浮选(选矿)专用风机CJ115-1.36 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、CJ115-1.36、型号解析、风机配件、风机维修

引言

在矿物加工领域，浮选工艺是实现矿物有效分离的核心技术之一。该工艺依赖于向矿浆中充入大量细小、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，从而达到分选的目的。在这一过程中，为浮选槽提供稳定、足量空气的动力源—浮选专用风机，扮演着至关重要的“心脏”角色。其性能的优劣直接关系到气泡的生成质量、浮选效率乃至最终的精矿品位与回收率。在众多类型的风机中，多级离心鼓风机因其压力稳定、流量调节范围宽、运行可靠等特点，成为大中型浮选厂的首选。本文将聚焦于浮选（选矿）专用多级离心鼓风机中的典型型号CJ115-1.36，对其型号含义、核心配件构成以及常见故障与维修要点进行系统性的深入解析，旨在为从事风机技术管理、操作与维护的工程技术人员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鼓风机的优势

在深入解析特定型号之前，必须首先理解浮选工艺为何对风机有特殊要求，以及多级离心鼓风机为何能胜任此工作。

1.1 浮选工艺对风机的核心要求

稳定的出口压力：浮选槽的液位深度决定了风机需要克服的静压。压力波动会导致充气量不稳定，影响气泡大小和分布，从而破坏浮选过程的稳定性，导致分选指标恶化。因此，风机必须能够在矿浆液位变化时，仍能提供相对恒定的出口压力。 洁净的空气供给：浮选过程对空气质量有较高要求。若空气中含有油分、水分或固体颗粒，会污染矿浆表面，改变药剂性能，甚至堵塞浮选机上的充气器（如喷嘴、透气罩），严重影响浮选效果。因此，风机本身不应产生污染（如油污染），且常需配备进风过滤装置。 良好的流量调节特性：不同的矿石性质、粒度、药剂制度以及浮选槽的不同作业阶段（粗选、扫选、精选）所需的气量是不同的。风机需要具备在较宽范围内平滑、稳定调节流量的能力，以适应工艺变化，实现节能高效运行。 较高的运行效率与可靠性：浮选车间通常是连续生产，风机作为关键动力设备，需要长时间不间断运行。因此，高运行效率意味着更低的能耗成本；高可靠性则意味着更少的非计划停机，保障整个生产流程的顺畅。 较低的噪声水平：风机是工业噪声的主要来源之一，良好的设计和降噪措施有助于改善工作环境，符合职业健康与安全规范。

1.2 多级离心鼓风机的优势

多级离心鼓风机通过将多个叶轮和导叶串联在同一主轴上来实现气体的逐级增压，完美契合了浮选工艺的上述要求：

压力稳定：离心式原理决定了其提供的压力相对稳定，受后端管网阻力变化的影响相对较小，特别适合为多个并联的浮选槽提供稳定气源。 无油压缩：通过精心设计的迷宫密封、机械密封或干气密封，可以实现转子和壳体之间无接触、无润滑的密封，确保输送的空气洁净无油，满足浮选工艺的洁净要求。 宽广的工况范围：通过改变转速（如采用变频驱动）或调节进口导叶，可以在较宽的范围内有效调节风量和风压，适应浮选工艺的变化。 高效率与高可靠性：多级设计使得每个单级叶轮都在较高的效率点附近工作，整机效率高。结构坚固，转子经过精密动平衡校正，运行平稳，振动小，寿命长。 模块化设计：标准化的级数设计使得制造商能够通过增减级数来灵活满足不同压力需求，如CJ系列即可提供多种压力等级的产品。

第二章 CJ115-1.36 风机型号深度解析

参考提供的命名规则，我们对“CJ115-1.36”这一型号进行逐项解读。

2.1 系列代号：“CJ”

“C”：通常代表“离心式（Centrifugal）”。在鼓风机领域，这是一个通用标识，表明风机的工作原理是基于离心力。 “J”：结合上下文“选矿专用”，此处“J”极有可能代表“矿用（J？）或经过特殊设计适用于坚（Jian）苛工业环境”的含义。与“CF”（可能C代表离心，F代表浮选Floatation）类似，“CJ”是制造商定义的、专为选矿（尤其是浮选）工况设计和优化的离心鼓风机系列代号。这意味着该系列风机在材料选择、密封形式、结构强度、防腐措施等方面都针对选矿车间高湿度、可能存在腐蚀性气体的环境进行了特殊考量。

2.2 流量参数：“115”

