浮选(选矿)专用风机CJ190-1.5基础知识解析

作者：王军（139-7298-9387）

关键词：浮选工艺、多级离心鼓风机、CJ190-1.5型号解析、风机配件、风机维修、选矿设备

摘要

本文旨在系统阐述浮选（选矿）工艺中核心动力设备—多级离心鼓风机的基础知识，并以典型的CJ190-1.5型号机为例，深入解析其型号含义、技术特点、核心配件构成以及常见故障的诊断与维修要点。文章面向风机技术从业人员、选矿厂设备管理人员及维修工程师，力求通过详实的理论分析与实践经验总结，为浮选风机的选型、日常维护与高效修理提供专业指导。

第一章：浮选工艺与风机的作用概述

浮选是现代选矿工业中最为重要的矿物分选方法之一，广泛应用于有色金属、黑色金属、非金属以及煤炭等物料的分离与提纯。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选择性分离。在这一复杂的过程中，空气起着至关重要的作用：它既是产生气泡的载体，也是将附着在气泡上的有用矿物颗粒携带至矿浆表面形成泡沫精矿的动力来源。

浮选专用鼓风机，正是为浮选槽提供稳定、足量、压力适宜的空气的关键设备。其性能的优劣直接关系到浮选过程的各项技术经济指标：

精矿品位与回收率：风机提供的风量风压稳定性，直接影响气泡的大小、分布以及矿化过程，进而影响最终精矿的质量和有用矿物的回收程度。 药剂消耗：适宜的气流条件可以优化药剂与矿物的作用效率，从而在达到相同分选效果的前提下降低药剂用量。 能耗指标：风机是选矿厂的重点能耗设备之一，其运行效率直接关系到生产成本。 工艺稳定性：风量风压的波动会破坏浮选过程的动态平衡，导致生产指标波动，因此要求风机具备良好的调节性能和运行稳定性。

多级离心鼓风机因其结构紧凑、运行平稳、效率较高、调节范围宽等优点，成为大中型浮选厂的首选供风设备。CJ系列便是专为选矿浮选工况设计的典型代表。

第二章：CJ190-1.5型号机型号深度解析

参照行业惯例及提供的参考模型，我们对“CJ190-1.5”这一型号进行逐项解读：

系列代号“CJ”：
“C”通常代表“离心”（Centrifugal），指明了风机的基本工作原理—依靠叶轮旋转产生的离心力对气体做功。 “J”在此处代表“选矿”（或“矿业”专用），表明该系列风机是专门针对选矿厂，特别是浮选车间的工况特点（如连续运行、空气介质、一定的压力需求等）进行优化设计的。与之类似的还有“CF”等代号，可能代表不同制造商或不同细分市场的系列名称，但核心用途相近。CJ系列风机通常具备耐磨损、防腐蚀、易于维护等特点。
流量参数“190”：
此数值表示风机在特定进口状态（通常是标准进气状态：压力为1个标准大气压，温度为20摄氏度，相对湿度50%）下的额定容积流量，单位为“立方米每分钟”。 因此，“190”意味着该风机在设计工况下，每分钟能够输送190立方米的空气。这是风机选型的核心参数之一，需要根据浮选槽的总容积、充气量要求、管线损失等综合计算确定。风量不足会导致浮选效率下降，风量过大则可能造成能源浪费甚至破坏泡沫层稳定性。
压力参数“-1.5”：
此参数定义了风机的出口压力（相对压力）。参考模型中提到用“大气压”作为单位，但在工程实际中，更常见的表示单位是“千帕”（kPa）或“巴”（bar）。1标准大气压约等于101.325 kPa或1.01325 bar。 “-1.5”在此处应理解为风机出口的绝对压力为1.5个标准大气压。由于进口压力默认为1个标准大气压，因此其产生的压升（或称为升压）为 (1.5 - 1) = 0.5个大气压，约等于50 kPa 或 0.5 bar。 型号中未出现“/”及后续数字，根据约定，表示进口压力为1个标准大气压。这个压力参数至关重要，它必须克服浮选槽液位的静压、管道沿程阻力损失、局部阻力损失以及气泡发生器（如喷枪、旋流器等）的阻力，确保空气能有效弥散成微小气泡。

