浮选(选矿)专用风机C140-1.35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、C140-1.35型号解析、风机配件、风机修理、选矿设备
引言
在矿物加工工业中,浮选是分离有价值矿物与脉石(无用岩石)的关键工艺。该过程依赖于向矿浆中充入大量细微、均匀的空气气泡,使目标矿物颗粒选择性附着于气泡并上浮至液面,从而实现分离。在这一过程中,为浮选槽提供稳定、足量、压力适宜的空气的动力源,正是浮选专用鼓风机。其性能的优劣直接关系到气泡的生成质量、浮选效率乃至最终精矿的品位和回收率。因此,浮选风机被誉为浮选厂的“肺脏”。
本文将聚焦于浮选工艺中广泛应用的多级离心鼓风机,以其典型型号C140-1.35为核心,系统阐述其工作原理、型号含义,并深入剖析其核心配件构成与常见故障的修理维护策略,旨在为风机技术从业者提供一份实用的参考指南。
第一章 浮选工艺对风机的核心要求与多级离心风机优势
浮选工艺并非简单地将空气注入矿浆,它对供风系统有着严格且特定的要求:
恒定的压力: 浮选槽液位具有一定深度,风机必须提供足够的压力以克服液柱静压和管道、阀门等部件的阻力损失,确保空气能均匀地通过充气器(如喷嘴、扩散罩)弥散成细小气泡。压力波动会导致气泡大小不均、分布不匀,严重破坏浮选环境。
稳定的风量: 风量直接决定了单位时间内生成的气泡数量,影响矿粒与气泡的碰撞几率。风量需根据矿石性质、处理量和药剂制度进行精确调节,并在设定后保持高度稳定。
洁净的空气: 空气中若含有油分、水分或固体颗粒,极易堵塞充气器的微孔,降低充气效率,甚至影响药剂作用。因此,风机本身不应污染空气,且进气需经过滤。
连续的运行: 浮选生产线通常是24小时连续作业,要求风机具备高可靠性和长寿命,能够承受长时间的稳定运行。
为满足上述要求,多级离心鼓风机相较于罗茨风机等其它类型,在浮选应用中展现出显著优势:
运行平稳、噪音低: 离心式风机靠高速旋转的叶轮对气体做功,无容积式风机(如罗茨风机)的周期性排气冲击,振动和噪音更小。
无油洁净: 采用机械密封或干气密封,润滑油系统与气流完全隔离,输送的空气洁净无油,保护了浮选工艺环境。
效率较高: 在额定工况点附近,多级离心风机通常具有较高的效率,尤其在需要较高压力的工况下,其经济性优于单级离心风机。
风量调节灵活: 可通过进口导叶调节或变频调速等方式在较宽范围内高效调节风量,适应生产波动。
第二章 C140-1.35风机型号深度解析
参考行业通用命名规则,我们可以对C140-1.35这一型号进行详细的解读。
型号:C140-1.35
“C”: 此为系列代号。根据提示,“CJ”或“CF”常被用于表示“选矿专用”离心鼓风机。此处的“C”可以理解为是“Centrifugal”(离心的)和/或“Concentrate”(选矿)的缩写,是此类多级离心鼓风机的基础系列标识。它明确指出了这是一台适用于选矿等工业流程的离心式鼓风机。
“140”:
这表示风机在特定进口条件(通常是标准进气状态:压力为1个标准大气压,温度为20℃,相对湿度为50%)下的额定容积流量,单位为立方米每分钟。因此,C140-1.35风机设计的额定输送风量为每分钟140立方米。这是选型时最关键的参数之一,需根据浮选槽的总容积、充气量要求等计算确定。
“-1.35”: 此部分表示风机的出口相对压力。根据规则,“-”后面的数字代表风机出口处的绝对压力与标准大气压的比值,即“多少个大气压”。因此,“-1.35”意味着风机出口的绝对压力为1.35个标准大气压。
