浮选(选矿)专用风机CJ250-1.5基础知识解析

作者：王军（139-7298-9387）

关键词：浮选工艺、多级离心鼓风机、CJ250-1.5型号解析、风机配件、风机维修、选矿设备

引言

在矿物加工工业中，浮选是分离有价值矿物与脉石的关键物理化学工艺。该工艺的核心在于向矿浆中充入大量细微、均匀的气泡，使目标矿物颗粒选择性附着于气泡并上浮至液面，从而实现分离。这一过程的效率与效果，极大程度上依赖于为其提供充足、稳定气源的动力心脏—浮选专用鼓风机。浮选风机不仅需要提供特定的空气流量，更需要克服矿浆静压、管道阻力以及曝气元件阻力所形成的背压，确保气泡能够有效地弥散于整个浮选槽中。在众多类型的风机中，多级离心鼓风机因其高效率、高压力、运行稳定、维护相对简便等优点，已成为大、中型浮选厂的首选设备。

本文将以行业内广泛应用的CJ250-1.5型多级离心鼓风机为具体案例，从风机工程师的视角，系统性地解析其型号含义、结构特点、核心配件功能以及常见的故障诊断与维修保养策略，旨在为从事浮选技术、设备管理及维修工作的同仁提供一份实用的技术参考。

第一章 浮选工艺对风机的核心要求与多级离心风机原理

在深入解析特定型号之前，必须首先理解浮选工艺为何对风机有如此特殊且苛刻的要求。

1.1 浮选工艺的气源需求

浮选过程可视为一个“气-液-固”三相复杂系统。风机提供的压缩空气主要承担以下几项关键任务：

充气作用：产生足够数量的气泡，作为矿物颗粒的运载工具。 搅拌作用：气流在浮选槽内的上升运动有助于维持矿浆处于悬浮状态，防止固体颗粒沉淀，并促进矿物颗粒与气泡的碰撞接触。 压力维持：必须提供高于浮选槽液面静压与系统总压力损失之和的出口压力，才能保证气体顺利通过布满小孔的曝气器（如透气帆布、陶瓷微孔棒等），形成符合工艺要求的微细气泡。

因此，浮选风机的工作点（即流量与压力的对应关系）必须与浮选系统的阻力特性曲线稳定匹配。流量不足会导致气泡量不够，回收率下降；压力不足则无法克服背压，导致“憋气”，气泡粗化，甚至无法充气。

1.2 多级离心鼓风机的工作原理与优势

离心风机的工作原理基于动能转换为静压能。当叶轮被主轴驱动高速旋转时，气体从轴向进入叶轮中心，在离心力作用下被甩向叶轮外缘，流速急剧增加，动能增大。随后，高速气流进入截面积逐渐扩大的蜗壳或扩压器，流速降低，部分动能即转化为我们所需要的静压能。

单级离心风机所能产生的压力（压比）有限，因为它受限于单级叶轮的圆周速度（与叶轮直径和转速有关）。为了获得浮选工艺所需的高压力（通常需要0.5至1.5个大气压的表压，即绝对压力1.5至2.5个大气压），就需要采用多级串联的结构。这就是多级离心鼓风机。

多级离心鼓风机的基本流程：空气经进气口和进气室进入第一级叶轮，获得能量后流出，进入第一级扩压器进行降速增压，然后导入回流器，回流器的作用是引导气流平顺地改变方向，以最佳角度进入第二级叶轮。如此逐级传递，每经过一级，气体的压力就得到一次提升。最终，高压气体从末级蜗壳汇集后排出。

其相对于罗茨风机等容积式风机的优势在于：

运行平稳、噪音低：无脉动气流，空气动力噪声较小。 效率较高：在额定工况点附近，效率通常优于罗茨风机，长期运行节能效果显著。 维护量相对较小：核心部件无机械接触，主要维护集中在轴承和润滑系统。

