浮选(选矿)风机基础知识与C85-1.26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,C85-1.26型号解析,风机配件,风机维修,离心鼓风机
引言
在矿物加工领域,浮选是一种至关重要的物理化学分离技术,用于从磨碎的矿石中分离有价值矿物与脉石。这一过程的核心在于向矿浆中充入大量微小、均匀的气泡,使目标矿物颗粒选择性地附着于气泡之上,并随之上浮至矿浆表面形成泡沫层,从而实现分离。而为整个浮选系统提供稳定、足量空气动力的关键设备,正是浮选(选矿)鼓风机。其性能的优劣直接关系到浮选效率、精矿品位、回收率以及整个选矿厂的生产成本与经济效益。
本文将立足于风机技术工程实践,系统阐述浮选鼓风机的基础知识,并重点针对一款典型的浮选专用鼓风机型号——C85-1.26进行深度解析。内容将涵盖其型号命名规则所蕴含的技术参数意义、核心配件的功能与选型要点,以及常见故障的诊断与维修策略,旨在为从事选矿设备维护、管理的技术人员提供一份实用的参考指南。
第一章 浮选工艺对鼓风机的基本要求
在深入风机本身之前,必须理解浮选工艺为何对鼓风机有特定且严格的要求。
恒定的风量(流量):浮选过程需要稳定的空气量来生成预定尺寸和数量的气泡。风量的波动会直接导致气泡群不稳定,影响矿物颗粒的附着概率,造成精矿品位和回收率的起伏。因此,风机必须能够在设定的工况下提供持续且波动极小的体积流量(通常以立方米每分钟,Nm³/min计)。
适宜的风压(压力):鼓风机产生的压力主要用于克服以下几个部分的阻力:
静压头:浮选槽内矿浆的液位高度产生的静压力。
管道阻力:空气在输送管道、阀门、弯头等部件中流动时的沿程和局部压力损失。
充气器阻力:空气通过浮选机核心部件—充气器(如扩散器、喷嘴等)微孔时产生的压力降。
风机出口压力必须大于上述总阻力之和,才能保证空气顺利注入矿浆底部。压力不足会导致充气量不够甚至无法充气;压力过高则可能损坏充气器,并导致能耗增加。
空气的洁净与干燥:虽然要求不如精密仪器严格,但若空气中含有过多油分、水分或固体颗粒,会堵塞充气器微孔,改变矿浆化学环境,影响药剂效能,最终导致浮选指标恶化。因此,往往需要配套进气过滤器,在潮湿地区甚至需加装空气干燥装置。
运行的可靠性与稳定性:选矿厂通常是连续生产,停机意味着巨大的经济损失。浮选鼓风机作为关键动力源,必须能够长时间连续稳定运行,平均无故障时间(MTBF)要长,且易于维护。
较高的运行效率:鼓风机是选矿厂的能耗大户之一。提高其运行效率,对于降低吨矿处理成本、实现绿色矿山目标具有重要意义。
基于以上要求,离心式鼓风机因其风量范围宽、运行平稳、效率较高、易于调节和维护相对方便等特点,成为大中型浮选厂的主流选择。
第二章 离心鼓风机型号命名规则与C85-1.26解析
国内风机行业经过多年发展,形成了一些通用的型号命名规则,虽各厂家略有差异,但核心逻辑相通。参考文中给出的示例“C300-1.14/0.987”,我们可以对C85-1.26进行详细解读。
型号:C85-1.26
“C”:通常代表“离心”(Centrifugal)鼓风机。在某些厂家编码中,“C”也可能特指某一系列或用于选矿(Concentration)场合。结合浮选应用场景,此处“C”首先明确这是一台离心式鼓风机,同时也暗示其设计适用于选矿等工业领域。它与示例中的“CJ”(可能为“矿用离心”缩写)或“CF”(可能为“矿用离心风机”缩写)属于同类产品,只是不同制造商的系列代号略有不同。
