浮选（选矿）风机基础知识与C120-1.35型号深度解析

作者：王军（139-7298-9387）

关键词：浮选工艺、选矿鼓风机、C120-1.35型号解析、风机配件、风机维修、离心鼓风机、气源设备

摘要

本文旨在系统阐述浮选（选矿）工艺中核心气源设备—离心鼓风机的基础知识，并重点针对C120-1.35这一典型型号进行深度解析。文章将从浮选工艺对风机的需求入手，详细解读C120-1.35型号的命名规则、性能参数及其在选矿流程中的定位。进而，系统介绍该型风机的主要配件构成、功能特点及其选型要点。最后，结合实践经验，深入剖析风机常见故障现象、原因分析、诊断方法及修理维护策略，旨在为从事风机技术管理、设备维护及选型设计的相关人员提供切实可行的理论指导和实践参考。

第一章 浮选工艺与风机概述

浮选是现代选矿工业中应用最为广泛的矿物分选方法之一。其基本原理是利用矿物表面物理化学性质的差异，通过药剂处理，在气-液-固三相界面实现目的矿物与脉石矿物的分离。在这一过程中，空气是至关重要的介质，它形成大量微细气泡，携带疏水化的目的矿物颗粒上浮至矿浆表面，形成泡沫层，从而达到分选的目的。

浮选鼓风机正是为整个浮选系统提供稳定、连续、适宜气量的核心动力设备。其核心作用包括：

提供气源：产生足够压力和流量的空气，通过充气装置（如浮选槽内的叶轮-定子系统或空气喷射器）分散成微小气泡。 维持气泡稳定性：适当的风压有助于形成尺寸均匀、稳定性好的气泡群，这对浮选回收率和精矿品位至关重要。 适应工艺波动：矿浆浓度、给矿量、药剂制度的变化要求风机具备一定的压力和气量调节能力，以保证浮选过程的稳定。

根据结构和工作原理，用于浮选的鼓风机主要有罗茨鼓风机和离心鼓风机两大类。罗茨风机属于容积式风机，特点是出口压力稳定，在额定压力下流量基本不受压力变化影响，适用于压力要求稳定、流量变化不大的中小规模浮选厂。而离心鼓风机属于速度式风机，通过高速旋转的叶轮将动能转化为气体压力能，其特点是流量大、压力相对较低，且在恒定转速下，流量会随管网阻力的变化而改变，但通过调节（如进口导叶、转速调节等）能较好地适应大流量、工况波动较大的浮选系统，尤其适用于大型选矿厂。

C系列离心鼓风机是专为选矿浮选工艺设计的典型代表，C120-1.35型号则是该系列中适用于中等规模浮选作业的常用机型。

第二章 C120-1.35型离心鼓风机型号解析

参考提供的命名规则（“CJ”或“CF”表示选矿专用离心鼓风机；“C300-1.14/0.987”的解释），我们对C120-1.35型号进行逐项解析：

“C”：此为首位字母，代表“离心鼓风机”（Centrifugal Blower）的C系列。在某些制造商的产品序列中，可能会用“CJ”或“CF”等更具体的标识来强调其“选矿专用”属性，但核心的“C”通常保留，表示其离心式的基本原理。C系列风机通常采用多级叶轮结构，以逐级提升气体压力，满足浮选工艺所需的压力要求。 “120”：此部分直接跟在系列代号之后，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℃，相对湿度50%）下的额定容积流量，单位为“立方米每分钟”。因此，C120-1.35风机的设计额定流量为120立方米每分钟。这个流量参数是风机选型的核心依据之一，需要与浮选车间所需的总气量（由浮选槽数量、槽体容积、充气量要求等因素决定）相匹配。 “-1.35”：此部分表示风机的出口压力（或称升压）值。根据规则，“-”后面的数字代表出口绝对压力，单位为“大气压（atm）”。因此，“-1.35”表示该风机出口处的绝对压力为1.35个标准大气压。风机提供给浮选槽的实际有效压力是出口压力与进口压力之差，即升压。若进口压力为1个标准大气压，则升压为 (1.35 - 1.0) = 0.35 atm，约等于35.5 kPa 或 3620 mmH₂O。这个压力值用于克服空气输送管道、阀门、充气装置等整个管路系统的阻力损失，并确保浮选槽内能形成有效的充气搅拌。 关于进口压力的说明：在型号“C120-1.35”中，没有出现“/”及后续数字，根据规则，这表示风机的进口压力默认为1个标准大气压。这是在标准工况下的设定值。如果风机安装地点海拔较高，或者进口有特殊的过滤、节流装置导致进口压力明显低于1 atm，在实际选型和性能计算时需要进行工况换算。

