浮选(选矿)专用风机C315-1.17/0.66基础知识解析
作者:王军(139-7298-9387)
关键词:浮选风机、多级离心鼓风机、型号解析、风机配件、风机修理、C315-1.17/0.66
第一章:浮选工艺与风机的作用概述
浮选是选矿工业中一种极为重要的物理化学分离方法,广泛应用于有色金属、黑色金属、非金属以及煤炭等矿产的分选。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-固三相界面有选择性地使某种矿物附着于气泡上,并随气泡上浮至矿浆表面形成泡沫层,从而实现目标矿物与脉石矿物的分离。在这一复杂的三相体系中,空气的引入是至关重要的环节,而承担这一供气核心任务的设备,正是浮选专用鼓风机。
浮选风机,或称选矿鼓风机,其主要作用是为浮选槽提供稳定、连续且具有一定压力的空气流。这些空气被充入矿浆后,主要实现以下几个关键功能:
生成气泡:空气通过浮选槽底的充气装置(如扩散器、叶轮定子组)被剪切、分散成大量微小、均匀的气泡,这些气泡是疏水性矿物颗粒的运载工具。
创造搅拌:气流的注入有助于维持矿浆的悬浮状态,防止固体颗粒沉淀,并促进药剂与矿物颗粒的充分接触。
提供氧源:在某些硫化矿的浮选过程中,氧气是促进矿物表面氧化、改善可浮性的重要因素。
风机提供的空气量(风量)和压力(风压)直接决定了浮选过程的效率与效果。风量不足,会导致气泡数量不够,矿物回收率下降;风量过大,则可能造成液面翻花,泡沫层不稳定,精矿品位降低。风压不足,无法克服矿浆静压和管路及充气装置的阻力,导致空气无法有效弥散;风压过高,则能耗增加,设备磨损加剧。因此,选择一台性能匹配、运行可靠的浮选专用风机是浮选厂稳定、高效生产的前提。
在众多类型的风机中,多级离心鼓风机因其风压稳定、流量范围广、运行平稳、效率较高、易于维护等特点,成为中大型浮选厂的首选。本文将围绕浮选工艺中广泛应用的C315-1.17/0.66型多级离心鼓风机,深入解析其型号含义、核心配件构成以及常见的维修保养知识。
第二章:C315-1.17/0.66风机型号深度解析
风机型号是风机身份和性能的集中体现,准确理解型号中各参数的含义,是进行设备选型、安装、操作和维护的基础。参照行业惯例及提供的参考信息,我们对“C315-1.17/0.66”这一型号进行逐项拆解。
“C”:此为首位字母,通常代表“离心式鼓风机”。在更细致的分类中,部分厂家会用“CJ”或“CF”来特指“选矿专用离心鼓风机”,以示其针对选矿厂恶劣工况(如湿度大、可能有腐蚀性气体)进行了特殊设计或材料选择。本例中的“C”可理解为离心鼓风机的基本系列,但其应用目标明确指向浮选等工业流程。
“315”:这组数字紧随系列代号之后,是风机型号的核心参数之一,它表示风机在标准进气状态(通常指进口压力为1个标准大气压,温度为20摄氏度,相对湿度为50%)下的额定流量。其单位是“立方米每分钟”。因此,“315”意味着这台风机设计的额定输送空气流量为每分钟315立方米。这是选型时匹配浮选槽总充气量的关键依据。例如,若每个浮选槽需要15立方米每分钟的充气量,那么这台风机大约可以满足21个槽的供气需求(需考虑管路损失余量)。
“-1.17”:此部分表示风机的出口压力。在风机领域,压力常用“公斤力每平方厘米”或“大气压”来表示。这里的“1.17”指的是出口绝对压力为1.17个标准大气压。由于1个标准大气压约等于0.101325兆帕,所以1.17个大气压约等于0.1185兆帕。这个压力值必须足以克服以下几部分阻力之和:进气管路阻力、浮选槽内矿浆的静压、充气装置(如陶瓷扩散器或叶轮)的阻力、以及出气管路的阻力。设计时需留有足够的余量。
“/0.66”:斜杠后的数值表示风机的进口压力。本例中为0.66个标准大气压(绝对压力)。这是一个非常重要的信息,表明这台风机并非在标准大气压下进气,而是处于一个负压环境。这通常发生在两种情况下:一是风机安装地点海拔较高,大气压力本身低于标准值;二是风机前设有过滤器、消声器等装置,且进气管道较长或存在堵塞,造成了显著的入口压力损失。明确进口压力对于准确计算风机的实际做功能力和效率至关重要。风机所产生的实际压力差(即升压)为出口压力减去进口压力:1.17
