浮选（选矿）风机基础知识与C120-1.36型号深度解析
作者：王军（139-7298-9387）
关键词：浮选工艺、离心鼓风机、C120-1.36型号解析、风机配件、风机维修、选矿风机

摘要

本文旨在系统阐述浮选（选矿）工艺中核心动力设备—离心鼓风机的基础知识，并重点针对C120-1.36型离心鼓风机进行深度型号解析。文章将从浮选工艺对风机的气动性能要求入手，详细解读型号编码规则所蕴含的技术参数意义。进而，系统介绍该型风机的主要构成部件及其功能特点，最后深入探讨风机常见故障模式、诊断方法及维修保养的核心要点，以期为从事风机技术管理、设备维护及选型设计的工程技术人员提供一份实用的参考资料。

第一章 浮选工艺与离心鼓风机概述

浮选是现代选矿工业中至关重要的分离技术，广泛应用于有色金属、黑色金属、非金属矿以及煤炭的分选。其基本原理是利用矿物颗粒表面物理化学性质的差异，通过药剂处理，在矿浆中借助气泡的浮力实现目的矿物与脉石矿物的分离。在这一过程中，充足、稳定且参数可控的气源是形成适宜气泡、保证浮选效果的关键。浮选鼓风机正是提供这一气源的核心设备。

浮选鼓风机的主要作用是为浮选槽（或浮选柱）提供所需风量（空气流量）和风压（出口压力）的空气。风量决定了单位时间内生成气泡的总量，直接影响矿化概率和浮选速率；风压则用于克服浮选槽液位静压、管道阻力以及充气器（如气泡石、喷射器等）的阻力，确保空气能够顺利弥散成微细气泡。因此，风机性能的稳定性直接关系到浮选指标（如精矿品位、回收率）的优劣和生产成本的高低。

在选矿领域，常用的鼓风机类型主要包括罗茨鼓风机和离心鼓风机。罗茨鼓风机属于容积式风机，其特点是在一定转速下，流量基本恒定，不随背压变化，但效率相对较低，噪音和振动较大，更适用于中小规模、压力需求稳定且对流量调节要求不高的场合。而离心鼓风机属于动力式风机，其工作原理是利用高速旋转的叶轮对气体做功，将机械能转化为气体的压力能和动能。其特点是流量随压力变化较为明显（具有特定的性能曲线），效率较高，运行平稳，噪音相对较小，且易于实现大流量和高压力的需求，尤其适合大型现代化选矿厂对风量大、压力可调、运行可靠性的要求。

本文重点讨论的C系列离心鼓风机，正是为满足选矿厂苛刻工况而设计的专用设备。型号中的“C”通常代表“选矿专用离心鼓风机”，以区别于通用离心风机或其他用途的风机。

第二章 C120-1.36型号深度解析

参考常见的选矿专用离心鼓风机型号编制规则，如“C300-1.14/0.987”，我们可以对C120-1.36这一型号进行详细的解析。这种解析是理解风机基本性能参数、进行设备选型、操作和维护的基础。

型号前缀 “C”: 如前所述，“C”是核心标识，代表该风机为选矿（Concentration）专用离心（Centrifugal）鼓风机系列。该系列风机通常在材料选择、结构设计、气动性能等方面针对选矿厂高湿度、可能含有腐蚀性气体和粉尘的恶劣环境进行了优化，具备更高的可靠性和耐久性。有时会有更细分的型号如“CJ”或“CF”，可能代表厂家内部不同的设计变型或应用侧重，但核心的“C”标识其选矿专用的属性不变。 流量参数 “120”: 此数字直接指明了该风机在特定进口条件下的额定容积流量，单位为立方米每分钟。因此，“C120”表示这是一台C系列选矿专用离心鼓风机，其设计的额定流量为每分钟输送120立方米的空气。需要强调的是，离心风机的实际流量并非固定不变，它会随着风机进出口的压力条件（即管网阻力）和转速的变化而沿着其性能曲线移动。额定流量通常是指在标准进口状态（如进口压力为1个标准大气压，温度20摄氏度，相对湿度50%）和额定转速下，达到某一指定出口压力时的流量值。对于浮选工艺，选择合适的流量至关重要，它需与浮选槽的容积、数量、充气量要求精确匹配。 压力参数 “-1.36”: 此部分定义了风机的出口相对压力（或称表压）。“-1.36”表示风机出口处的气体绝对压力相对于标准大气压的超出部分为1.36个大气压。换算成更常用的压力单位，1个标准大气压约等于101.3千帕，因此1.36个大气压约等于137.8千帕。这意味着该风机能够提供出口绝对压力约为（1 + 1.36）= 2.36个大气压（约239千帕）的压缩空气。这个压力必须足以克服整个供风系统的总阻力，包括：管道沿程摩擦阻力、局部构件（阀门、弯头、变径管）阻力、充气器阻力以及浮选槽内矿浆的静压。在型号标注中，如果压力参数前没有“/”符号，通常隐含了进口压力为标准大气压（1 atm）的条件。 进口压力省略说明: 对比参考型号“C300-1.14/0.987”中明确标注了进口压力为0.987个大气压，而C120-1.36型号中并未出现“/”及后续数字。这符合型号编制规则中的约定：当进口压力为1个标准大气压时，可以省略不标。因此，C120-1.36风机的设计进气条件是在1个标准大气压下。在实际运行中，如果风机安装地点的海拔较高，大气压力低于标准值，或者进气管路存在较大阻力导致进口负压，则风机的实际排气压力和流量都会受到影响，需要进行相应的修正计算。