“85”:这直接表示风机在特定进口状态(通常是标准进气条件:压力101.325
kPa,温度20℃,相对湿度50%)下的额定体积流量,即85立方米每分钟(Nm³/min)。这是风机选型中最核心的参数之一,直接对应浮选系统所需的总充气量。选矿工程师需要根据浮选槽的规格、数量、充气强度等因素计算出总需气量,然后选择流量匹配或稍有余量的风机。
“-1.26”:此部分表示风机的出口相对压力(表压)。其中的“-”是分隔符,并非负号。“1.26”的单位是“公斤力/平方厘米”(kgf/cm²)或“巴”(bar),在工程上常近似等同于“标准大气压”(atm)。因此,“-1.26”意味着该风机设计的出口压力为1.26个大气压(表压)。换算成国际单位制帕斯卡(Pa),约为1.26
× 101325 ≈ 127670 Pa (表压)。这个压力值必须足以克服前述的静压头、管道阻力和充气器阻力。
进风口压力省略:型号中未出现“/”及后续数字,根据规则,这表示风机的进风口压力为标准大气压(1
atm abs),即风机从标准大气环境下直接吸气,未连接增压或真空前置设备。
综合解析结论:
C85-1.26型离心鼓风机是一款专为浮选等工业应用设计的设备,它能够在标准大气压下吸入空气,并将其压缩至出口压力为1.26
atm(表压),同时提供每分钟85立方米的稳定空气流量。这台风机适用于总阻力损失要求不超过约126
kPa(表压)的浮选系统。
重要概念澄清:离心鼓风机的“级”与“多级”
离心风机通过叶轮旋转对气体做功。单个叶轮所能产生的压头(压力)有限。当系统要求的压力较高时,就需要采用多级串联的结构,即气体依次通过多个叶轮,每经过一级叶轮,压力就升高一次。示例中的C300-1.14很可能就是多级离心风机。而对于C85-1.26,其出口压力1.26
atm(表压),压升约为0.26 atm(约26 kPa),这个压升相对较小,它有可能是一台单级离心鼓风机,也可能是一台低压头的多级风机(如两级)。具体需要查阅制造商的技术资料。单级风机结构简单、成本较低;多级风机能获得更高压力,但结构复杂,造价和维护成本相应增加。
第三章 C85-1.26风机核心配件解析
一台离心鼓风机由数百个零件组成,但其中一些是决定其性能、可靠性和寿命的核心部件。了解这些配件对于正确操作、维护和修理风机至关重要。
叶轮(Impeller)
功能:这是风机的“心脏”,是唯一对气体做功的部件。它通过高速旋转将机械能传递给气体,使其获得速度和压力能。叶轮的形状(如后弯、前弯、径向)、直径、叶片数量和质量直接决定了风机的流量、压力和效率。
材质与工艺:浮选风机输送的空气可能含有微量腐蚀性成分(如从矿浆中挥发的药剂蒸汽)且要求长期运行,叶轮通常采用优质碳钢(如Q235B、Q345R)或合金钢制造,并进行动平衡校正,以确保运行平稳。高防腐要求场合可能采用不锈钢(如304、316)。叶轮成型工艺包括焊接、铆接或精密铸造。
维护要点:定期检查叶轮有无磨损、腐蚀、裂纹或附着物。不平衡的叶轮是振动和噪声的主要来源。
机壳(Casing)
功能:收集从叶轮出来的高速气体,并将其动能部分转化为压力能,同时引导气体流向出口。机壳通常设计成蜗壳形(螺旋形),以效率最高地完成这一转换。
材质与结构:多为铸铁或钢板焊接而成,要求有足够的强度和刚度以承受内部压力并减少振动。机壳内部可能设有导流片或扩压器来优化气流。
维护要点:检查机壳有无裂纹、腐蚀或漏气现象。结合面的密封至关重要。
主轴(Shaft)
功能:传递电机扭矩,支撑并带动叶轮旋转。
