浮选（选矿）风机基础知识与C90-1.7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、C90-1.7型号解析、风机配件、风机维修、选矿设备

引言

浮选作为现代选矿工业的核心工艺之一，其效率与稳定性直接关系到精矿品位、回收率以及最终的经济效益。在浮选流程中，浮选风机，特别是离心鼓风机，扮演着无可替代的关键角色。它负责向浮选槽中提供稳定、足量且具有一定压力的空气，这些空气被分散成微小气泡，作为载体将目的矿物颗粒选择性富集并携带至矿浆表面，从而实现有用矿物与脉石的有效分离。风机的性能，如风量、风压的稳定性与可调性，直接影响到气泡的尺寸分布、矿化效果乃至整个浮选指标。

在众多浮选风机型号中，C系列离心鼓风机因其结构紧凑、效率较高、运行相对平稳而得到广泛应用。本文将围绕浮选风机的基础知识，重点对C90-1.7型离心鼓风机的型号含义、核心配件构成以及常见故障与修理维护进行系统性的深入解析，旨在为一线设备管理人员、维修技术人员提供实用的理论参考和实践指导。

第一章 浮选（选矿）风机基础概述

1.1 浮选工艺对风机的核心要求

浮选过程本质上是气、液、固三相相互作用的复杂物理化学过程。风机作为气源设备，其输出必须满足以下苛刻条件：

恒定的风量供给：浮选过程要求单位时间内进入浮选槽的空气量保持稳定。风量的波动会直接导致气泡群数量的变化，破坏浮选动力学平衡，引起精矿品位和回收率的震荡。因此，风机需要具备在管网阻力（如液位深度、透气元件阻力）变化时，仍能保持输出风量相对稳定的特性。 适宜且稳定的出口压力：风机出口压力必须足以克服浮选槽液位的静压、进气管道阻力、以及气体通过叶轮分散器或透气帆布等充气元件时的压力损失。压力不足会导致“喘振”或充气量不足；压力过高则可能损坏充气元件，且浪费能耗。压力稳定是风量稳定的前提。 洁净无油的空气：在大多数浮选工艺中，特别是涉及特殊药剂时，要求空气中不含油分及其他污染物，以免影响药剂的效能或污染精矿产品。这决定了浮选风机通常采用无油润滑结构或采取有效的油气分离措施。 良好的调节性能：不同的矿石性质、给矿量、药剂制度需要不同的充气量。因此，风机应具备方便、灵敏的风量调节能力，如通过进口导叶、出口阀门、变频调速等方式实现风量的无极或级差调节。 高可靠性与可维护性：选矿厂通常连续生产，风机作为关键设备，必须运行可靠，平均无故障时间长。同时，结构设计应便于日常检查、维护和周期性大修，以缩短停机时间。

1.2 离心鼓风机的工作原理与特点

离心鼓风机的工作原理基于牛顿第二定律和离心力原理。当电机驱动风机叶轮高速旋转时，叶轮叶片间的气体在离心力的作用下被甩向叶轮外缘，从而使叶轮中心处形成低压区，外部空气在大气压作用下被源源不断地吸入。被甩出的气体进入截面积逐渐扩大的蜗壳（扩压器），流速降低，部分动能转化为静压能，最终以高于大气压的压力从出口排出。

其主要特点包括：

优点：
结构相对简单，体积小，重量轻。 输送空气无油污染。 运行平稳，振动和噪声相对可控。 在额定工况附近效率较高。 流量范围较广，可覆盖大多数浮选应用场景。
缺点：
工作压力通常低于罗茨鼓风机（在同等流量下）。 特性曲线较陡，即流量随管网阻力变化较为敏感（但通过调节手段可改善）。 存在喘振区，运行时应避开该区域。

