金属铝(Al)提纯浮选风机:D(Al)1759-1.68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：铝矿物浮选；离心鼓风机；D(Al)1759-1.68；风机维修；配件；工业气体输送；轴瓦；碳环密封

第一章：绪论:离心鼓风机在铝矿物提纯中的关键角色

在有色金属冶炼，特别是铝（Al）的提取与提纯工艺链中，浮选是至关重要的前端富集工序。其原理是利用矿物表面物理化学性质的差异，通过鼓入特定压力与流量的空气，在浮选槽内形成均匀、稳定的气泡，使目标铝矿物颗粒（如铝土矿中的有用成分）选择性附着并上浮，从而实现与脉石矿物的分离。这一过程的效率与稳定性，极大程度上依赖于为其提供气源的核心动力设备:浮选专用离心鼓风机。

浮选工艺对风机的要求极为严苛：需提供稳定、连续、压力与流量在一定范围内精准可调的空气流；需适应可能存在的轻微腐蚀性与潮湿环境；需具备高可靠性与易维护性，以保障矿山连续生产作业。针对这些需求，风机行业开发了系列化专用产品，其中“D(Al)”型系列高速高压多级离心鼓风机，便是为如铝等矿物大规模、高要求浮选工艺设计的旗舰机型之一。本文将以 D(Al)1759-1.68型风机为核心，系统阐述其技术基础、型号解析、核心配件构成、维护修理要点，并拓展介绍适用于输送各类工业气体的风机选型参考。

第二章：风机型号体系解读与D(Al)1759-1.68专项分析

2.1 风机型号命名规则概览
在铝提纯及相关矿物加工领域，常见的离心鼓风机系列包括：

“C(Al)”型系列多级离心鼓风机：通用型多级鼓风，结构经典，适用于中压、大风量场合。

“CF(Al)”型与“CJ(Al)”型系列专用浮选离心鼓风机：针对浮选工艺优化，特别注重流量调节的平顺性和运行的稳定性，是浮选市场的主流选择。

“D(Al)”型系列高速高压多级离心鼓风机：采用高转速设计，通过多级叶轮串联实现更高压比，结构紧凑，效率突出，适用于要求更高供气压力的浮选工艺或深槽浮选。

“AI(Al)”型系列单级悬臂加压风机：单级叶轮悬臂安装，结构简单，适用于压力需求相对较低的辅助供气或小规模系统。

“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：叶轮置于两个轴承之间，转子动力学性能更优，适用于中高压、高转速的工况，鲁棒性强。

型号通用格式可归纳为：机型 + (单质元素符号) + 内部编码 + 出风口压力。

机型：如D，代表系列设计特征。

(单质元素符号)：如(Al)，代表该型号风机在设计上优先适用于铝矿物加工环境，材料选择可能考虑相关工况。

内部编码：如1759，通常包含设计序列号、叶轮尺寸或主要性能参数代码。

出风口压力：如-1.68，单位为千克力每平方厘米（kgf/cm²）或巴（bar），此处表示风机在设计点的出口绝对压力为1.68 bar（a）。若未标注进风口压力，则默认进风口为1个标准大气压。

2.2 D(Al)1759-1.68型风机深度解析

机型“D”：表明此风机属于高速高压多级离心鼓风机。其核心特点是采用齿轮箱增速，驱动一根或多根装有多个叶轮的主轴高速旋转。气体逐级通过叶轮获得能量，最终达到较高的压升。这种设计在满足高压力需求的同时，保持了离心风机较宽的流量范围优势。

适用元素符号“(Al)”：标志其目标应用领域为铝工业。这暗示风机在设计与材料选择上可能考虑了铝矿浮选厂房的典型环境（如一定的湿度、可能的碱性粉尘等），通流部件可能采用更耐蚀的材料或涂层。

内部编码“1759”：这是制造商的产品序列标识，唯一对应特定的气动设计、叶轮级数、转速和结构尺寸。通过此编码可确定风机的额定流量、功率、叶轮型线等核心参数。例如，“17”可能关联叶轮直径或系列，“59”可能代表设计变型或序号。