材质与要求:通常由高强度合金钢(如42CrMo)经调质处理制成,具有高抗扭和抗弯强度。轴颈(安装轴承处)表面需要精磨以达到高光洁度和尺寸精度。
维护要点:最关键的检查项是轴的直线度(挠度)。长期运行或异常振动可能导致轴弯曲。还需检查键槽有无磨损或裂纹。
轴承总成(Bearing Assembly)
功能:支撑主轴,保证其精确、平稳地旋转,并承受径向和轴向载荷。
类型:离心鼓风机常采用滚动轴承(球轴承或滚子轴承),因其摩擦小、效率高、润滑维护相对简单。高转速或大功率风机可能使用滑动轴承(油膜轴承)。
润滑与冷却:轴承是风机的易损件之一。正确的润滑(油脂或润滑油)、清洁度和良好的冷却(通常通过润滑油循环或风冷)是延长轴承寿命的关键。
维护要点:监控轴承温度(通常要求不超过75-80℃)和振动值。定期更换润滑油或加注润滑脂。
密封装置(Sealing System)
功能:防止风机内高压气体沿轴端泄漏到大气中(外泄漏),或防止外部空气被吸入(内泄漏,在某些工况下)。对于浮选风机,主要目的是减少压缩空气的损失。
类型:常见的有迷宫密封(非接触式,利用多次节流间隙密封)、填料密封(接触式,用于低速低压)以及更先进的机械密封(接触式,用于要求零泄漏的场合)。C85-1.26这类风机多采用迷宫密封,结构简单可靠。
维护要点:检查密封间隙是否在规定范围内,磨损过大需更换密封件。
进气过滤系统(Inlet Filtration System)
功能:虽然不是风机本体部件,但它是保证风机健康运行的“守护神”。用于过滤吸入空气中的灰尘、纤维等杂质,防止它们附着在叶轮、机壳内部,造成磨损、不平衡或效率下降。
组成:通常包括初效滤网和主过滤器(如布袋式、滤筒式)。过滤器前后应安装压差计,用于指示堵塞情况。
维护要点:定期清洁或更换滤芯是必须的维护工作。压差报警应立即处理。
联轴器(Coupling)
功能:连接电机轴和风机轴,传递动力,并补偿两轴之间少量的不对中偏差。
类型:常见有弹性柱销联轴器、膜片联轴器等。弹性元件能缓冲减振。
维护要点:定期检查联轴器的对中情况,检查弹性元件有无老化、磨损。
底座(Baseplate)
功能:支撑和固定风机和电机,确保整个机组稳固地安装在基础上。
维护要点:检查地脚螺栓有无松动,底座有无变形或腐蚀。
第四章 C85-1.26风机常见故障诊断与修理
风机维修应遵循“预防为主,修理为辅”的原则。但故障发生时,快速准确的诊断和合理的修理是恢复生产的关键。
维修基本原则:安全第一! 任何维修操作前必须切断电源,并挂上“禁止合闸”警示牌。对大型风机,还需进行机械锁定。待风机完全停止并冷却后再进行操作。
常见故障一:风机振动超标
现象:机体振动剧烈,噪声增大,轴承温度可能升高。
原因诊断:
转子不平衡(最常见):叶轮磨损不均匀、粘附过多物料(结垢)、叶片部分损坏或更换零件后未做动平衡校正。
对中不良:电机与风机主轴中心线偏差过大。
轴承损坏:磨损、点蚀、游隙过大。
地脚螺栓松动:基础刚性不足。
临界转速:风机工作转速接近其固有频率,引起共振(设计阶段应避开)。
主轴弯曲。
修理步骤:
停机后,首先检查地脚螺栓和联轴器对中情况。
手动盘车,感觉有无卡滞点。检查叶轮有无明显积垢或损伤。
拆卸检查轴承,测量游隙,观察滚道和滚动体有无损伤。
若怀疑转子不平衡,需将整个转子(叶轮+轴)拆下,送至专业动平衡机上进行平衡校正。平衡精度等级通常要求达到G6.3级或更高。
校正对中,使用百分表或激光对中仪,确保径向和轴向偏差在允许范围内(通常要求≤0.05mm)。