综合理解C120-1.36: 综上所述，C120-1.36型离心鼓风机是一台设计用于标准大气条件下（进口压力1 atm），能够提供额定流量为120 m³/min，出口压力为1.36 atm（表压）的选矿专用离心鼓风机。这些核心参数定义了该风机的基本工作能力，是其在浮选工艺流程中定位的基础。

第三章 C系列离心鼓风机主要配件解析

一台完整的离心鼓风机机组由风机本体（主机）和众多辅助配件系统构成。了解这些配件的功能、结构及重要性，对于正确操作、维护和故障诊断至关重要。以下以C120-1.36这类典型的多级离心鼓风机为例，解析其主要配件：

转子总成：这是风机的“心脏”，是能量转换的核心部件。
主轴：通常由高强度合金钢制成，经过精密加工和动平衡校正，用于安装叶轮并传递驱动力（扭矩）。 叶轮：是多级离心风机的关键气动元件，通常为后向或径向型叶片。每个叶轮与其配套的扩压器、回流器构成一个“级”。C120-1.36风机要达到1.36atm的压比，通常需要多级叶轮串联工作（可能是2-4级）。叶轮材料需具备高强度、高耐磨性和良好的抗腐蚀性能，常采用优质合金钢或不锈钢，甚至进行表面特殊处理（如喷涂碳化钨）。 平衡盘/鼓：用于平衡大部分由叶轮产生的轴向推力，减少推力轴承的负荷。 联轴器：连接风机主轴和电机轴，传递动力。常用类型有膜片式联轴器（允许一定的偏斜和位移，传动精度高）或齿式联轴器。
静子部件：固定部分，引导气流并支撑转子。
机壳（气缸）：容纳转子和内部气流通道的承压壳体，通常为铸铁或铸钢件，设计有水平中分面以便于拆装检修。机壳需能承受内部气体压力。 扩压器：位于每个叶轮出口后，其流道截面逐渐扩大，将气体的高速动能有效地转化为静压能。 回流器：在多级风机中，用于将上一级扩压器出来的气体引导至下一级叶轮的进口，其导向叶片使气体以预旋状态进入下一级。 进气室和排气室：分别引导气体平稳进入首级叶轮和从末级扩压器汇集后排出机壳。 密封系统：
级间密封：通常为迷宫密封，安装在隔板与主轴之间，防止气体在各级之间大量窜流，保证各级效率。 轴端密封：防止机壳内高压气体向外泄漏，以及外界空气被吸入（当进口为负压时）。常见形式有迷宫密封、填料密封（用于低压低速）、机械密封或干气密封（用于要求零泄漏的场合）。浮选风机因介质为空气，且压力不极端，多用迷宫密封。
轴承系统：支撑转子，保证其平稳高速旋转。
径向轴承：承受转子的重力以及不平衡力引起的径向载荷。现代高速离心风机普遍采用滑动轴承（如椭圆瓦轴承、可倾瓦轴承），因其阻尼特性好，运行平稳。 推力轴承：承受未被完全平衡的剩余轴向推力，确定转子的轴向位置。常用金斯伯雷（Kingsbury）型或米切尔（Michell）型可倾瓦推力轴承。
润滑系统：为轴承和齿轮（如果存在）提供清洁、足量、适当温度和压力的润滑油。
主油泵：通常由主机主轴驱动，在风机运行时供油。 辅助油泵：电机驱动，在开机前、停机后以及主油泵故障时投入运行，确保轴承在任何时候都得到润滑。 油箱、冷却器、过滤器、安全阀、仪表等构成完整的循环系统。
监测与控制系统：风机的“神经中枢”，保障安全高效运行。
振动和温度传感器：实时监测轴承振动幅度、轴位移以及轴承温度、润滑油温度，超限报警或停机。 防喘振系统：离心风机在低流量工况下易发生喘振，这是一种危险的不稳定工况。防喘振控制系统通过监测流量和压力，自动打开回流阀或放空阀，确保风机始终工作在稳定区。 入口导叶（IGV）或出口阀门：用于调节风机的流量和压力，以适应工艺变化，实现节能运行。

