浮选(选矿)风机C120-1.197/0.917基础知识、型号解析与维护修理深度解析
作者:王军(139-7298-9387)
关键词:浮选鼓风机、离心鼓风机、型号解析、C120-1.197/0.917、风机配件、风机维修、选矿设备
引言
在矿物浮选这一复杂的物理化学过程中,浮选风机扮演着“肺部”的角色,它为浮选槽提供稳定、足量且具有一定压力的空气流。这些微小的气泡是目的矿物颗粒与脉石颗粒分离的载体,风机性能的优劣直接关系到精矿品位、回收率以及整个选矿厂的生产成本与效率。作为一名风机技术从业者,深入理解浮选风机的原理、型号含义、核心配件及维修要点,是保障设备长周期稳定运行、优化工艺参数的基础。本文将围绕一款典型的浮选专用鼓风机型号——C120-1.197/0.917,展开系统性的技术解析。
第一章:浮选工艺对风机的核心要求
在深入解析具体型号之前,我们必须明确浮选工艺对风机提出了哪些苛刻的要求。这并非简单的“吹气”,而是一项精密的流体输送任务。
恒定的风量与压力: 浮选过程要求气泡大小和数量保持相对稳定。风量的波动会直接导致气泡群特性的改变,从而影响矿物颗粒的捕收效率,造成指标波动。同时,风机必须克服浮选槽液位的静压、管道阻力以及通过液体的阻力,因此需要提供稳定且足够的出口压力。
洁净的空气质量: 风机输送的空气必须洁净,避免油分、水分和颗粒物污染浮选药剂环境,干扰药剂的吸附效果。这要求风机本身具有良好的密封性,且进气系统需配备高效的过滤装置。
连续的运行可靠性: 选矿厂通常是24小时连续作业,风机作为关键设备,必须具备极高的运行可靠性。任何非计划停机都将导致全线停产,造成巨大的经济损失。
较高的运行效率: 风机是选矿厂的能耗大户,其电耗在总成本中占有可观比例。因此,高效率的风机意味着更低的运营成本和更强的市场竞争力。
良好的调节性能: 随着矿石性质、处理量和工艺要求的变化,需要对风量进行调节。因此,风机应具备方便、灵敏且节能的调节手段(如进口导叶、变频调速等)。
基于以上要求,多级离心鼓风机因其风量稳定、压力范围宽、效率高、输出空气洁净、维护量相对较小等特点,成为大中型浮选厂的主流选择。
第二章:风机型号C120-1.197/0.917深度解析
参考您提供的命名规则,我们对“C120-1.197/0.917”这一型号进行逐项拆解。这套命名规则直观地反映了风机最核心的性能参数。
“C”:
此字母代表风机的系列或类型。根据您提供的参考信息(“CJ”或“CF”表示选矿专用),这里的“C”极有可能是指“C系列”多级离心鼓风机,是专为矿山、选矿等工业领域设计的通用系列。它象征着该风机采用多级叶轮串联的结构,以实现较高的压比。
“120”:
这是型号中最直观的数字,它表示风机在标准进口状态(通常指进口压力为1个标准大气压,温度20摄氏度)下的额定容积流量,单位为立方米每分钟。因此,C120风机的设计额定流量为每分钟120立方米。换算成每小时流量即为7200立方米每小时。这个流量是浮选工艺设计和选型时首要关注的参数,它决定了能为多少浮选槽提供空气。
“-1.197”: 此处的“-”是分隔符,后面的“1.197”表示风机的出口绝对压力,单位为标准大气压。绝对压力等于表压力(或称相对压力)加上当地大气压。因此,该风机的出口绝对压力为1.197个大气压。我们可以计算出其出口表压力约为:(1.197
- 1) * 101.325 ≈ 19.96 kPa(千帕)。这个压力值代表了风机克服系统阻力的能力。
“/0.987”: 符号“/”后面的“0.987”表示风机的进口绝对压力,单位同样是标准大气压。这个值略低于标准大气压(1
atm),这表明风机进气端存在一定的负压,这通常是由于进气管道和过滤器的阻力造成的。进口压力为0.987个大气压,其进口真空度约为:(1