此数字表示风机在进口状态为标准大气压（101.325 kPa, 20°C） 时，其额定体积流量为每分钟115立方米。 重要概念澄清：此流量是进口状态下的流量，而非出口状态。由于风机是压缩设备，空气经过压缩后，其体积会减小（遵循气体状态方程）。但在风机行业惯例中，通常用进口流量来标称风机的输送能力。因此，CJ115-1.36风机每分钟能“吸入”并处理115立方米的空气（在标准进口条件下）。 工程意义：这个参数是选型的首要依据。它需要与浮选系统的总用气量相匹配。计算总用气量需考虑所有浮选槽的型号、数量、每槽所需的充气强度（立方米/分钟/平方米槽面积或立方米/分钟/立方米槽体积）。选择115立方米/分钟流量的风机，意味着它旨在满足一个中等规模浮选系列的用气需求。

2.3 压力参数：“-1.36”

根据规则，“-”后面的数字表示出口压力，单位为绝对大气压（ata）。 1.36 ata 即表示风机出口处的绝对压力为1.36个标准大气压。 风机压升（压差）的计算：风机的实际做功能力体现在其产生的压力升高值上。通常，进口压力默认为1个标准大气压（ata）。因此，该风机的压升（ΔP）为：
压升 (ΔP) = 出口绝对压力 - 进口绝对压力 = 1.36 ata - 1.0 ata = 0.36 ata。 将单位转换为常用的千帕（kPa）或米水柱（mH₂O）：
0.36 ata × 101.325 kPa/ata ≈ 36.48 kPa 36.48 kPa / (9.81 kN/m³) ≈ 3.72 mH₂O （约等于）
工程意义：这个压力（压升）用于克服整个送风系统的总阻力，包括：进风口过滤器的阻力、管道及阀门的沿程阻力与局部阻力、浮选槽充气器的阻力（关键因素）、以及浮选槽的静液柱压力（约等于槽深）。3.72米水柱的压头能力，表明该风机适用于液位深度适中、充气器阻力属中等水平的浮选系统。

2.4 进口压力省略的含义

型号中未出现“/”及后续数字，根据规则，即表示进口压力为1个标准大气压。这是最常见的情况，意味着风机从车间大气环境中直接吸气。

型号总结：CJ115-1.36 表示这是一台选矿专用的多级离心鼓风机，设计流量为115立方米/分钟（标准进口状态），出口绝对压力为1.36个大气压（即压升约为36.5 kPa或3.72米水柱），进口为常压吸气。

第三章 CJ115-1.36 风机核心配件解析

一台多级离心鼓风机是由数百个零部件精密装配而成。了解核心配件的功能、材料和常见问题，是进行有效维护和修理的基础。以下对CJ115-1.36的关键部件进行解析。

3.1 转子总成

这是风机的“心脏”，是高速旋转产生动力的核心部件。

主轴：通常采用高强度合金钢（如40Cr、42CrMo）锻制而成，经过调质处理以获得优良的综合机械性能。轴上装有叶轮、平衡盘、推力盘、联轴器等。主轴的直线度、轴颈的尺寸精度和表面粗糙度要求极高。 叶轮：是多级离心风机的核心做功元件。CJ115-1.36的每个叶轮通常采用后向式或径向式叶片设计，以兼顾效率和压力。材料多选用高强度铝合金（重量轻、惯性小）或优质碳钢/不锈钢（防腐蚀、耐磨损）。叶轮需经过精密的数控加工和严格的动平衡校正，确保在高转速下平稳运行。 平衡盘与推力盘：
平衡盘：安装在转子末端，用于平衡大部分由叶轮产生的轴向推力，减小推力轴承的负荷。其工作原理是利用盘两侧的压力差产生一个与轴向推力方向相反的平衡力。 推力盘：与推力轴承配合，用于承受剩余的轴向推力，确保转子轴向定位准确。

3.2 壳体与隔板

气缸（壳体）：通常为铸铁或铸钢件，结构厚重，用于容纳转子并形成气体流道。设计上要求有足够的刚度和强度以承受内压，并减少变形。水平剖分式结构便于转子的安装和检修。 隔板：安装在气缸内，将各级叶轮分隔开。隔板上固定有扩压器（将叶轮出口的高速动能转化为静压）和回流器（引导气体平稳进入下一级叶轮进口）。隔板同样要求良好的刚性和气动性能。密封槽开设在隔板上，用于安装级间密封。

3.3 密封系统

密封是保证风机效率和无油运行的关键。

级间密封与轴端密封：通常采用迷宫密封。这是一种非接触式密封，通过在旋转件和静止件上加工出一系列尖锐的齿和槽，形成多次节流膨胀的微小间隙流道，极大增加泄漏阻力，从而减少级间窜气和轴端向外泄漏。迷宫密封片材料通常为软金属（如铝、巴氏合金）或工程塑料，以防与轴发生摩擦时损伤主轴。 对于更高要求的场合，轴端可能会采用碳环密封或干气密封，这些接触式或非接触式先进密封能提供近乎零泄漏的效果。