压力参数“-1.68”：明确指出风口绝对压力为1.68 bar（a）。由于进风口默认为大气压（约1.013 bar a），因此该风机的净升压（压升）约为0.667 bar，或说静压（表压）约为0.667 bar（即约6.8米水柱）。这个压力水平能够满足大多数铝矿粗选、扫选及部分精选作业的充气需求，确保气泡有足够的能量穿透矿浆并形成适宜的气泡群。

与跳汰机配套：在选矿领域，风机也常为跳汰机提供脉动水流的气源。选型时需根据跳汰机所需的空气压力、流量脉动特性及周期进行专门计算和确定。D(Al)型风机因其压力与流量可调性，也常用于此场景，但需在控制上做相应匹配。

第三章：核心部件与配件系统详述

D(Al)型风机的可靠性源于其精密设计和高质量的核心配件。以下是关键部件的说明：

1. 风机主轴
这是传递扭矩、支撑叶轮高速旋转的核心部件。通常由高强度合金钢（如42CrMo）锻制而成，经过精密加工、热处理（调质）和动平衡校正。其刚度、临界转速设计直接关系到整机运行的稳定性。

2. 风机转子总成
指由主轴、所有级次的叶轮、平衡盘、联轴器等组成的旋转组件。叶轮多采用铝合金（如ZL104）或高强度不锈钢精密铸造或数控加工而成，型线经过空气动力学优化。转子总成在装配后需进行高速动平衡，确保在工作转速下振动值极小。

3. 风机轴承与轴瓦
D(Al)系列高速风机常采用滑动轴承（轴瓦）。其优点是承载能力大、阻尼特性好、运行平稳、寿命长。轴瓦内衬通常为巴氏合金（锡基轴承合金），它与主轴轴颈形成稳定的油膜润滑。轴承箱内设有强制润滑油系统，保证供油压力、温度和清洁度。

4. 密封系统

气封（级间密封与轴端密封）：主要用于防止气体在风机内部从高压区向低压区泄漏（内泄漏），以及在轴端向大气泄漏（外泄漏）。常用迷宫密封，利用一系列节流齿隙来阻隔气流。

碳环密封：一种高效的接触式或微接触式机械密封。由多个碳环组成，在弹簧作用下轻微抱紧轴颈，实现极低的气体泄漏。在输送空气或无害气体时，可用于轴端密封，比传统迷宫密封效果更好。

油封：主要安装在轴承箱两端，防止润滑油泄漏，并阻挡外部灰尘进入轴承箱。常用骨架油封或复合唇封。

5. 轴承箱
是容纳轴承（轴瓦）、提供润滑油路、确保轴承稳定工作的铸铁或铸钢部件。其设计需保证良好的刚性、散热性和对中性。

6. 齿轮箱（增速箱）
D(Al)系列实现“高速”的关键。它将电机输入的转速（如1500 rpm或3000 rpm）提升至风机工作所需的高转速（可能达上万转/分钟）。采用硬齿面齿轮，精度等级高，配有独立的强制润滑和冷却系统。