- 0.987) * 101.325 ≈ 1.32 kPa。
综合性能分析:
将进口压力(P_in = 0.987 atm)和出口压力(P_out
= 1.197 atm)结合起来,我们可以得到风机的压比(ε):
压比(ε) = 出口绝对压力
/ 进口绝对压力 = 1.197 / 0.987 ≈ 1.213
这个压比是离心鼓风机的关键参数,决定了需要多少级叶轮串联。压比1.213属于中等压比,通常由2级或3级叶轮即可实现。
此外,风机的容积流量是基于进口状态测量的。由于进口压力低于标准大气压,实际吸入的空气质量流量会略低于在标准状态下(1
atm)测量值,但在工程设计和选型中,已将此因素考虑在内。
小结: C120-1.197/0.917是一款专为浮选工艺设计的C系列多级离心鼓风机,它能在进气压力为0.987个大气压的条件下,每分钟输送120立方米的空气,并将其压缩至1.197个大气压的出口压力排出。这套清晰的命名规则为设备管理、备件采购和技术交流提供了极大的便利。
第三章:风机核心配件解析与功能说明
一台离心鼓风机是由数百个零件组成的复杂系统。了解核心配件的功能、材质和常见故障模式,是进行预防性维护和精准修理的前提。以下重点解析几个关键部件:
转子总成(核心动力部件)
组成: 主要包括主轴、叶轮、平衡盘、推力盘、联轴器等。它是风机旋转的核心,将电机的机械能转化为气体的压力能和动能。
主轴: 通常采用高强度合金钢(如40CrNiMoA)锻造而成,经过精密的加工和热处理,保证在高速旋转下有足够的强度和刚度。
叶轮: 是风机的“心脏”。浮选风机叶轮多采用后向或径向叶片设计,以兼顾效率和压力。材质上,考虑到耐腐蚀和强度,常选用不锈钢(如2Cr13)或高强度铝合金。每个叶轮都经过严格的动平衡校正,确保平稳运行。
平衡盘: 用于平衡转子因多级叶轮产生的轴向推力,减轻推力轴承的负荷。
机壳与隔板(定子静止部件)
机壳: 也称为气缸,是包容转子和引导气流的主体结构。通常采用高强度铸铁(HT250)或铸钢(ZG230-450)制成,具有良好的刚性和减震性能。机壳分为水平剖分式和垂直剖分式,浮选风机多为水平剖分,便于检修。
隔板: 安装在机壳内部,将各级叶轮分隔开,其上设有扩压器和回流器。扩压器将叶轮出口的高速气体的动能转化为压力能;回流器则引导气体以合适的角度进入下一级叶轮进口。
轴承系统(旋转支撑生命线)
径向轴承: 承受转子的重力以及旋转产生的径向力。现代高速离心风机普遍采用滑动轴承(椭圆瓦或可倾瓦轴承),依靠形成的油膜进行润滑,具有承载力大、稳定性好、阻尼特性优的特点。
推力轴承: 承受转子剩余的轴向推力,确保转子轴向定位准确。通常采用金斯伯雷(Kingsbury)型或米切尔(Michell)型可倾瓦块推力轴承。
密封系统(防止内泄外漏)
级间密封: 安装在隔板与主轴之间,多为迷宫密封,防止高压级的气体泄漏到低压级,保证压缩效率。
轴端密封: 安装在机壳两端,防止机内气体外泄和外界空气进入。常见形式有迷宫密封、浮环密封或填料密封。对于浮选风机,确保密封有效至关重要,可防止油污进入气道污染浮选环境。
润滑系统(设备血液循环系统)
包括主油箱、辅助油泵、主油泵(常由主轴驱动)、油冷却器、油过滤器、阀门及管道等。它为轴承和齿轮(如果有)提供持续、洁净、温度适宜的润滑油。油压、油温的监控是风机最重要的连锁保护参数。
进气调节系统(风量控制枢纽)
为了调节风量,常在风机进气口设置可调导叶(IGV)。通过改变导叶角度,预旋进气气流,从而改变风机的性能曲线,实现风量在较大范围内的有效、节能调节。
第四章:风机常见故障分析与修理流程
风机修理绝非简单的“拆装更换”,而是一个基于精密诊断、规范流程和严谨质量控制的系统工程。