第二章 CJ250-1.5型号机型号深度解析

参照行业惯例及提供的示例，我们可以对CJ250-1.5这一型号进行细致的解读。

2.1 型号组成部分分解

“CJ”：这是风机的系列代号。“C”通常代表“离心（Centrifugal）”，“J”在此语境下明确指向“选矿（Jigging / Mineral Processing）专用”。这表明该风机是专门为选矿厂，特别是浮选、跳汰等需要高压气源的工艺工况而设计和优化的。与之类似的“CF”系列，可能其中的“F”更侧重于“浮选（Flotation）”。这些专用风机在材料选择、结构强度、密封方式等方面会针对选矿厂潮湿、多粉尘、连续运行的环境进行特殊考量。 “250”：这直接标示了风机在特定进气状态下的额定流量，单位为立方米每分钟。即，CJ250-1.5风机在设计进气条件下（通常是标准状态：20摄氏度，101.325 kPa，相对湿度50%），每分钟能够输送250立方米的空气。这个流量参数是浮选工艺设计师选择风机型号的首要依据，需要根据浮选槽的总容积、充气量要求、浮选线数量等综合计算确定。 “-1.5”：此部分定义了风机的核心性能参数之一—出口压力。根据示例“C300-1.14”表示出风口压力1.14个大气压，我们可以明确，“-1.5”即表示该风机在设计流量下，出口处的绝对压力为1.5个大气压（绝对压力 = 当地大气压 + 风机产生的表压）。在我国，1标准大气压约为0.1兆帕（MPa）或100千帕（kPa）。因此，1.5个绝对大气压相当于风机产生了约0.5个大气压（50 kPa）的表压。这个压力值决定了风机能够克服的系统总阻力。 进风口压力的隐含信息：根据规则，型号中若没有“/”及后续数字，则默认进风口压力为1个标准大气压。因此，CJ250-1.5风机的进口条件默认为标准大气压。

2.2 综合性能解读

将以上信息整合，CJ250-1.5型多级离心鼓风机的基本身份是：一款专为选矿行业设计的，能够在标准进气状态下，每分钟输送250立方米空气，并将其压力提升至1.5倍标准大气压（绝对压力）的多级离心式鼓风机。

理解型号含义是正确选型和应用的基石。但作为一名风机技术工程师，更需要深入其内部，了解实现这一性能的各个关键部件。

第三章 风机核心配件解析与功能说明

一台多级离心鼓风机是一个精密的综合体，其性能的实现依赖于各个配件的协同工作。以下对CJ250-1.5的主要部件进行解析。

3.1 转子总成

这是风机的“心脏”，是能量转换的核心部件。

主轴：通常采用高强度合金钢锻造而成，经过精密的热处理和机械加工，确保在高速旋转下具有足够的刚度、强度和动平衡精度。它支撑着所有叶轮，并将电机的扭矩传递给它们。 叶轮：是风机的关键做功元件。CJ250-1.5的每个叶轮通常由后盘、叶片和前盘铆接或焊接而成，材料多为优质低碳合金钢（如16Mn），具有良好的强度和焊接性能。叶轮的型线（叶片形状）经过空气动力学优化，以追求高效率。多级风机中，由于气体逐级压缩，密度增大，体积流量减小，因此通常采用“等外径、缩内径”或“等内径、增外径”的叶轮排列方式，CJ系列更常见前者，即各级叶轮外径相同，但通流宽度逐级略有减小，以适应流量的变化。 平衡盘：多级离心风机由于叶轮多、轴向长度大，会产生显著的轴向推力。平衡盘是平衡这种推力的重要装置。它安装在高压端，通过一个专门的平衡管与进气口相连，利用压力差在平衡盘两侧产生一个与轴向推力方向相反的力，从而大部分抵消轴向力，保护推力轴承。其间隙的调整至关重要。

3.2 机壳与定子部件

这是风机的“骨架”与“血管”，引导和约束气流。

级间导叶（回流器）：位于每一级叶轮之后，蜗壳或扩压器之前。它由一系列固定的导向叶片组成，其作用一是将气流从叶轮出口的径向引导至下一级叶轮入口所需的轴向，二是继续起到一定的扩压（增压）作用。导叶的型线直接影响级间流动损失。 蜗壳：通常末级会采用蜗形壳体来收集气流，它能高效地将动能转化为压力能。有些设计前几级也可能采用蜗壳。 进气室与排气室：分别连接进气管路和排气管路，其内部流道设计应尽可能平滑，减少进气涡流和排气阻力。

3.3 轴承与润滑系统

这是保证风机长期稳定运行的“生命线”。

支撑轴承：通常采用液体动压滑动轴承（如椭圆瓦轴承）或高精度滚动轴承（如双列向心球面滚子轴承）。滑动轴承承载能力强、阻尼性好、适用于高速重载，但结构复杂；滚动轴承摩擦小、启动容易、维护相对简单。CJ250-1.5这类中型风机两种都可能采用，需具体看设计。 推力轴承：用于承受转子剩余的轴向推力。即使是安装了平衡盘，也无法100%平衡，剩余的轴向力由推力轴承承担。它可以是独立的金斯伯里型或米歇尔型推力轴承，也可以是与支撑轴承一体的组合轴承。 润滑系统：对于采用滑动轴承的风机，强制循环润滑油系统是必不可少的。它包括主油泵（通常由主轴驱动）、辅助油泵（电机驱动，开机前和停机后使用）、油箱、冷却器、过滤器、安全阀及复杂的油路管道。润滑油不仅起润滑作用，还带走轴承产生的热量，是控制轴承温度的关键。