综合来看，C120-1.35型离心鼓风机的基本性能参数可归纳为：

类型：多级离心鼓风机（选矿专用系列）。 额定流量：120 m³/min（在标准进口状态下）。 出口绝对压力：1.35 atm。 进口绝对压力：1 atm（默认）。 额定升压：0.35 atm ≈ 35.5 kPa。 主要应用：适用于中等处理能力的浮选车间，为浮选槽提供所需的气源。

风机的实际运行点并非固定不变，它会根据电网频率（影响转速）、进口条件（温度、压力）、管网特性曲线等因素在一定范围内变化。其性能遵循离心式风机的通用定律：流量与转速近似成正比；压力与转速的平方近似成正比；轴功率与转速的三次方近似成正比。

第三章 C120-1.35风机主要配件解析

一台完整的C120-1.35离心鼓风机是一个复杂的系统，由众多精密配件协同工作。了解这些配件的功能、材质和相互作用，对于正确操作、维护和故障诊断至关重要。主要配件包括：

主机核心部件：
机壳（蜗壳）：通常采用高强度铸铁或焊接钢结构，用于汇集从叶轮流出的气体，并将部分动能转化为静压。其流道型线设计对风机效率和噪声有重要影响。 叶轮：风机的“心脏”，通常为多级（如2-4级）后向或径向叶片设计。材质多选用优质合金钢（如45钢、40Cr）或不锈钢，需具备高强度和抗疲劳性能。叶轮的动平衡精度直接影响风机的振动水平和使用寿命。 主轴：传递电机扭矩的核心部件，要求具有高刚性、高强度和良好的韧性。通常采用优质碳素结构钢或合金结构钢（如42CrMo）制造，并经过调质处理。轴颈、轴承位等关键部位有严格的尺寸精度和表面粗糙度要求。 轴承箱与轴承：支撑主轴并保证其平稳旋转。通常采用强制润滑的滑动轴承（用于高速重载）或高性能滚动轴承（如双列向心滚子轴承、角接触球轴承）。轴承温度是监控风机运行状态的重要参数。 密封装置：主要用于防止气体沿轴端泄漏和润滑油进入机壳。常见形式有迷宫密封、碳环密封或机械密封。良好的密封是保证风机效率和环境清洁的关键。
传动系统：
联轴器：连接风机主轴与电机轴，传递动力。常用类型有膜片联轴器（允许一定的对中误差，传动精度高）或鼓形齿式联轴器。对中精度是安装调试的关键环节。
润滑系统：
润滑油站：对于大型风机，独立的润滑油站是标准配置。包括油箱、油泵（主泵、辅泵）、油冷却器、油过滤器、安全阀、温度计、压力表及管路等。其作用是向轴承和齿轮（若有）提供连续、洁净、温度适宜的润滑油。
进气与消音系统：
进口消音器/空气过滤器：安装在风机进口，一方面降低进气噪声，另一方面过滤空气中的尘埃颗粒，保护风机内部叶轮和流道免受磨损和污染。对于浮选厂，空气中可能含有腐蚀性成分，滤材的选择需注意。 进口导叶（或调节门）：用于调节风机流量。通过改变进口气流预旋角度来改变风机性能曲线，实现气量的无极或分段调节，比出口节流调节更节能。
监测与安全系统：
振动与温度传感器：实时监测轴承座振动速度和轴承温度，超限时发出报警或联锁停机信号，保护设备安全。 差压变送器/压力表：监测风机进、出口压力，以及润滑油压、滤器压差等。 安全阀/泄压阀：安装在出口管道上，防止系统超压，起安全保护作用。
底座与电机：
公共底座：确保风机与电机安装的刚性和对中稳定性。 驱动电机：根据风机所需的轴功率（考虑传动效率和一定的富裕系数）选配相应功率和转速的异步电机或同步电机。