1.3 离心鼓风机型号命名规则解析

国内风机行业型号命名虽未完全统一，但大多遵循一定的规律，通常包含系列代号、流量参数、压力参数等信息。参考文中给出的示例“C300-1.14/0.987”：

“C”：通常代表“离心”（Centrifugal）鼓风机，有时也指特定系列。如“CJ”、“CF”可能表示“选矿专用离心鼓风机”。 “300”：表示风机在标准进气状态下的额定流量，单位为立方米每分钟（m³/min）。这是风机选型的核心参数之一。 “-1.14”：表示风机的出口绝对压力（或表压换算后的等效值），单位为公斤力每平方厘米（kgf/cm²）或大气压（atm）。1 atm ≈ 1 kgf/cm² ≈ 0.1 MPa。此处1.14即1.14个大气压。 “/0.987”：表示风机的进口绝对压力。标准大气压为1 atm（约0.1013 MPa），若进口压力非标准（如高原地区或带进口过滤器阻力较大），需注明。若无“/”及后续数字，通常默认为标准大气压（1 atm）。

理解这一命名规则是正确选型、使用和解读风机参数的基础。

第二章 C90-1.7型离心鼓风机型号深度解析

2.1 型号代码释义

根据上述规则，我们对C90-1.7型离心鼓风机进行解析：

“C”：此处的“C”明确指代C系列多级离心鼓风机。该系列风机专为输送清洁空气设计，采用多级叶轮串联结构，每一级叶轮对气体进行增压，最终累积达到所需的出口压力。多级设计使得在获得较高压力的同时，单个叶轮的转速和应力水平得以优化，风机运行更平稳可靠。 “90”：这是风机流量参数的标识。它表示该风机在设计工况点（通常指标准进气状态：进口压力为1个标准大气压，温度20℃，相对湿度50%）下的额定体积流量为90立方米每分钟（m³/min）。这个流量是浮选工艺设计时计算充气量的根本依据，需要与浮选槽的规格、数量以及所需的充气强度（单位矿浆表面积或体积的通气量）相匹配。 “-1.7”：此部分表示风机的压力性能。根据惯例，它指的是风机的出口绝对压力为1.7个大气压（atm）。换算成工程上常用的表压（即超出当地大气压的部分）约为0.7 kgf/cm² 或 0.0686 MPa（假设进口压力为1 atm）。这个压力值确保了风机能够克服浮选系统总阻力（管路、阀门、液位、充气元件等），将空气有效送入矿浆中。

综合解读：C90-1.7是一款C系列多级离心鼓风机，其主要性能参数为：在标准进气条件下，能够提供每分钟90立方米的空气流量，出口绝对压力达到1.7个大气压。该型号适用于中等规模浮选厂或作为大型浮选系列中的单系列供风设备，其压力等级能够满足大多数常规浮选槽的充气需求。

2.2 主要性能参数与选型考量

除了型号中直接体现的流量和压力，在实际选型和应用中还需关注以下参数：

轴功率：风机正常运行所需的输入功率，用于匹配电机规格和计算能耗。可根据公式：轴功率（千瓦）约等于 [流量（m³/min） × 压升（kPa）] / （60 × 风机全压效率） 进行估算。对于C90-1.7，压升约为70 kPa，若效率取75%，则轴功率约 (90 × 70) / (60 × 0.75) ≈ 140 kW。通常需选配160kW或以上的电机。 转速：风机主轴的旋转速度（r/min）。高转速通常意味着更紧凑的结构，但对动平衡、轴承和转子动力学要求更高。 效率：风机将输入的电能转化为气体压力能和动能的有效程度。高效率意味着更低的运行成本。离心风机的效率曲线通常呈抛物线状，存在一个最高效率点，选型时应使常用工况点靠近该点。 必需汽蚀余量或喘振边界：对于风机，更关注喘振边界。应确保风机的工作点远离喘振区，通常通过设置放空阀或采用其他防喘振措施来保障。