(一)常见故障模式分析
振动超标:
原因: 这是最常见的故障。可能原因包括:转子动平衡失效(叶轮结垢、磨损、腐蚀)、对中不良、轴承磨损、地脚螺栓松动、喘振(流量过小导致的不稳定工况)等。
诊断: 使用振动分析仪测量振动值、频率和相位,结合频谱分析可精准定位故障源。例如,1倍频振幅大通常与不平衡、对中不良有关;高频成分可能指向轴承缺陷。
轴承温度高:
原因: 润滑油量不足或油质恶化(含水、杂质)、润滑油温度高(冷却器故障)、轴承间隙不当、轴承磨损或疲劳、负载过大等。
诊断: 检查油压、油温、油品化验报告,监听轴承声音。
风量或压力不足:
原因: 进气过滤器堵塞(导致进口压力降低,质量流量减少)、密封间隙过大(内泄漏严重)、转速下降(皮带打滑或变频器问题)、叶轮磨损或腐蚀、管道系统泄漏或堵塞。
诊断: 对比当前运行参数与设计参数,检查滤芯压差,停机后测量密封间隙。
异响:
原因: 轴承损坏(尖锐、连续的刮擦声)、喘振(低沉的周期性吼叫声)、部件松动或摩擦(不规则的撞击声)、齿轮啮合不良(冲击声)。
诊断: 凭借经验听音辨位,结合仪器分析。
(二)规范化修理流程
修理前准备:
停机隔离与安全交底: 切断电源,挂上“禁止合闸”牌,隔离进出口阀门,进行能量隔离。办理检修工作票,进行安全技术交底。
数据测量与记录: 在拆卸前,精确测量并记录:各轴承间隙、转子窜量、对中数据、关键部件相对位置标记等。这些原始数据是回装的基准。
解体检修:
顺序拆卸: 严格按照装配的反顺序进行拆卸,使用专用工具。先拆除润滑油管、仪表探头等附件,再松开中分面螺栓,吊开上机壳。
部件清洗与检查: 对所有拆下的零件(特别是转子、轴承、密封)进行彻底清洗。然后进行宏观检查和无损探伤(如磁粉、超声波),重点检查叶轮有无裂纹、磨损、腐蚀;主轴有无弯曲、磨损;轴承巴氏合金有无脱落、磨损;密封齿有无磨损。
尺寸精度检测: 使用千分尺、百分表、水平仪等工具,检测主轴直线度、叶轮口环跳动、密封间隙、轴承间隙等,与制造标准进行对比。
修理与更换:
转子动平衡校正: 这是修理中的核心环节。无论是否更换叶轮,转子重新组装后必须在动平衡机上进行精确校正。对于多级转子,应采用高速动平衡,平衡精度等级需达到G2.5或更高。
部件修复: 对于可修复的部件,如叶轮轻微磨损可采用堆焊后机加工修复;轴颈磨损可采用镀铬、热喷涂等工艺修复。
配件更换: 对于达到报废标准的部件(如裂纹严重的叶轮、间隙超标的轴承),必须更换原厂或同等质量的正品配件。
回装与调试:
精确回装: 按照拆卸的逆顺序,依据原始记录的数据进行回装。确保各级密封间隙符合要求,轴承安装到位。中分面涂抹规定的密封胶。
对中复查: 风机与电机重新进行精确对中,通常要求圆周和端面偏差不超过0.05mm。
油系统冲洗: 修理后必须对润滑油管路进行彻底冲洗,直至油质清洁度达标。
单机试车: 连接联轴器,盘车灵活后,点动试车确认转向。然后正式启动,进行无负荷试运行,监测振动、温度、噪声等参数至少2小时,一切正常后方可投入负载运行。
结论
浮选风机C120-1.197/0.917作为选矿流程的关键设备,其稳定高效运行是生产的保障。通过深入理解其型号背后所代表的性能参数,熟练掌握其核心配件的结构与功能,并建立起一套科学、规范的故障诊断与修理流程,我们风机技术人员才能从被动的“救火队员”转变为主动的“设备管家”。这不仅能够最大限度地减少非计划停机,延长设备寿命,更能通过对风机运行状态的精细化管理,为浮选工艺的优化提供稳定可靠的气源基础,最终为选矿厂创造更大的经济效益。技术之路,学无止境,唯有不断钻研,方能游刃有余。
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