系列多级离心鼓风机：作为经典的多级鼓风设备，通常采用离心叶轮串联结构，提供中等偏高的压力，运行稳定可靠，是早期及现有许多浮选厂的主力机型。

CF(Al)型与CJ(Al)型系列专用浮选离心鼓风机：针对浮选工艺特性进行优化设计，注重在特定压力下的气量调节范围和运行经济性。两者可能在结构细节（如进气流道、级间冷却）或驱动方式上有所区别，以适应不同规模的选厂。

AI(Al)型系列单级悬臂加压风机：结构紧凑，转子悬臂布置。适用于压力需求相对较低，但空间受限的场合，维护相对简便。

AII(Al)型系列单级双支撑加压风机与S(Al)型系列单级高速双支撑加压风机：两者均为双支撑结构，转子稳定性更好。S(Al)型突出“高速”特性，通常搭配增速齿轮箱，能在单级叶轮下获得更高的压头，适用于需要较高压力但级数要求最简化的工况。AII(Al)型则可能更侧重于常规转速下的稳健运行。

D(Al)型系列高速高压多级离心鼓风机：本文核心机型。该系列融合了“多级”和“高速”两大技术特点。通过多个高精度叶轮串联，并经由齿轮箱将原动机（通常是电动机）转速大幅提升，使风机转子在高速下运行，从而在结构相对紧凑的机身内，实现远超常规多级风机的出口压力。它是处理难选矿石、需要高压力大风量浮选，或用于后续冶炼工艺中气体输送的理想选择。

型号D(Al)90-2.9的解读：

D(Al)：代表高速高压多级离心鼓风机系列，专为铝矿相关工艺设计。

90：通常表示风机的进口容积流量或设计点流量代码，本例中“90”可能对应特定的标准状态下的额定风量（例如90 m³/min或根据厂家编码规则对应其他数值），是选型时匹配跳汰机或其他用气设备的核心参数之一。

2.9：表示风机的出口绝对压力为2.9公斤力每平方厘米（约0.29 MPa），或表示为标准大气压基础上的增压值。此压力值是浮选气泡生成大小、分布及矿物携带能力的关键影响因素。

进口气压备注：若无特殊标注“/”及进口气压值，则默认风机进风口压力为1个标准大气压。

第二章 D(Al)90-2.9型风机关键配件详解

该型风机的可靠性与性能发挥，依赖于一系列高精度、高强度的核心配件。

风机主轴：作为整个转子系统的核心承力与动力传递部件，通常采用高强度合金钢（如42CrMo）锻制而成，经过精密加工、热处理（调质）和探伤检验。其设计的临界转速必须远高于工作转速，以避免共振。轴上的阶梯部位用于安装叶轮、平衡盘等，加工精度要求极高，确保同心度和垂直度。

风机转子总成：这是风机的“心脏”，由主轴、多级离心叶轮、平衡盘、联轴器部件等组装而成，并经过严格的动平衡校正（通常要求达到G2.5或更高精度等级）。叶轮是核心做功元件，D(Al)型采用后弯式叶片设计，以提高效率和稳定性，材料需根据输送气体性质选择（如输送空气常用铝合金或不锈钢，腐蚀性气体需特殊材质）。平衡盘用于平衡多级叶轮产生的巨大轴向推力，是保证长期稳定运行的关键。

风机轴承与轴瓦：对于高速重载的D(Al)系列，滑动轴承（轴瓦）比滚动轴承更常见，因其承载能力大、阻尼性能好、运行平稳。轴瓦通常为剖分式，内衬巴氏合金（一种耐磨减摩的白色合金）。润滑油在轴与轴瓦间形成稳定的压力油膜，实现流体动压润滑。轴承的间隙、油温、油压是核心监控参数。

轴承箱：容纳轴承（轴瓦）、提供稳定润滑和冷却的系统总成。包括箱体、供油孔道、油封安装位、温度及振动测点接口等。其结构需保证刚性，防止变形影响对中。

密封系统：防止气体沿轴泄漏和润滑油外泄的关键。

气封（迷宫密封）：安装在机壳两端与转子之间，由一系列环形齿隙组成，通过多次节流膨胀来减少高压气体的轴向泄漏。材料常为铝或铜合金，以防与转子碰擦时产生火花。

油封：位于轴承箱外侧，主要防止润滑油外泄。常用骨架油封或氟橡胶唇形密封。

碳环密封：在输送特殊、贵重或有害工业气体时，会采用更精密的碳环密封。它由多个填充有特殊材料的石墨环组成，凭借其自润滑性和极小的间隙，在追随转子微小偏摆的同时，实现极低泄漏量的动态密封，是高端工业气体输送风机的标配。