3.4 密封系统

防止气体泄漏和润滑油污染。

级间密封：在主轴穿过隔板的地方，设有迷宫密封。它由一系列金属齿环和隔板上的凹槽组成，利用多次节流膨胀原理来减小级间和向机外的气体泄漏。迷宫密封是非接触式的，可靠性高。 轴端密封：在主轴伸出机壳的两端，防止机内气体外泄和外界空气吸入（对于进气负压的情况）。可能采用迷宫密封、碳环密封或填料密封等形式。选矿厂环境潮湿多尘，良好的轴端密封对保护轴承和内部清洁至关重要。

3.5 底座与联轴器

底座：厚重的铸铁或钢焊接底座，为风机和电机提供稳固的基础，确保对中精度长期保持。 联轴器：连接风机主轴与电机轴，传递扭矩。常用类型有弹性柱销联轴器（允许少量补偿对中误差和缓冲振动）或膜片联轴器（无背隙，传递扭矩大，维护方便）。

第四章 风机常见故障诊断、修理与维护保养

对配件的深入了解，是进行有效故障诊断和维修的基础。

4.1 常见故障现象、原因分析与处理措施

风机振动超标
可能原因：转子动平衡破坏（叶轮积灰、磨损、腐蚀或异物撞击导致质量不均）；轴承间隙过大或损坏；基础或地脚螺栓松动；联轴器对中不良；转子与静止件发生摩擦。 处理措施：停机检查。首先检查对中和地脚螺栓。若正常，则需解体风机，检查叶轮状况，进行现场或离线动平衡校正。检查轴承游隙，超标则更换。检查迷宫密封等部位有无摩擦痕迹。
轴承温度过高
可能原因：润滑油量不足或油质恶化（乳化、杂质多）；润滑油冷却器效果差（结垢、堵塞）；轴承间隙过小或损坏；安装不当导致预紧力过大；轴向力平衡装置（平衡盘）失效，导致推力轴承过载。 处理措施：检查油位、油压、油温。化验润滑油质量，必要时更换。清洗油冷却器。若油路系统正常，则需检查轴承本身和平衡盘间隙。平衡盘间隙不当是多级风机轴向力异常、推力轴承温升的常见原因。
风量或压力不足
可能原因：进气过滤器堵塞，导致进气阻力过大；密封间隙（特别是迷宫密封）因磨损而过大，内泄漏严重；转速未达到额定值（如皮带传动打滑）；叶轮腐蚀或磨损严重，效率下降；管路系统存在泄漏或阀门开度不对。 处理措施：清洁或更换进气过滤器。检查电机转速。检查管路和阀门。若以上均正常，则需怀疑内部状态，解体测量各级密封间隙，视情况更换密封件。检查叶轮型线，磨损严重需修复或更换。
异常声响
可能原因：轴承损坏（连续的哗啦声或冲击声）；转子与静止件摩擦（尖锐的刮擦声）；喘振（周期性低沉轰鸣声，伴随流量压力剧烈波动）—这是由于风机在小流量工况下运行，脱离了稳定工作区。 处理措施：喘振需立即开大出口阀门或采取其他措施增大流量，使风机脱离喘振区。其他异响通常需停机解体检查，定位声源，更换损坏部件。

4.2 定期维护与大修要点

日常巡检：听、摸、看、闻。听有无异响；摸轴承座温度；看油位、油压、油温是否正常，有无泄漏；闻有无焦糊味。 定期保养：
润滑油：按规程定期取样化验，根据结果决定是否过滤或更换。定期清洗油箱和滤网。 进气过滤器：根据压差报警或定期计划进行清理或更换。 对中复查：风机运行一段时间后，由于基础沉降或管道应力，对中可能发生变化，应定期复查并调整。
大修周期与内容：风机通常运行8000-16000小时后应考虑进行计划性大修。大修内容包括：

全面解体，清洗所有部件。 检查并测量转子各部位的径向跳动和端面跳动。 检查叶轮、焊缝有无裂纹、磨损、腐蚀，必要时进行无损探伤。 检查并测量所有迷宫密封的径向和轴向间隙，超标必须更换。 检查轴承，测量间隙，决定是否更换。 检查平衡盘、推力盘的磨损情况，调整平衡盘间隙。 清理冷却器管束，进行压力试验确保无泄漏。 校验所有仪表（压力表、温度表等）。 大修后重新组装，严格按标准进行对中。最终进行单机试车和性能测试。

结论

CJ250-1.5型浮选专用多级离心鼓风机是现代选矿厂高效、稳定运行的重要保障。对其型号的正确解读，是选型和应用的前提；对其内部核心配件结构与功能的深刻理解，是进行科学维护和精准维修的基础。作为一名风机技术人员，我们不仅要能操作设备，更要能透过现象看本质，将型号参数、结构原理与现场故障现象紧密联系起来，形成系统性的知识体系。通过建立科学的点检、定保和大修制度，严格执行维修工艺标准，才能最大限度地发挥CJ250-1.5这类高性能设备的潜力，确保浮选生产线的连续、稳定、高效运转，为企业的降本增效做出实质性贡献。

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