第四章 C120-1.35风机常见故障与修理维护

对风机进行科学的维护和及时的修理，是保障其长期稳定运行、延长使用寿命、降低生产成本的关键。

一、 日常维护与定期检查

日常巡检：检查运行声音、振动情况、轴承温度、润滑油位和颜色、有无泄漏、仪表指示是否正常等。 定期维护：
润滑油：定期取样化验，根据结果决定是否更换。定期清洗或更换油过滤器滤芯。 空气过滤器：定期清理或更换滤芯，防止进气阻力过大导致流量下降和能耗增加。 紧固与对中：定期检查地脚螺栓、联轴器对中情况。 仪表校验：定期校验压力表、温度计、振动传感器等监测仪表。

二、 常见故障诊断与修理

风机振动超标
原因分析：
转子不平衡：叶轮磨损（特别是浮选厂空气中可能含有的药劑腐蚀和微尘造成的均匀或局部磨损）、粘附物（油污、灰尘）不均匀、叶轮零件松动或损伤。 对中不良：联轴器对中精度超差，导致附加弯矩和振动。 轴承损坏：磨损、疲劳剥落、间隙过大。 基础松动或刚性不足：地脚螺栓松动或基础底板刚度不够。 临界转速：运行转速接近或通过转子系统的临界转速引起共振。 气流激振：喘振（流量过小导致）或旋转失速（部分流道堵塞）。
修理措施：
停机检查，首先确认基础紧固和对中情况。 检查轴承状态，测量间隙，必要时更换。 对叶轮进行清理、检查，必要时进行动平衡校正。动平衡精度需达到标准要求（如G2.5级）。 检查并消除喘振因素，如清理进气道，确保运行点远离喘振区。
轴承温度过高
原因分析：
润滑不良：油量不足、油质劣化、油路堵塞、油冷却器效果差。 轴承本身问题：轴承磨损、游隙不当、安装不当（如过紧）。 负载过大：风机实际运行点偏离设计点，导致轴功率增大。
修理措施：
检查润滑油系统，确保油压、油温、油质正常。清洗冷却器、更换滤芯或润滑油。 检查轴承安装情况，调整游隙或更换新轴承。 检查系统阻力，确认风机是否在高效区运行。
风量或风压不足
原因分析：
转速降低：电网电压或频率波动导致电机转速下降。 进口阻力大：空气过滤器堵塞、进气管道不畅。 内部泄漏：密封间隙磨损过大，级间或轴端泄漏严重。 叶轮磨损：叶轮叶片或蜗壳流道磨损，效率下降。 系统泄漏：出口管道、阀门或浮选槽充气装置泄漏。
修理措施：
检查电机电源和转速。 清理或更换空气过滤器。 检查并调整密封间隙，必要时更换密封件。 检查叶轮和机壳磨损情况，进行修复或更换。对于磨损严重的叶轮，可采用耐磨材料（如碳化钨喷焊）进行堆焊修复。 排查并处理系统管道泄漏点。
异常声响
原因分析：
机械摩擦：转子与静止件刮擦（如叶轮与机壳）。 轴承异音：轴承损坏的典型特征。 喘振：低沉、周期性的吼叫声，伴随剧烈振动和压力波动。
修理措施：
立即停机检查，确定声源。检查内部间隙，排除摩擦可能。 针对喘振，立即开大出口阀门或导叶，增大流量，使运行点移出喘振区。

三、 大修要点
风机运行一定周期（如2-3年或更长时间，视工况而定）后，应进行计划性大修。大修内容通常包括：

全面解体：将风机主机完全分解。 清洗检查：对所有零部件进行彻底清洗和宏观、无损探伤检查。 尺寸测量：测量轴、轴承、密封、叶轮等关键部件的尺寸和配合间隙，与标准值对比。 修复或更换：对磨损、变形、裂纹的零件进行修复（如车削、磨削、堆焊、动平衡）或更换。 重新装配：严格按照装配工艺和要求进行，确保各部位间隙、对中精度。 试车与验收：大修后需进行空载和负载试车，监测振动、温度、压力、流量等参数，达到标准后方可投入正式运行。

结论

C120-1.35型离心鼓风机作为浮选（选矿）工艺中的关键设备，其稳定高效运行直接关系到选矿指标和生产成本。深入理解其型号含义、性能特点、配件构成及维护修理知识，对于风机技术人员至关重要。通过科学的日常维护、精准的故障诊断和规范的修理实践，可以最大程度地发挥设备效能，延长其使用寿命，为选矿生产的连续性和经济性提供坚实保障。随着技术进步，智能监测、预测性维护等新技术也正逐步应用于风机管理，未来对风机技术人员的知识结构提出了更高要求。

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