第三章 D(Al)90-2.3型风机常见故障与维修要点

科学的维修保养是保障风机长周期安全运行的生命线。

振动值超标：

原因：转子动平衡破坏（如叶轮积垢、磨损、异物冲击）；对中不良；轴承（轴瓦）磨损、间隙过大；基础松动；喘振或旋转失速。

维修：停车检查，优先进行现场动平衡校正或返回厂家做高速动平衡。重新精确对中（采用激光对中仪）。检查并更换磨损轴瓦，调整间隙。紧固地脚螺栓。通过调整工况点（如开大出口阀或旁通阀）避开喘振区。

轴承温度过高：

原因：润滑油质劣化、油量不足或油路堵塞；轴瓦刮研不良、接触不佳或间隙过小；冷却系统故障。

维修：取样化验润滑油，定期更换并清洗油路。检查轴瓦接触斑点，必要时重新刮研或更换，调整至设计间隙。检查冷却水系统，清洗冷油器。

风量或压力下降：

原因：过滤器堵塞导致进气不足；密封间隙（尤其是迷宫密封）因磨损过大，内泄漏严重；叶轮通道腐蚀或积垢，效率下降；转速未达额定值。

维修：清洁或更换进气过滤器。停机测量并调整密封间隙，必要时更换密封件。清洗或更换叶轮。检查驱动电机及齿轮箱（如有）。

异常声响：

原因：轴承损坏；转子与静止件发生摩擦（如气封处）；齿轮箱（对于增速型）齿面损伤。

维修：立即停机，避免事故扩大。打开检查相应部位，更换损坏件，并查找摩擦原因（如轴弯曲、壳体变形等）。

大修流程概述：通常每运行2-3万小时或根据状态监测结果进行大修。包括：全面拆卸、清洗；检查测量所有配合间隙（轴承间隙、气封间隙、叶轮口环间隙等）；检查主轴直线度、叶轮有无裂纹；探伤关键部件；更换所有密封件和易损件；重新组装、对中，进行单机试车和性能测试。

第四章 面向多种工业气体的输送适应性说明

在铝的完整冶炼提纯链条中，风机不仅输送空气用于浮选，还可能输送多种工艺气体。

气体特性考量：输送不同气体时，风机的选型、材料和密封需特殊考虑。

密度与压比：风机产生的压头（压力差）与气体密度大致成正比。输送密度远小于空气的氢气(H₂)、氦气(He)时，相同转速下压力输出显著降低，可能需要更高转速或更多级数。反之，输送密度较大的气体时，电机负载会增大。

腐蚀性与材料选择：输送潮湿的二氧化碳(CO₂)、工业烟气（可能含硫化物）时，过流部件（叶轮、机壳）需采用不锈钢（如316L）或更高等级耐蚀材料。输送氧气(O₂)时，必须彻底除油，所有部件需进行严格的脱脂处理，并禁用水质润滑油，防止燃爆。

危险性密封：对于氢气（易燃易爆）、氦气/氖气/氩气（稀有昂贵）等，必须采用碳环密封或干气密封等高效密封形式，最大限度减少泄漏。

温度与冷却：输送高温烟气时，需考虑机壳的冷却（如增设水夹套）和轴承的隔热。

D(Al)系列的适应性：D(Al)系列作为高性能平台，通过定制化设计可以胜任多种气体输送：

材质升级：根据气体腐蚀性，提供从普通碳钢到特种不锈钢、双相钢乃至钛合金的过流部件。

密封定制：标配迷宫密封可用于空气、氮气、氩气等惰性气体；对于特殊气体，可升级为“迷宫密封+碳环密封”组合，或完整的干气密封系统。

辅助系统：针对氧气，配套无油润滑系统和禁油管控；针对高温气体，配套加强冷却方案。

性能重算：风机厂家会根据目标气体的分子量、绝热指数、进口温度等参数，重新计算性能曲线，确保电机功率、转速、级数配置满足要求。

结论

D(Al)90-2.9型高速高压多级离心鼓风机是铝矿提纯浮选工艺中追求高效率、高指标的核心动力装备。其通过“多级”与“高速”技术的结合，提供了强大的压力输出。深入理解其型号含义、掌握主轴、转子、轴瓦、碳环密封等关键配件的技术特性，是进行科学选型与维护的基础。同时，面对从空气到氢气、氧气等多种工业气体的输送需求，该平台通过材料、密封和系统的定制化设计，展现了高度的灵活性与可靠性。作为风机技术人员，唯有将扎实的理论知识与具体的工艺需求、介质特性紧密结合，才能确保风机在矿物提纯的复杂工况下稳定、高效、长周期运行，为提升铝冶炼的整体经济效益与安全水平保驾护航。