综合理解：CJ190-1.5型号机是一款专为选矿浮选设计的离心鼓风机，它能够在标准进气条件下，每分钟输送190立方米空气，并将空气压力提升约0.5个大气压（约50 kPa），为浮选作业提供稳定气源。

第三章：CJ190-1.5型多级离心鼓风机核心配件解析

多级离心鼓风机通过多个叶轮串联工作，逐级提高气体压力。了解其核心配件对于正确使用和维护至关重要。CJ190-1.5的主要部件包括：

转子总成：这是风机的“心脏”。
主轴：通常由高强度合金钢制成，具有足够的刚性、强度和临界转速裕度，用于安装叶轮、平衡盘等部件并传递扭矩。 叶轮：是风机的核心做功元件。CJ190-1.5采用多级叶轮（具体级数由设计决定，可能为2-4级）。叶轮一般采用后向或径向叶片，材料常为优质碳素钢、低合金钢或不锈钢，并进行精密动平衡校正，以确保高速旋转下的平稳性。叶轮的型线、加工精度直接影响风机效率和性能。 平衡盘/鼓：用于平衡多级叶轮产生的轴向推力，减少推力轴承的负荷。它是保证风机长期稳定运行的关键部件。
机壳（气缸）：通常为铸铁或铸钢件，结构紧凑，内部设有隔板形成各级的扩压器和回流器，引导气流有序地从前一级叶轮出口进入下一级叶轮进口。机壳要求有良好的刚性和气密性。进出口法兰标准与管道系统匹配。 轴承系统：
支撑轴承：通常采用滚动轴承（如双列向心球面滚子轴承）或滑动轴承（油膜轴承），用于支撑转子重量并确定径向位置。滑动轴承在高转速、重载场合应用更广，运行平稳但维护要求高。 推力轴承：用于承受残余的轴向推力，确保转子轴向定位准确。多采用金斯伯雷型或米切尔型等可倾瓦块推力轴承。
密封系统：
级间密封：安装在隔板与主轴之间，通常为迷宫密封，用于减少高压级气体向低压级的泄漏，保证级效率。 轴端密封：防止机壳内气体沿轴向外泄或外部空气吸入。常见形式有迷宫密封、填料密封（用于低压或特殊气体）以及机械密封（用于要求零泄漏或危险介质）。对于输送空气的CJ190-1.5，迷宫密封是经济可靠的选择。
润滑系统：对于采用滑动轴承的风机，强制润滑系统必不可少。主要包括主、辅油泵、油箱、油冷却器、油过滤器、安全阀及复杂的油路管道和仪表。确保润滑油的压力、温度和清洁度是轴承长寿的关键。 底座与联轴器：底座用于支撑和找正风机与电机。联轴器（如膜片式联轴器）用于连接风机主轴和电机轴，传递动力，并能补偿一定的轴向、径向和角向偏差。 进出口消音器/过滤器：虽然不是风机本体部件，但常作为配套设备。进口消音器降低进气噪声，进口过滤器防止灰尘等杂质进入风机，保护叶轮和内部流道。

第四章：CJ190-1.5型号机常见故障诊断与修理规程

风机的修理必须建立在准确诊断的基础上。以下是CJ190-1.5型号机常见故障现象、原因分析及修理要点。

一、 振动超标
振动是风机最常见的故障现象，原因复杂。

可能原因：
转子不平衡：叶轮粘附物料（结垢）、磨损不均、零部件松动或丢失、动平衡块移位。 对中不良：风机与电机联轴器对中超差，运行时产生附加应力。 轴承损坏：磨损、疲劳剥落、间隙过大等。 基础或底座问题：地脚螺栓松动、基础刚性不足、底座变形。 喘振：风机在小流量工况下运行，出现气流周期性振荡。 转子与静止件摩擦：如密封件摩擦。
修理步骤：