3.4 轴承系统

支撑轴承：采用滑动轴承（径向轴承），如椭圆瓦或可倾瓦轴承。这类轴承具有良好的阻尼特性，能有效抑制油膜振荡，保证转子稳定运行。它们依靠润滑油形成油膜将转子“托起”，实现液体摩擦。 推力轴承：采用金斯伯雷（Kingsbury）型或米歇尔（Michell）型可倾瓦块推力轴承，用于承受剩余的轴向推力。这种轴承同样基于动压润滑原理，各瓦块可自适应倾斜，形成最佳油膜，承载能力大，可靠性高。

3.5 润滑系统

包括主油泵（通常由主轴驱动）、辅助油泵（电机驱动，用于启停阶段）、油箱、油冷却器、油过滤器、安全阀及复杂的油路管道。负责向支撑轴承和推力轴承提供充足、洁净、温度适宜的润滑油。油压、油温的监控至关重要。

3.6 进排气系统与调节机构

进口消音器/过滤器：降低进气噪声，并过滤空气中的粉尘。 出口消音器：降低高压气体排放产生的噪声。 调节机构：常见有进口导叶调节（IGV），通过改变进入第一级叶轮的气流预旋角度来改变风机性能曲线，实现高效、宽范围的流量调节。这是比出口节流阀调节更节能的方式。

第四章 CJ115-1.36 风机常见故障与维修解析

风机的维修工作应遵循“预防为主，计划检修”的原则。基于状态监测（振动、温度、性能参数分析）进行预测性维护是最佳实践。

4.1 振动异常

振动是风机最常见的故障征兆。

原因分析：
转子不平衡：叶轮结垢、磨损不均、部件脱落或松动。这是最常见的原因。 对中不良：风机与电机联轴器对中超差，导致附加力。 轴承损坏：磨损、疲劳剥落、润滑不良导致烧伤。 动静件摩擦：密封件磨损、轴承间隙过大导致转子与静止件刮擦。 基础松动：地脚螺栓松动或基础刚性不足。 喘振：风机在小流量工况下运行，出现气流周期性振荡，振动剧烈。
维修措施：

在线监测：使用振动分析仪定期监测振动值、频谱，早期发现异常。 停机检修：若振动超标，需停机。检查对中情况；检查地脚螺栓；解体检查转子，进行动平衡校正；检查并更换损坏的轴承和密封件。 防喘振：确保风机运行点远离喘振区，可通过设置防喘振控制阀或最小流量循环管线实现。

4.2 轴承温度过高

原因分析：
润滑问题：油质劣化、油号不对、油量不足、油路堵塞。 冷却不足：油冷却器结垢或冷却水量不足。 轴承本身问题：安装间隙不当、轴承损伤、疲劳。 负荷过大：对中不良或转子动平衡差导致附加负荷。
维修措施：

检查润滑油质、油位、油压。 清洗油冷却器，保证冷却水畅通。 检查轴承间隙，必要时更换新轴承，确保安装正确。 复查对中和转子平衡。

4.3 风量或风压不足

原因分析：
进口过滤器堵塞：进气阻力增大，导致进口密度下降，质量流量减少。 密封间隙过大：级间密封和轴端密封磨损，内泄漏严重，效率下降。 叶轮腐蚀/磨损：效率降低。 转速下降：皮带传动打滑或电源频率问题。 管网阻力增大（如充气器堵塞）。
维修措施：

清洗或更换进口过滤器。 停机解体，测量并调整密封间隙至设计值，更换磨损的密封件。 检查叶轮状态，必要时修复或更换。 检查传动系统和电机转速。

4.4 润滑油泄漏

原因分析：油封老化损坏、轴承箱盖密封垫损坏、连接法兰松动、油管破裂。 维修措施：更换失效的密封件，紧固连接件，修复或更换油管。

大修流程概要：
当风机运行周期达到规定时间或性能严重下降时，需进行计划性大修。基本流程包括：停机、断电、隔离→拆除相连管路和联轴器→解体风机（吊开上缸，吊出转子）→全面清洗、检查所有零部件→测量各部间隙（轴承间隙、密封间隙、叶轮与隔板间隙）→无损探伤检查关键部件（主轴、叶轮）→修复或更换不合格件→重新组装→精确对中→油系统冲洗→单机试车（检查振动、温度、噪声）→联动试车。

结语

CJ115-1.36型浮选专用多级离心鼓风机是现代选矿厂高效、稳定运行的关键设备。深刻理解其型号背后所代表的性能参数（流量115 m³/min，压升~36.5 kPa），熟练掌握其核心配件（转子、密封、轴承）的结构与功能，并建立起基于状态监测的预防性维修体系，是保障风机长周期、安全、经济运行的根本。作为一名风机技术人员，应不断积累实践经验，将理论知识与现场问题紧密结合，才能在面对各种复杂工况时游刃有余，为企业的安全生产和降本增效做出切实贡献。希望本文能为同行提供有益的借鉴和启发。

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