第四章 C系列离心鼓风机常见故障与修理维护

对风机配件的深入理解是进行有效维修的基础。C120-1.36这类风机的修理维护工作必须遵循严谨的程序和规范。

一、 常见故障模式与诊断

振动超标
原因：转子不平衡（叶轮磨损、结垢、部件脱落）、对中不良、轴承损坏、基础松动、喘振、油膜涡动或振荡。 诊断：分析振动频谱。工频（1X）成分大通常与不平衡、对中不良有关；倍频（2X， 3X）可能暗示对中问题或松动；低于工频的成分可能为油膜涡动；高频成分可能与轴承缺陷相关。需结合历史数据、运行参数变化综合判断。
轴承温度过高
原因：润滑油量不足、油质恶化（含水、杂质）、油温过高、轴承间隙不当、轴承损坏、负载过大（如对中不好导致附加力）。 诊断：检查润滑油压力、温度、油位及油品化验结果。检查冷却水系统是否正常。停机后检查轴承磨损情况。
性能下降（风量、风压不足）
原因：转速降低（如皮带打滑、电机问题）、进口过滤器堵塞导致进气压力降低、密封间隙磨损过大导致内泄漏严重、叶轮腐蚀或磨损严重、管路系统泄漏或阻力增加。 诊断：核对当前运行参数（转速、电流、进出口压力、温度）与设计值或历史健康数据对比。检查过滤网压差。停机后检查内部通流部件间隙和状态。
喘振
原因：风机运行点落入喘振区（低流量、高压比），通常由于系统阻力突然增加（如阀门误关）或需求流量过小引起。 诊断：特征明显，出口压力和流量发生剧烈周期性波动，伴随巨大的气流噪音和机体强烈振动。立即手动或依靠自动系统增大流量（开大出口阀或防喘振阀）可消除。
润滑油系统故障
原因：油泵失效、滤网堵塞、安全阀失灵、管路泄漏、冷却器结垢。 诊断：监测油压、油温报警。定期进行油品分析。

二、 修理维护要点

风机的维修可分为日常维护、定期检修和计划大修。

日常维护与状态监测
巡检：定时记录轴承温度、振动值、油压、油位、风压、风量、电流等参数。 听音：用听棒检查轴承、齿轮啮合有无异常声响。 泄漏检查：检查机壳、阀门、管路有无漏气、漏油。 状态监测：利用在线振动监测系统或定期便携式检测，建立趋势图，实现预测性维修。
定期检修（通常结合计划停机）
清洗：清洗进口过滤器、润滑油过滤器、油冷却器。 检查对中：重新检查并调整风机与电机的对中情况。 检查连接：检查地脚螺栓、联轴器螺栓等关键连接件的紧固情况。 取样分析：取润滑油样品进行理化指标和污染度分析。
计划大修（按运行小时或状态评估决定）
解体检查：吊出转子总成，全面检查叶轮、主轴、密封、轴承等部件。 间隙测量与调整：严格按照制造厂手册要求，测量和调整各级密封间隙、轴承间隙、叶轮与隔板间隙等。这些间隙直接影响风机效率和性能。 动平衡校正：转子组件（特别是叶轮）检修或更换后，必须进行动平衡校正，精度需达到标准要求。 轴承更换：若发现轴承疲劳点蚀、磨损超差，必须更换。安装新轴承需严格保证清洁度和正确的装配过盈量。 无损检测：对关键部件如主轴、叶轮进行磁粉探伤（MT）或超声波探伤（UT），检查是否存在裂纹等缺陷。 涂装防腐：清理机壳内外表面，重新涂刷防腐涂料。

修理安全准则：所有维修工作必须在停机、断电、挂锁挂牌、系统泄压、机体冷却至环境温度后进行。进入机壳内部需确保内部气体安全（氧气含量充足，无有毒有害气体）。起重作业需规范。

第五章 总结

C120-1.36型离心鼓风机作为浮选工艺的“肺腑”，其稳定、高效运行直接关系到选矿生产的经济技术指标。深入理解其型号背后的性能参数，掌握其各部件的结构原理与功能，并建立起一套基于状态监测、定期维护和计划大修的科学设备管理体系，是保障风机长周期安全稳定运行的关键。作为风机技术人员，不仅要能准确解析型号、熟悉配件，更要具备敏锐的故障洞察力和规范的维修技能，从而为浮选生产提供坚实可靠的动力保障，助力选矿厂实现降本增效和安全生产的目标。

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