停机检查：首先检查地脚螺栓、联轴器对中情况。 振动分析：使用振动分析仪测量振动频率、幅值、相位，初步判断故障类型（例如，工频振动大可能是不平衡或对中问题；倍频成分多可能与对中不良有关；高频可能涉及轴承）。 解体检查：若简单外部检查无法解决问题，需停机解体。重点检查：
转子：清理叶轮，检查磨损情况，送专业厂家进行动平衡校正。平衡精度等级需达到G2.5或更高。 轴承：检查游隙、滚道、滚动体，必要时更换。安装新轴承时需采用合适工具，确保到位。 密封：检查迷宫密封齿的磨损情况，间隙是否超标。
重新装配与对中：严格按照装配工艺进行，确保各部件装配到位。完成后，使用百分表或激光对中仪进行精密对中，确保径向和轴向偏差在允许范围内。

二、 轴承温度过高

可能原因：
润滑不良：油位过低、油质恶化（乳化、杂质多）、油路堵塞、油冷却器效率下降。 轴承本身问题：轴承损坏、游隙不当、安装不正确。 载荷过大：风机接近喘振区运行、进出口管路阻力过大。
修理步骤：

检查润滑系统：检查油位、油压、油温。取样化验润滑油质量。清洗或更换油过滤器，检查油冷却器水路是否通畅。 检查轴承：若润滑系统正常，则需检查轴承。解体后测量轴承游隙，观察有无损伤。 调整工况：检查系统阻力，确保风机在高效区运行，避免喘振。

三、 风量或风压不足

可能原因：
转速降低：电机故障或电源问题导致转速下降（风量与转速成正比，风压与转速的平方成正比）。 滤网堵塞：进口过滤器积灰严重，进气阻力增大。 内部泄漏：密封磨损，级间或轴端泄漏量增大。 叶轮磨损或腐蚀：效率下降。 管路系统问题：阀门开度不足、管道泄漏或堵塞。
修理步骤：

系统检查：首先检查电机转速、过滤器压差、阀门状态和管道完整性。 性能测试：测量实际进出口压力、流量，与性能曲线对比。 内部检修：若外部原因排除，需解体风机。重点检查各级叶轮的磨损情况，测量迷宫密封的间隙。对磨损严重的叶轮可采用修复（如堆焊后重新加工动平衡）或更换。更换密封件，恢复设计间隙。

四、 异常噪音

可能原因：
轴承噪音：轴承损坏的典型特征。 喘振：伴有气流周期性剧烈波动和低沉吼声。 摩擦声：转子与静止件刮擦。 松动件：零部件松动产生的撞击声。
修理步骤：结合声音特征（频率、连续性）和振动分析进行判断，针对性处理。喘振需立即调整工况，增大流量。

通用修理安全规程与注意事项：

断电隔离：修理前必须切断电源，并挂上“禁止合闸”警示牌。 完全泄压：停机后，确保机内气体完全释放。 冷却至室温：防止烫伤。 使用合适工具：严禁野蛮拆装。 清洁度控制：修理现场保持清洁，特别是轴承、密封部位，防止污染物进入。 记录归档：详细记录故障现象、诊断过程、更换备件、修理数据（如对中数据、间隙测量值等），建立设备维修档案。

第五章：日常维护与预防性维修策略

对于CJ190-1.5这类关键设备，实施预防性维护远比事后维修更为经济有效。

日常点检：操作人员每班次检查油位、油温、油压、振动、噪音有无异常，记录运行参数。 定期维护：
月度：检查联轴器对中情况，紧固地脚螺栓，清洗进口滤网。 季度：取样分析润滑油品质，必要时更换。 年度大修：根据运行小时数或状态监测结果，安排计划性停机大修。内容包括全面解体检查、清洗、测量磨损、更换易损件（如轴承、密封）、重新校正动平衡和对中，性能测试等。这是发现并消除潜在隐患，恢复设备性能的最佳时机。
状态监测：采用振动监测、油液分析、红外热成像等技术，定期采集数据，分析趋势，实现预测性维修，避免突发故障。

结论

CJ190-1.5型浮选专用多级离心鼓风机是选矿厂浮选车间的关键设备。深入理解其型号含义、掌握其核心配件的结构与功能，并建立系统化的故障诊断、修理及预防性维护体系，是保障其长期、稳定、高效运行，从而确保整个浮选工艺流程顺畅和经济效益最大化的基石。作为风机技术人员，应不断学习相关知识，积累实践经验，提升应对各种复杂问题的能力。

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