我们需要将其转换为工程上更常用的表压(Gauge
Pressure) 概念。已知标准大气压约为101.3
kPa(或0.1013 MPa)。
出口绝对压力 = 1.35 × 101.3 kPa ≈
136.76 kPa。
出口表压 = 出口绝对压力
- 大气压 = 136.76 kPa - 101.3 kPa ≈ 35.46 kPa(约等于0.035
MPa 或 3500 mmH₂O左右)。
这个压力值决定了风机能够克服的系统总阻力,是确保空气能有效注入浮选槽底部的关键。
进风口压力说明: 根据规则,型号中未使用“/”符号来指定进风口压力,这意味着其进风口压力默认为1个标准大气压。即风机设计进气条件为常压。
综合解析结论:
C140-1.35型浮选专用多级离心鼓风机,是一款设计用于在标准进气状态下,每分钟输送140立方米洁净空气,并能提供出口绝对压力为1.35个大气压(即表压约35.5
kPa)的通用型动力设备。其流量和压力参数适用于中小型浮选生产线或作为大型生产线的单元供风风机。
第三章 风机核心配件解析
一台完整的C140-1.35多级离心鼓风机是一个复杂的系统,由数百个零部件组成。以下对其核心配件进行解析:
1. 转子总成(核心做功部件)
这是风机的心脏,负责将机械能转化为气体的压力能和动能。
主轴: 采用高强度合金钢锻造而成,经调质热处理,具有高强度和韧性。其上装有叶轮、平衡盘、联轴器等,要求极高的直线度和表面光洁度。
叶轮: 通常采用后弯式叶片设计,效率高、性能曲线稳定。材料根据输送介质(空气)的洁净程度可选优质碳素钢、低合金钢或不锈钢。每个叶轮都经过严格的动平衡校正,以减少振动。
平衡盘/鼓: 用于平衡多级叶轮产生的巨大轴向推力,是保证风机长期稳定运行的关键零件。其与固定部件间的间隙要求非常精确。
2. 机壳与隔板(静压转换部件)
机壳(气缸): 通常为铸铁或铸钢件,水平剖分式结构,便于安装和检修。它容纳转子并形成气体的流通通道。设计需保证足够的刚度和强度以承受内压。
隔板与导叶: 安装在机壳内各级叶轮之间。隔板将机壳分隔成连续的级。导叶分为回流器(将上一级叶轮出口的气体引导至下一级叶轮进口)和扩压器(将气体动能转化为静压)。其型线设计直接影响到风机的效率和性能。
3. 密封系统(防止内泄漏与外泄漏)
级间密封: 通常为迷宫密封,安装在隔板与主轴之间,防止高压级气体向低压级泄漏,保证各级效率。
轴端密封: 这是关键密封,防止机壳内气体沿主轴向外泄漏到大气中,或外部空气被吸入。对于无油要求的浮选风机,普遍采用碳环密封或干气密封。碳环密封结构简单、维护方便;干气密封性能更优,几乎零泄漏,但成本较高。
4. 轴承与润滑系统(支撑与保障)
径向轴承: 多采用滑动轴承(椭圆瓦或可倾瓦轴承),具有良好的阻尼特性,支撑转子高速旋转。
推力轴承: 承受转子剩余的轴向推力,通常采用金斯伯雷式或米切尔式推力轴承,能承受较大的推力载荷。
润滑系统: 包括油箱、油泵、冷却器、过滤器、安全阀等。为轴承提供连续、洁净、温度适宜的润滑油,是风机稳定运行的命脉。
5. 进气系统与调节机构
进气室与过滤器: 保证吸入洁净的空气,防止粉尘磨损叶轮和堵塞流道。
进口导叶(IGV)调节机构: 通过改变进入第一级叶轮的气流预旋角度来调节风量和压力,比出口节流调节节能效果显著。
第四章 风机常见故障分析与修理维护
对风机配件的深入理解是进行故障诊断和修理的基础。以下是C140-1.35风机常见故障及处理方案。