选型时，必须将工艺计算所需的风量、风压与风机的性能曲线进行匹配，确保工作点落在风机高效、稳定运行的区域内。

第三章 C90-1.7风机核心配件解析

一台完整的C90-1.7离心鼓风机由多个子系统组成，了解其核心配件的功能、材料和结构，是进行正确维护和修理的前提。

3.1 转子组件

转子是风机的“心脏”，高速旋转完成能量转换。

主轴：通常采用高强度合金钢（如40Cr、42CrMo）锻造而成，经过调质处理获得良好的综合机械性能。轴上有安装叶轮、轴承的轴颈，以及平衡盘等结构，精度和表面光洁度要求极高。 叶轮：是核心做功部件。C90-1.作为多级风机，通常有2-4个叶轮串联安装于主轴上。叶轮多为闭式或半开式结构，由轮盘、叶片和轮盖组成。材料需具备高强度、抗疲劳和耐腐蚀特性，常用低合金高强度钢、不锈钢或铝合金。叶片型线（如后弯式、径向式）直接影响风机效率和性能曲线。后弯叶片效率高、噪声小、特性曲线平坦，更适用于流量稳定的浮选工况。 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。它是转子动力学设计的关键部件。 联轴器：连接风机主轴与电机轴，传递扭矩。常用膜片式或鼓形齿式联轴器，能补偿一定的轴向、径向和角向偏差，并具有缓冲减振作用。

3.2 静子组件

静子部件构成气流通道和支撑结构。

机壳（缸体）：容纳转子和引导气流的主体结构。通常为铸铁或铸钢件，水平中分或垂直剖分式设计，便于拆装检修。内部设有隔板形成扩压器和回流器，引导气体从前一级叶轮出口进入下一级叶轮进口。 进气室与排气室：分别位于风机两端，连接进、出口管道。其设计应保证气流均匀平稳地进入首级叶轮和从末级蜗壳排出，减少涡流损失。 扩压器与回流器：位于各级叶轮之后，固定于机壳隔板上。扩压器将气体的动能转化为静压能；回流器则引导气体以合适的角度进入下一级叶轮。

3.3 轴承与润滑系统

支撑轴承：承受转子的径向载荷，确保主轴高速旋转时的稳定性。通常采用滑动轴承（如椭圆瓦、可倾瓦轴承）或高性能滚动轴承（如双列向心滚子轴承）。滑动轴承承载能力强、阻尼性能好，更适用于高速重载场合。 推力轴承：承受转子剩余的轴向推力，确定转子的轴向位置。常用金斯伯雷型或米切尔型可倾瓦块推力轴承。 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。包括主、辅油泵、油箱、冷却器、过滤器、安全阀及管路仪表等。润滑油不仅起润滑作用，还带走摩擦产生的热量，是保证轴承安全运行的生命线。

3.4 密封系统

防止气体沿轴端泄漏和润滑油进入机壳。

轴端密封：常用迷宫密封、碳环密封或干气密封。浮选风机对空气纯度要求高，且压力不高，迷宫密封因结构简单、非接触、无磨损而广泛应用。它利用一系列节流齿与轴套间形成的微小间隙产生节流效应来实现密封。 级间密封：防止气体在各级之间窜流，通常也采用迷宫密封形式。

3.5 调节与控制系统

进口导叶调节：在风机进口处安装可调角度的导叶片，通过改变进气预旋来调节风机性能和工况点。这是离心风机常用的、经济高效的流量调节方式。 监测仪表：包括轴承温度传感器（铂热电阻）、轴振动和位移传感器（涡流探头）、压力表、温度计等，用于实时监控风机运行状态。 控制柜：集成电机启停、油泵控制、参数显示、报警和连锁保护（如油压低、温度高、振动大自动停机）功能。

第四章 C90-1.7风机常见故障分析与修理维护

4.1 日常维护与定期检查

预防性维护是减少故障、延长风机寿命的关键。

日常巡检：
听：倾听运行声音是否平稳，有无异常摩擦、撞击声。 摸：手感检查轴承座温度是否异常升高（通常要求不超过70℃）。 看：观察油位、油色是否正常；有无漏油、漏水、漏气现象；仪表指示是否在正常范围；振动情况。 记：记录运行参数（电流、电压、风压、风量、温度、振动值等）。
定期检查：
润滑油：定期取样化验，根据结果决定是否更换。一般每运行3000-5000小时或半年更换一次。 过滤器：清洗或更换进气过滤器和润滑油过滤器。 对中复查：风机与电机运行一段时间后基础可能沉降，需定期复查联轴器对中情况。 螺栓紧固：检查地脚螺栓及其他关键连接螺栓的紧固力矩。

