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浮选(选矿)专用风机C190-1.35基础知识与深度解析

作者:王军(139-7298-9387)

关键词:浮选风机、多级离心鼓风机、C190-1.35型号解析、风机配件、风机维修、选矿设备

引言

在矿物加工领域,浮选是分离有价矿物与脉石的关键工艺之一。该工艺的核心在于通过药剂作用,使目标矿物颗粒选择性附着于气泡上,并随之上浮至矿浆表面形成泡沫层,从而实现分离。这一过程离不开一个稳定、可靠且动力充足的气源供应系统—即浮选专用鼓风机。浮选风机的作用是向浮选槽中持续通入适量空气,产生大小适宜、分布均匀的气泡,为矿物附着提供载体。风机的性能,如风量、风压的稳定性与可调性,直接决定了浮选过程的效率、精矿品位及回收率。

在众多类型的风机中,多级离心鼓风机因其效率高、运行平稳、风压稳定、调节性能好等特点,成为现代大型浮选厂的首选。本文将聚焦于浮选(选矿)专用多级离心鼓风机中的一款典型型号——C190-1.35,深入解析其型号含义、结构特点、核心配件以及常见的维修维护要点,旨在为风机技术同行提供一份实用的参考资料。

第一章 浮选工艺对风机的核心要求与多级离心风机优势

在深入解析特定型号之前,必须理解浮选工艺为何对风机有特殊要求。

1.1 浮选工艺的气源需求

    恒定的风压: 浮选槽通常有一定液位深度,风机必须提供足够且稳定的压力以克服液柱静压和管道阻力,确保空气能均匀地分布到每个浮选槽的充气器(如转子-定子组、喷射器等)中。压力波动会导致气泡大小和分布不均,严重影响浮选指标。 精确的风量控制: 不同矿石性质、不同浮选阶段(粗选、扫选、精选)所需的气量不同。风机需要能够在较宽范围内进行精确的风量调节,以适应工艺变化,实现最佳浮选效果和能耗节约。 洁净的空气质量: 空气中若含有油分、水分或固体颗粒,会污染浮选药剂、堵塞充气器微孔,影响气泡生成和矿物可浮性。因此,风机本身应保证输送空气的洁净度,通常需配套高效进气过滤器。 连续稳定运行: 浮选生产线往往是连续作业,风机作为关键动力设备,必须具有高可靠性,能够长时间无故障运行,避免非计划停机造成生产损失。 较高的运行效率: 风机在选矿厂是能耗大户,其运行效率直接关系到生产成本。高效的风机意味着更低的吨矿能耗。

1.2 多级离心鼓风机的优势

与罗茨鼓风机、单级离心风机相比,多级离心鼓风机在满足上述浮选需求方面表现出显著优势:

    高效率: 通过多个叶轮串联工作,每个叶轮承担一部分压缩功,使得每个单级都在较高的效率点附近运行,整机效率通常高于罗茨风机,尤其在中等压力工况下。 稳定的性能曲线: 离心风机的性能曲线(压力-流量曲线)相对平缓,在一定的转速下,压力对流量变化不敏感,这有利于在管网阻力波动时保持出口压力的相对稳定,非常适合浮选工艺的要求。 无油压缩: 采用迷宫密封、机械密封等先进密封技术,可实现传动齿轮箱润滑油与压缩气流的完全隔离,输送的空气洁净无油,避免了油污对浮选过程的干扰。 噪音低、振动小: 转子经过高精度动平衡校正,运行平稳,噪音水平通常低于罗茨风机。 调节灵活: 可通过进口导叶调节、转速调节(配变频器)等方式高效地调节风量和风压,适应工艺变化。 维护量相对较小: 核心高速旋转部件封闭在机壳内,磨损小,寿命长。

正是这些优势,使得“C”系列多级离心鼓风机成为浮选领域的明星产品。

第二章 C190-1.35风机型号深度解析

参考提供的型号命名规则,我们对C190-1.35进行逐项解读。

2.1 型号构成:C190-1.35

根据规则“CJ或CF表示选矿专用离心鼓风机”,型号以“C”开头,表明这是一款选矿专用离心鼓风机。通常,“C”系列是这类风机的通用系列代号,涵盖了为选矿行业设计的多种规格。

2.2 流量参数:“190”

“190”紧随系列代号“C”之后,按照规则,它表示风机在额定进口状态下的容积流量,单位为立方米每分钟。因此,C190-1.35风机的额定流量为 190 m³/min

这个流量值是风机选型的核心参数之一。对于浮选厂,总用气量由浮选槽的规格、数量以及单位容积耗气量决定。设计人员会根据工艺计算出的总需求气量,选择一台或多台流量匹配的风机。C190型号适用于中等规模的浮选生产线或作为大型生产线的单元机组。