- 0.66 = 0.51个大气压。
综合理解:C315-1.17/0.66型号机是一台专为工业流程(如浮选)设计的离心式鼓风机。它在进口绝对压力为0.66个大气压的工况下,能够输送流量为每分钟315立方米的空气,并将其压力提升至出口绝对压力1.17个大气压,即净升压0.51个大气压。如果没有“/0.66”部分,则默认进口压力为1个标准大气压。
第三章:多级离心鼓风机的基本结构与核心配件解析
多级离心鼓风机之所以能提供较高的压力,是因为它将多个单级离心叶轮串联在同一根轴上,空气每经过一级叶轮和导叶,压力就得到一次提升。C315-1.17/0.66作为典型的多级离心鼓风机,其主要由以下核心部件构成:
1. 转子组件
这是风机的“心脏”,是高速旋转做功的核心部件。
主轴:通常由高强度合金钢制成,具有极高的刚性和韧性,用于安装所有叶轮、平衡盘、推力盘等部件,并传递扭矩。
叶轮:是风机中最重要的能量转换元件。多采用后向式叶片设计,以获得较高的效率和稳定的性能。叶轮通常为闭式结构,材料根据输送介质和压力等级选择,常见有优质碳素钢、合金钢或不锈钢。每个叶轮都经过精密的动平衡校正,以确保高速运转平稳。
平衡盘/鼓:用于平衡转子因多级叶轮产生的巨大轴向推力,减轻推力轴承的负荷。
推力盘:与推力轴承配合,承受剩余的轴向推力,确定转子的轴向位置。
2. 定子组件
这是风机的“躯干”,用于支撑转子、引导气流和形成压力室。
机壳(气缸):容纳转子和隔板的主体结构,通常为铸铁或铸钢件,具有足够的强度和刚度以承受内部压力。水平剖分式机壳便于安装和检修。
隔板与导叶:安装在机壳内各级叶轮之间。隔板用于分隔各级压力腔,其上安装的导叶(静止的叶片)的作用是将上一级叶轮出口的气流动能有效地转化为压力能,并以最佳角度引导气流进入下一级叶轮进口。
进气室与排气室:分别位于机壳的两端,负责引导空气平稳进入第一级叶轮和从最后一级导叶汇集后排出。
3. 轴承系统
轴承是支撑转子、保证其平稳旋转的关键。
径向轴承:通常采用滑动轴承(如椭圆瓦轴承)或滚动轴承。滑动轴承承载能力强、阻尼性能好、适用于高速重载场合,是多级离心鼓风机的首选。它们依靠润滑油膜将转子与轴瓦隔开,形成液体摩擦。
推力轴承:专门承受转子剩余的轴向推力,通常采用金斯伯里式或米切尔式可倾瓦块推力轴承,能自动调节,承载能力大。
4. 密封系统
用于防止气体在轴端泄漏和级间窜气,以及防止润滑油进入机壳。
轴端密封:常见形式有迷宫密封、碳环密封或浮环密封。迷宫密封利用多次节流膨胀原理减小泄漏,结构简单可靠,在浮选风机中应用广泛。
级间密封:安装在隔板与主轴之间,防止高压级气体向低压级泄漏,通常也采用迷宫密封。
5. 润滑系统
风机能否长期稳定运行,润滑系统至关重要。它是一个独立的循环系统,包括:
主油箱:储存润滑油。
主油泵:通常由主轴驱动,为轴承提供压力油。
辅助油泵:电机驱动,在风机启停时工作,确保在低速阶段轴承也能得到充分润滑。
油冷却器:冷却因摩擦和热传导而升温的润滑油。
油过滤器:过滤油中的杂质,保持油品清洁。
管路、阀门及安全装置(如安全阀、压力开关、温度计等)。
6. 底座与联轴器
底座:支撑风机和电机,并保证两者的对中关系。
联轴器:连接风机主轴与电机轴,传递动力。常用膜片式联轴器,能补偿一定的轴向、径向和角向偏差,且无需润滑。
第四章:风机常见故障分析与修理维护要点
对风机配件的深入了解是进行有效维修的基础。浮选风机常年连续运行在潮湿、多尘的恶劣环境中,定期维护和及时修理是保障其寿命和效率的关键。
一、日常维护与监测
振动监测:定期使用振动分析仪监测轴承座的振动值。振动异常增大是转子不平衡、轴承磨损、对中不良等故障的早期征兆。