1. 振动超标
振动是风机最常见的故障现象,原因复杂。
原因分析:
转子不平衡: 叶轮结垢、磨损不均、部件脱落或松动。
对中不良: 风机与电机联轴器对中精度超差。
轴承损坏: 磨损、疲劳剥落、间隙过大。
动静部件摩擦: 密封件磨损、转子挠度超标导致碰磨。
基础松动或共振。
修理流程:
停机检查: 首先检查地脚螺栓、联轴器对中情况。
振动频谱分析: 使用振动分析仪采集数据,通过频谱特征判断故障源(如工频峰值高多为不平衡,2倍频高多为对中不良)。
解体检查: 若初步判断为内部问题,需解体风机。检查叶轮积垢情况并清理,检查叶轮、主轴有无损伤。
转子动平衡校正: 在动平衡机上对转子总成进行精确的动平衡校正,达到标准要求的平衡等级(如G2.5级)。
更换损坏件: 更换磨损的轴承、密封件。
重新装配与对中: 严格按照装配工艺要求,确保各部间隙(如轴承间隙、密封间隙)符合标准,最后精细对中。
2. 轴承温度过高
原因分析:
润滑不良: 油位过低、油质劣化、油路堵塞、冷却器效率下降。
轴承本身问题: 轴承磨损、间隙不当、安装不当(如紧力过大)。
负载过大: 系统阻力异常增高,导致风机负荷加大。
修理维护:
检查润滑系统: 检查油位、油压、油温。取样化验润滑油品,必要时更换。清洗油过滤器、检查油冷却器换热效果。
检查轴承: 停机后测量轴承游隙,检查滚道和滚动体有无损伤。重新安装时保证正确的配合公差和润滑。
检查系统阻力: 排查进出口管道、阀门、浮选槽充气器是否有堵塞情况。
3. 风量或压力不足
原因分析:
转速降低: 电机故障或皮带传动打滑(若为皮带传动)。
滤网堵塞: 进气过滤器脏堵,进气阻力增大。
内泄漏增大: 密封件(特别是级间密封和轴端密封)磨损严重,内部泄漏量增加。
叶轮磨损: 叶片表面磨损,型线改变,效率下降。
系统实际阻力低于设计值: 工况点偏离高效区(较少见)。
修理方案:
检查转速和过滤器: 确认电机转速,清洗或更换进气过滤器。
性能测试与解体检查: 进行性能测试,与原始性能曲线对比。若怀疑内泄漏或叶轮磨损,需解体检查。更换磨损的迷宫密封齿、碳环密封等。
叶轮修复或更换: 对于磨损严重的叶轮,可采用堆焊、喷焊等工艺修复,或直接更换新叶轮。修复后需重新进行动平衡。
4. 日常维护与预防性修理
建立科学的维护制度是避免突发故障的关键。
日常点检: 每班记录轴承温度、振动值、油压、风压、风量等参数。
定期维护:
每周: 检查油位,清理空气过滤器粗滤网。
每月: 取样分析润滑油。
每季度: 检查联轴器对中情况。
每年(或按运行小时): 进行小修,包括更换润滑油、清洗油系统、检查轴承和密封情况。
每2-3年(或根据状态监测结果): 进行中修或大修,全面解体风机,检查、清洗、测量所有部件,更换所有易损件(密封、轴承等),恢复风机性能。
结论
C140-1.35型浮选专用多级离心鼓风机作为浮选工艺的核心设备,其型号精准地定义了其流量与压力能力,以满足特定的生产需求。深入理解其各个核心配件的功能、结构与相互关联,是进行科学选型、正确操作和高效维护的基础。通过建立以状态监测为导向的预防性维修体系,能够及时发现并处理如振动、温升、性能下降等常见故障,显著降低非计划停机风险,延长设备寿命,最终保障浮选生产线的稳定、高效和经济运行。作为风机技术人员,不断深化对设备“知其然,更知其所以然”的认知,是提升专业技能和保障生产顺行的根本途径。
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