若主轴弯曲,需进行矫直或更换。
常见故障二:风量或风压不足
现象:浮选槽充气明显减弱,气泡变大且不均匀。
原因诊断:
进气过滤器堵塞:这是最普遍的原因,导致进气阻力增大,实际吸入气量减少。
管道系统泄漏或堵塞:法兰密封不严、阀门未全开或管道内有异物。
叶轮磨损或腐蚀:叶片型线改变,效率下降。
机壳间隙过大:特别是叶轮与进气口之间的径向间隙因磨损而增大,导致内泄漏严重。
转速降低:电机故障或皮带传动打滑(如果采用皮带传动)。
介质密度变化:进气温度过高或海拔影响(对于C85-1.26,其流量指标准状态下的体积流量,实际质量流量会变)。
修理步骤:
检查过滤器压差,清洁或更换滤芯。
检查整个空气管路,紧固法兰螺栓,排除堵塞。
打开机壳检查孔(如有)或解体风机,检查叶轮和机壳内部间隙。如叶轮磨损超标,需进行堆焊修复或更换新叶轮。修复后的叶轮必须重新做动平衡。
检查电机转速和传动系统。
常见故障三:轴承温度过高
现象:轴承座表面温度超过85℃,报警装置动作。
原因诊断:
润滑不良:润滑油/脂不足、过多、变质或牌号不对。
冷却不良:冷却水管堵塞(对于水冷轴承)、冷却风扇故障或环境温度过高。
轴承损坏:内部磨损、点蚀、保持架断裂。
安装不当:轴承装配过紧(预负荷过大)或过松(游隙过大)。
对中不良或振动大:导致附加载荷作用于轴承上。
修理步骤:
立即检查润滑状况,必要时补充或更换符合要求的润滑油/脂。
检查冷却系统。
若温度仍高,需停机检查轴承。用手转动听有无异响,测量游隙。确认损坏后,使用专用工具拆卸旧轴承,安装新轴承。安装时务必注意方法,避免直接敲击轴承圈,应受力于配合较紧的套圈上。安装后检查游隙。
彻底解决对中和振动问题。
常见故障四:异常噪声
现象:运行中出现规律的撞击声、连续的摩擦声或刺耳的啸叫声。
原因诊断:
撞击声:可能有部件松动(如叶轮螺母松动)、异物进入风机内部。
摩擦声:叶轮与机壳某处发生刮蹭(通常因主轴弯曲、轴承磨损导致间隙变化引起)。
啸叫声:通常与气流有关,如进气过滤器严重堵塞、阀门开度不当导致喘振(流量过小,气流在叶道内脱离产生周期性振荡)。
修理步骤:
立即停机检查!对于异响绝不能忽视。
盘车检查有无刮蹭点。
检查内部有无松动零件或异物。
检查进气系统和工况,避免喘振发生。
大修流程简介
对于运行达到规定周期(如24000小时)或性能严重下降的风机,应进行计划性大修。基本流程包括:
停机、隔离、拆卸:按规程操作,做好标记。
全面清洗:清洗所有零件,去除油污和积垢。
详细检查与测量:检查叶轮、主轴、机壳、轴承等关键件的尺寸、形位公差和表面状况。
修复或更换:对磨损、腐蚀的零件进行修复(如喷涂、堆焊)或直接更换。叶轮修复后必须做动平衡。
重新装配:严格按照装配工艺和要求,保证各部间隙、对中数据合格。
试车与验收:空载试车检查振动、噪声、轴承温度;负载试车考核风量、风压是否达到要求。
结论
浮选鼓风机是选矿厂的“肺部”,其稳定高效运行是获得理想技术经济指标的基础。C85-1.26作为一款典型的浮选用离心鼓风机,其型号简洁地揭示了其核心性能参数:85
Nm³/min的流量和1.26 atm的出口压力。深入理解其各个核心配件的功能与相互作用,是进行科学维护的基础。而掌握一套系统化的故障诊断与修理方法,则能确保在问题出现时快速响应,最大限度地减少停机损失,保障生产的连续性与稳定性。
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