第四章：风机常见故障、修理与维护要点

4.1 常见故障诊断

振动超标：可能原因包括转子积垢导致不平衡、叶轮磨损或腐蚀、主轴弯曲、联轴器对中不良、轴承（轴瓦）磨损、基础松动等。

轴承温度过高：润滑油不足或变质、油路堵塞、冷却不良、轴瓦间隙不当、负载过大、对中不良等。

风量或压力不足：进口过滤器堵塞、密封间隙磨损过大导致内泄漏严重、转速下降、叶轮流道腐蚀或积垢、管网阻力变化等。

异响：轴承损坏、齿轮箱齿面点蚀或损伤、转子与静止件发生摩擦（如气封摩擦）、喘振等。

4.2 修理核心流程

停机与隔离：确保安全，切断电源，关闭进出口阀门。

拆卸与检查：按顺序拆卸联轴器护罩、管路、上壳体、齿轮箱等。重点检查：

转子总成：叶轮有无裂纹、磨损、腐蚀；平衡块是否完好；轴颈有无拉伤。

轴瓦：测量巴氏合金层磨损、有无剥落、裂纹、烧瓦痕迹。检查轴瓦间隙（通常用压铅法测量），应符合制造商标准。

密封：检查迷宫密封齿磨损情况，间隙是否超标。检查碳环密封的环体磨损和弹簧张力。

齿轮箱：检查齿轮啮合面、轴承。

修理与更换：

转子动平衡：任何转子部件更换或修理后，必须进行现场或离线动平衡，精度需达到G2.5或更高等级。

轴瓦修复：磨损超标或损坏的轴瓦需重新浇铸巴氏合金并机加工，或整体更换。

密封更换：安装新密封时，务必严格按照技术要求调整间隙（迷宫密封）或预紧力（碳环密封）。

对中校正：回装后，必须使用激光对中仪对电机-齿轮箱-风机进行精密对中，这是减少振动和轴承损耗的关键。

组装与试车：按相反顺序组装，确保清洁。试车应遵循“点动 -> 低速运行 -> 逐级升速至额定”的程序，密切监控振动、温度、噪声。

4.3 预防性维护

每日：检查油位、油温、油压；听诊运行声音；记录振动、温度、压力、流量。

每周/每月：检查油品质量，定期取样化验；清洁进气过滤器；检查管路紧固情况。

按计划：根据运行小时数，定期更换润滑油、清洗油路、校准仪表。制定大修计划（通常每运行2-4万小时）。

第五章：面向多种工业气体输送的风机选型扩展

铝工业之外，离心鼓风机在化工、冶金、空分、环保等领域广泛用于输送各类工业气体。不同气体物性（分子量、密度、比热容、腐蚀性、毒性、爆炸性）对风机设计提出特殊要求。

输送气体类型：空气、工业烟气、二氧化碳(CO₂)、氮气(N₂)、氧气(O₂)、氦气(He)、氖气(Ne)、氩气(Ar)、氢气(H₂)及混合无毒工业气体。

选型与设计特殊考量：

气动性能换算：风机的压头（能量头）与气体密度无关，但压力、功率与气体密度成正比。选型时，必须根据实际输送气体的密度、温度、压力对样本参数（基于空气）进行换算。换算公式核心是：所需轴功率与气体密度成正比，与气体绝热指数相关。

材料兼容性：

氧气(O₂)：严禁油脂，所有通流部件需做严格的脱脂处理，材料选用不锈钢（如304、316），并考虑其助燃性带来的安全设计。

氢气(H₂)：分子量小，密度极低，为达到所需压力，需更高转速或更多级数。同时需极端注重密封，防止泄漏（氢脆风险、爆炸风险）。常采用干气密封等特殊密封形式。

腐蚀性气体（如含硫烟气、湿氯气）：需根据腐蚀成分和浓度选用特种不锈钢（如316L、2205双相钢）、镍基合金（如哈氏合金）或施加防腐涂层。

密封要求升级：对于贵重、有毒或危险气体，需采用零泄漏或极低泄漏的密封系统，如“干气密封”、“磁流体密封”或“双端面机械密封+阻塞气”的组合密封。

安全规范：输送易燃易爆气体（如H₂、含CO的煤气）时，风机需符合防爆标准，电机、仪表均需防爆型，并设置气体泄漏监测和紧急切断系统。

针对这些特种气体，前述的C(Al)、D(Al)、S(Al)、AII(Al)等系列风机，可以通过定制化材料、密封和辅助系统来实现适用。选型时，用户必须向制造商提供完整、准确的气体组分、进口状态参数和安全要求。

第六章：结论

D(Al)1759-1.68型高速高压多级离心鼓风机代表了现代铝矿物浮选工艺中高性能、高可靠性气源装备的技术水平。其型号编码系统性地揭示了其设计定位与核心性能参数。深入理解其风机主轴、转子总成、轴瓦、碳环密封等关键部件的结构与功能，是进行科学维护和精准修理的基础。规范的故障诊断、严谨的修理流程和坚持预防性维护，是保障风机长周期稳定运行、降低矿山生产综合成本的根本。

此外，离心鼓风机的应用远不止于浮选供气。通过针对性的材料选择、密封设计和性能换算，同一平台的风机技术可以安全、高效地服务于从空气到氧气、氢气、氩气等多种工业气体的输送任务，展现了其强大的适应性与扩展性。对于风机技术人员而言，掌握从通用原理到特定型号，再到多气体应用的系统知识，是提升设备管理能力、服务现代工业复杂需求的关键。