2.3 压力参数:“-1.35”

“-”后面的“1.35”表示风机的出口绝对压力,单位为标准大气压。根据规则,当型号中只有一组压力数据且没有“/”符号时,隐含了两个重要信息:

    出口绝对压力为 1.35 atm(约等于 1.35 * 101.325 ≈ 136.8 kPa)。 进口压力为默认的 1个标准大气压

风机提供的有效压力(或称升压、压差)是出口压力与进口压力之差。 因此,C190-1.35风机的额定升压 ΔP = 1.35 atm - 1.0 atm = 0.35 atm(约等于 35.5 kPa)。

这个升压值(0.35 atm)是克服浮选槽液位高度(通常1米水柱约等于9.8 kPa,因此35.5kPa约可克服3.6米水柱静压)、管道阀门阻力、以及充气器自身阻力所必需的。选择风机时,必须确保其额定升压大于系统计算的最大阻力。

2.4 综合理解型号含义

综上所述,C190-1.35 型浮选专用多级离心鼓风机的含义是:一款为选矿行业设计的离心鼓风机,在进口压力为1个标准大气压的条件下,能够提供额定流量为190立方米每分钟、出口压力为1.35个标准大气压(即升压为0.35个大气压)的洁净空气。

示例对比: 与参考型号“C300-1.14/0.987”相比,C190-1.35的流量(190 m³/min)小于C300(300 m³/min),但出口压力(1.35 atm)高于C300(1.14 atm),且C300标明了非标准进口压力(0.987 atm,可能对应高原地区或前置设备造成负压),而C190-1.35是在标准大气压下进气。

第三章 C190-1.35风机核心配件解析

一台多级离心鼓风机是由数百个零件组成的复杂系统。了解其核心配件对于日常维护和故障诊断至关重要。以下是C190-1.35的关键部件:

3.1 转子总成

这是风机的“心脏”,由主轴、多个叶轮、隔套、平衡盘、推力盘以及锁紧螺母等组成。

    主轴 采用高强度合金钢锻造,经调质处理和精密加工,具有极高的强度和刚度,支撑所有旋转部件。 叶轮 是能量转换的核心。通常采用后向弯曲式叶片,效率高。材料为优质铝合金或不锈钢,经过精密铸造或数控加工而成,每个叶轮都经过严格的动平衡校正。 平衡盘 安装在转子末端,用于自动平衡转子由于制造误差或气流作用产生的轴向推力,保护推力轴承转子动平衡: 整个转子组装后,必须在高精度动平衡机上进行动平衡校正,确保残余不平衡量在标准允许范围内,这是保证风机平稳运行、低振动的关键。

3.2 机壳与级间密封

    机壳(气缸): 通常为灰铸铁或球墨铸铁制成,水平剖分式结构,便于安装和检修。内部铸有隔板,将各个叶轮分隔成独立的“级”,并形成扩压器(将叶轮出口动能转化为压力能)和回流器(引导气流进入下一级叶轮进口)。 级间密封 在隔板主轴之间设有迷宫密封。迷宫密封由一系列环形齿片组成,通过形成曲折的路径增加气流泄漏阻力,最大限度地减少高压级向低压级的内部泄漏,保证风机效率。

3.3 轴承系统

    径向轴承 一般采用滑动轴承(如椭圆瓦轴承)或高精度滚动轴承。滑动轴承承载能力强,阻尼性能好,适用于高速重载转子。它们依靠润滑油膜将转子与轴瓦隔开,实现无接触旋转。 推力轴承 用于承受转子剩余的轴向推力。金斯伯里(Kingsbury)或米切尔(Michell)等可倾瓦块式推力轴承是常见选择,它们能自动调整瓦块倾角以形成最佳油膜。

3.4 润滑系统

    独立的强制循环润滑系统,包括主副油泵、油箱、油冷却器、油过滤器、安全阀及监控仪表(压力表、温度计)。它向径向和推力轴承提供充足、洁净、冷却的润滑油,并对齿轮箱(如果采用齿轮增速)进行润滑和冷却。

3.5 密封系统

    轴端密封 防止风机内空气向外泄漏或外界空气吸入(当进口为负压时)。对于无油要求,常采用碳环密封或迷宫密封。这些密封形式非接触式,磨损小,寿命长,能保证输送空气的洁净。

3.6 进出口导叶/阀门

    进口导叶: 是调节风量的高效部件。通过改变进入第一级叶轮气流的方向(预旋),来改变风机的性能曲线,实现风量在较大范围内的连续、高效调节。 止回阀: 安装在出口管道上,防止突然停机时管网中的高压气体倒灌,导致风机反转损坏。 放空阀/消音器: 在启动或停机时,打开放空阀,将风机与管网隔离,实现空载启停,保护电机和风机。同时降低启停过程中的噪音。