4.2 常见故障诊断与处理

风量或压力不足
原因分析：进气过滤器堵塞；管道系统泄漏或阻力增大（阀门开度不足、管道积垢）；转速降低（皮带打滑、电源频率低）；叶轮磨损、腐蚀或积垢严重导致性能下降；密封间隙过大，内泄漏严重。 处理措施：清洗或更换过滤器；检查并堵漏，清理管路，全开阀门；检查电机和传动装置；停机检查叶轮状况，必要时清洗、修复或更换；调整或更换密封件。
风机振动超标
原因分析：转子不平衡（叶轮粘附物、磨损不均、部件松动）；对中不良；轴承磨损或损坏；基础刚度不足或地脚螺栓松动；喘振；临界转速共振。 处理措施：停机清理叶轮或重新做动平衡；重新找正对中；更换轴承；加固基础、紧固螺栓；调整工况点远离喘振区；检查并避开临界转速区。
轴承温度过高
原因分析：润滑油量不足或油质劣化；冷却器效果差（结垢、堵塞）；轴承安装不当或间隙不合适；轴承损坏；轴向推力过大（平衡盘堵塞或磨损）。 处理措施：补充或更换润滑油；清洗冷却器；重新安装或调整轴承间隙；更换轴承；检查平衡盘及密封系统。
异常声响
摩擦声：可能为转子与静止件摩擦（如密封、气封），需检查间隙。 撞击声：内部部件松动脱落，立即停机检查。 喘振声：气流剧烈波动产生的周期性“呼哧”声，需立即开大出口阀或放空阀，调整工况。

4.3 大修流程与关键修理技术

当风机运行时间达到大修周期（通常8000-24000小时）或出现严重故障时，需进行解体大修。

大修前准备：切断电源、气源、水源，挂警示牌；准备齐全的工具、量具、备品备件（如轴承、密封、O型圈）；制定详细的检修方案和安全措施。 解体与清洗：按顺序拆卸进出口管路、联轴器、仪表线、上下机壳连接螺栓等。吊开上机壳，小心吊出转子。使用专用清洗剂彻底清洗所有零部件，特别是油路、气道。 检查与测量：
转子：检查主轴有无弯曲、裂纹；叶轮有无裂纹、磨损、腐蚀；必要时进行无损探伤（磁粉或超声波）。测量主轴直线度、叶轮口环跳动、转子总跳动量。 动静间隙：精确测量各级密封（迷宫密封齿顶间隙）、轴承间隙、叶轮与隔板间隙等，与出厂标准或维修标准对比。 轴承：检查巴氏合金层有无剥落、磨损、裂纹、烧损。 机壳与管道：检查有无裂纹、腐蚀。
修理与更换：
转子动平衡校正：这是大修的核心环节。无论是否更换叶轮，转子重新组装后必须在动平衡机上按精度等级（如G2.5）进行精确平衡。不平衡量超标是振动的主要根源。 叶轮修复：对于局部磨损，可采用堆焊后机加工修复；裂纹可焊补；严重损坏则需更换。修复后的叶轮需重新进行静平衡和动平衡。 密封更换：所有迷宫密封片、O型圈等通常在大修时全部换新，确保密封效果。 轴承更换：按规范安装新轴承，保证合适的过盈量和间隙。 管路、冷却器清理：彻底清除水垢、油污。
回装与调试：按拆卸的逆顺序回装，确保各部件安装到位，间隙符合要求。重点保证机壳中分面密封良好，联轴器对中精确。加注新润滑油。调试时先点动确认转向，再空载运行，逐步加载至额定工况，密切监控各项参数直至稳定正常。

结论

C90-1.7型离心鼓风机作为浮选作业的关键动力设备，其性能的稳定直接关系到选矿生产的顺行与效益。深入理解其型号背后的性能参数，掌握其核心配件的结构与功能，并建立起一套科学、规范的日常维护、故障诊断与大修管理体系，是保障风机长周期、安全、高效运行的根本。作为设备管理者或技术人员，应不断积累实践经验，将理论知识与现场情况紧密结合，才能最大限度地发挥设备潜能，为浮选工艺提供最可靠的气源保障。

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