温度监测:使用红外测温枪或内置温度传感器监测轴承温度、润滑油温。轴承温度急剧升高通常预示润滑不良或轴承损坏。
声音监听:凭借经验或使用声学仪器监听风机运行声音。异常的摩擦、撞击声需立即停机检查。
油品分析:定期取样分析润滑油的粘度、水分含量、酸值和金属磨屑成分,可预测内部磨损情况。
二、常见故障分析与修理
1. 风机流量或压力不足
原因分析:
进口过滤器堵塞:导致进气压力降低(如本例中进口压力低于0.66的设计值),风机吸入流量减少。
密封间隙过大:特别是级间迷宫密封磨损,造成级间窜气严重,内部泄漏量大,有效输出降低。
叶轮腐蚀或磨损:浮选空气中可能含微量药剂蒸汽和水分,长期运行会导致叶轮叶片腐蚀、变薄,效率下降。粉尘也可能造成磨损。
转速降低:皮带传动可能打滑,或电网频率波动。
修理措施:
清洁或更换进口空气过滤器。
停机大修,检查所有迷宫密封的径向和轴向间隙,超过允许值必须更换。
检查叶轮,如腐蚀磨损不严重可进行表面防腐修复或动态平衡校正,严重则需更换新叶轮。
检查传动部件和电源。
2. 轴承温度过高
原因分析:
润滑油问题:油位过低、油质劣化(粘度不对、含水、有杂质)、油路堵塞。
轴承本身问题:轴承磨损、疲劳点蚀、刮伤、巴氏合金脱落。
安装问题:轴承间隙过小、对中不良导致附加载荷。
冷却不足:油冷却器结垢或冷却水量不足。
修理措施:
检查油位、油质,必要时换油;清洗油过滤器、检查油泵出力。
停机拆检轴承,测量间隙,观察磨损情况。轻微划痕可研刮修复,严重损坏必须更换新轴承。
重新进行对中找正。
清洗油冷却器,确保冷却水畅通。
3. 风机振动剧烈
原因分析:
转子不平衡:叶轮结垢(浮选空气潮湿易吸附灰尘形成泥垢)、叶轮腐蚀磨损不均、部件松动。
对中不良:风机与电机联轴器对中超差。
基础松动或地脚螺栓松动。
轴承损坏。
临界转速附近运行。
修理措施:
停机清理叶轮上的污垢,并进行动平衡校正。这是浮选风机最常见的振动原因。
重新进行精确的对中找正,使用激光对中仪可提高精度。
紧固地脚螺栓,检查基础有无裂缝。
更换损坏的轴承。
调整运行工况,避开临界转速区。
4. 异常声响
原因分析:
喘振:当风机在小流量、高压比工况下运行时,可能出现流量周期性剧烈波动的喘振现象,伴随巨大气流噪音和振动。这是非常危险的情况。
摩擦声:转子与静止件(如密封、隔板)发生摩擦。
轴承异响:轴承损坏的典型表现。
修理措施:
立即调整工况,增大流量(如打开放空阀),避开喘振区。检查防喘振系统是否正常。
停机检查摩擦痕迹,修正转子中心位置或更换已磨损的密封件。
检查并更换轴承。
三、大修流程简介
当风机运行一定周期或出现严重故障时,需进行解体大修。
准备工作:切断电源,隔离油路、气路,准备专用工具、备件和起重设备。
解体:按顺序拆卸联轴器、轴承箱、机壳螺栓、上缸盖、转子等。每一步都要做好标记,测量关键数据(如轴承间隙、叶轮窜量、密封间隙)。
清洗检查:彻底清洗所有零部件,检查磨损、腐蚀、裂纹情况。重点检查转子(必要时进行无损探伤)、轴承、密封、齿轮等。
修理更换:对不合格的零件进行修复或更换。转子组件必须重新进行动平衡校正。
回装:按解体相反顺序回装,确保所有间隙(如推力间隙、密封间隙)符合图纸要求。严格保证对中精度。
调试:加油、盘车、点动、无负荷试车、逐步加载至满负荷。密切监测振动、温度、压力等参数。
结论
C315-1.17/0.66型浮选专用多级离心鼓风机是浮选工艺流程中的关键动力设备。深入理解其型号背后的性能参数,熟悉其内部结构与核心配件的工作原理,掌握科学的故障诊断与维修维护方法,对于保障浮选生产的稳定、高效、低耗运行具有重要意义。作为风机技术人员,应坚持以预防性维护为主、计划性检修为辅的原则,通过日常精细化的点检和状态监测,将故障隐患消除在萌芽状态,从而最大限度地延长风机使用寿命,为选矿厂的安全生产和经济效益提供坚实保障。
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