3.7 仪表与控制系统

    包括压力、温度、振动传感器,用于监控轴承温度、润滑油压、风机振动等关键参数,并联锁至控制系统,实现故障报警和自动停机,保障设备安全。

第四章 C190-1.35风机常见故障与修理维护解析

定期的维护和及时的修理是保证风机长周期安全运行的基础。

4.1 日常维护与巡检

    油系统检查: 每日检查油箱油位、油温、油压是否正常;定期取样分析润滑油品质,按时更换润滑油和清洗滤网。 振动与噪音监测: 使用便携式测振仪定期测量轴承座的振动值,倾听运行声音有无异常。振动超标是转子不平衡、轴承磨损、对中不良等故障的早期征兆。 温度监测: 用手持式测温枪或观察在线仪表,检查轴承温度、机壳温度是否在允许范围内。 密封检查: 观察轴端有无明显泄漏。 过滤器维护: 定期清洁或更换进气过滤器,保持进气道畅通,压差过高会增加能耗并减少风量。

4.2 常见故障分析与处理

故障一:风机振动剧烈

    原因分析:
      转子不平衡: 叶轮结垢、磨损或异物附着导致质量分布不均。 对中不良: 风机与电机联轴器对中超差。 轴承损坏: 磨损、疲劳剥落或间隙过大。 基础松动或地脚螺栓松动。 喘振: 风机在小流量工况下运行,进入不稳定区。
    修理措施:
      停机检查,清理叶轮污垢,必要时对转子重新进行动平衡校正。 使用激光对中仪重新精确对中。 更换损坏的轴承,并检查润滑情况。 紧固地脚螺栓,检查基础完整性。 立即开大出口阀门或导叶,增大流量,避开喘振区,检查防喘振控制系统。

故障二:轴承温度过高

    原因分析:
      润滑油问题: 油量不足、油质劣化、油号不正确、油冷却器效果差。 轴承本身问题: 安装间隙不当、磨损、疲劳损伤。 负载过大: 系统阻力超出风机能力,或喘振运行。
    修理措施:
      检查油位,补充或更换合格润滑油,清洗油冷却器。 检查轴承,若损坏则更换,确保安装精度。 检查管网系统,消除异常阻力,调整运行工况。

故障三:风量或压力不足

    原因分析:
      转速降低: 电机或传动系统问题。 进口过滤器堵塞: 进气阻力过大。 密封间隙过大: 级间迷宫密封或轴端密封磨损,内泄漏严重。 叶轮磨损或腐蚀: 效率下降。 管网泄漏或阻力计算错误。
    修理措施:
      检查电源电压、频率,检查变频器(如有)输出。 清洁或更换进气过滤器。 停机大修,检查并更换磨损的密封件。 检查叶轮,严重磨损需修复或更换。 检查管道法兰、阀门有无泄漏,复核系统阻力。

故障四:异常噪音

    原因分析:
      轴承噪音: 损坏的轴承会发出尖锐或轰隆声。 喘振噪音: 低流量时出现的周期性低沉吼声。 摩擦声: 转子与静止件发生刮擦。 齿轮噪音(齿轮增速型): 齿轮磨损或啮合不良。
    修理措施: 根据声音特征判断原因,针对性处理,如更换轴承、调整工况避免喘振、检查内部间隙、检修齿轮等。

4.3 大修要点

风机运行一定时间(通常由运行小时数或状态监测决定)后需进行计划性大修。

    解体检查: 吊出转子,全面检查叶轮主轴密封轴承等部件的磨损、腐蚀、裂纹情况。 间隙测量与调整: 严格按照制造厂手册,测量并调整各级叶轮隔板的径向间隙、推力轴承间隙、迷宫密封间隙等。这些间隙直接影响风机效率和可靠性。 转子修复与平衡: 对磨损的叶轮进行修复或更换,整个转子必须重新进行动平衡,精度要达到G2.5或更高标准。 清洁与装配: 彻底清洗所有零部件,油路管道必须酸洗钝化。按规程有序装配,确保清洁度和装配精度。

结论

C190-1.35作为一款典型的浮选专用多级离心鼓风机,其型号精准地定义了其核心性能参数:190 m³/min的流量和0.35 atm的升压,能够满足特定规模浮选厂对稳定气源的需求。深入理解其型号含义、掌握其核心配件的结构与功能,是进行科学选型、正确操作和预防性维护的基础。而当故障发生时,系统性的故障分析方法和规范的修理流程则是快速恢复生产、延长设备寿命的保障。作为风机技术人员,我们应不断深化对设备原理的理解,提升维护技能,确保这些“浮选之肺”始终高效、可靠地运行,为选矿生产的稳定和优化贡献力量。

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