浮选（选矿）风机基础知识与C150-1.24型鼓风机深度解析

作者：王军（139-7298-9387）

关键词：浮选工艺、选矿风机、C150-1.24鼓风机、型号解析、风机配件、风机维修、多级离心风机

引言

在矿物加工领域，浮选是一种至关重要的选矿方法，其核心原理是利用矿物颗粒表面物理化学性质的差异，通过气泡选择性吸附实现目的矿物与脉石的有效分离。在这一复杂的气-液-固三相体系中，充足、稳定且参数精确的空气供给是决定浮选效率与精矿品位的先决条件。浮选鼓风机，正是承担这一供气重任的“肺部”与“心脏”，它为浮选槽内的矿浆充气、搅拌及药剂分散提供动力源。风机的性能，直接影响到气泡的尺寸、分布、稳定性以及整个浮选过程的动力学环境。

本文将围绕浮选工艺对风机的特殊要求，深入解析一款在中小型浮选厂中应用广泛的典型设备——C150-1.24型多级离心鼓风机。我们将从其型号命名规则入手，详细剖析其结构组成、核心配件功能，并系统阐述其常见故障诊断与维修保养策略，旨在为风机技术同行及相关选厂技术人员提供一份实用的参考指南。

第一章 浮选工艺对风机的基本要求及风机选型概述

浮选过程并非简单地注入空气，而是要求风机提供的空气必须具备特定的参数并保持高度的稳定性。

1.1 核心工艺参数要求

流量（风量）：指单位时间内风机输送的空气体积，通常以立方米每分钟（m³/min）或立方米每小时（m³/h）表示。浮选所需的风量取决于浮选槽的总体积、矿浆浓度、矿物可浮性及工艺流程（如粗选、精选、扫选的不同需求）。风量不足会导致矿浆充气不足，气泡量不够，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，甚至将已吸附的矿物颗粒冲刷下来，同样降低效率，并浪费能源。C150-1.24的“150”即指其额定流量为150 m³/min，适用于一定规模的浮选作业线。 压力（风压）：指风机出口气体压力与进口气体压力的差值，或绝对压力。在浮选应用中，风机需要克服的主要阻力包括：进气管路损失、气体分布器（如陶瓷扩散罩、橡胶曝气管）的阻力、矿浆静压以及液面以上的背压。风压必须足够大以确保空气能有效穿透矿浆层并均匀扩散。C150-1.24的“-1.24”表示其出口绝对压力为1.24个大气压（约124 kPa），其进口压力默认为1个标准大气压，因此其升压为0.24个大气压（约24 kPa）。这个压力水平足以应对大多数浮选槽的阻力需求。 稳定性：浮选是一个连续的化学物理过程，风量风压的波动会直接干扰气泡-矿粒集合体的形成与上浮，导致精矿品位和回收率剧烈波动。因此，风机必须具备良好的调节性能和运行稳定性，避免喘振、脉动等现象。

1.2 风机类型选择

用于浮选的鼓风机主要有罗茨鼓风机和多级离心鼓风机两大类。

罗茨鼓风机：属于容积式风机，特点是流量恒定，在压力变化时流量波动很小，但运行噪音较大，且效率相对较低，更适用于压力需求不高、流量稳定的中小规模场合。 多级离心鼓风机：如本文主角C150-1.24，属于速度式风机。它通过高速旋转的叶轮将动能传递给气体，再通过扩压器、回流器将动能转化为压力能，经过多级串联逐级增压。其优点是运行平稳、噪音低、效率高、调节范围宽（通常可通过进口导叶或转速调节），特别适合大中型、对风压和稳定性要求较高的浮选厂。

C系列多级离心鼓风机正是基于上述浮选工艺要求而设计的成熟产品。

第二章 C150-1.24型鼓风机型号深度解析

参考提供的范例“C300-1.14/0.987”，我们对C150-1.24进行逐项拆解：

“C”：这是系列代号，代表“多级离心鼓风机C系列”。该系列风机通常采用单吸入、双支撑结构，水平剖分式机壳，便于维护。其设计专注于输送清洁空气，效率与可靠性经过优化，是工业领域特别是选矿、污水处理、化工等行业的常用机型。 “150”：这是风机在标准进气状态（通常指进口压力为101.325 kPa，温度20℃，相对湿度50%）下的额定容积流量，单位为立方米每分钟（m³/min）。这意味着，在标准进气条件和额定转速下，该风机每分钟能向浮选系统输送150立方米的空气。这个流量值是选型时匹配浮选槽总充气量的核心依据。 “-1.24”：这表示风机出口气体的绝对压力值为1.24个大气压。一个标准大气压约为101.325 kPa，因此1.24个大气压约等于124 kPa（绝对压力）。在风机领域，有时也使用“升压”或“压比”的概念。此型号中未明确标示进口压力，根据惯例，默认为标准大气压（1 atm）。因此，该风机的升压（出口压力与进口压力之差）为 1.24 - 1.00 = 0.24 atm，约合24.3 kPa。这个压力值确保了空气能够有效克服浮选槽内的总阻力。 进风口压力说明：与范例“C300-1.14/0.987”不同，C150-1.24型号中未出现“/”及后续数字。这明确表示，该风机的设计进气条件即为1个标准大气压（0.987 bar ≈ 1 atm可视为工程上的近似），无需特殊说明。如果浮选厂位于高海拔地区，实际进气压力低于标准值，则风机的实际出口压力和流量都会相应下降，在选型和使用时必须进行海拔修正。

综合解读：C150-1.24型多级离心鼓风机，是一款C系列的多级离心风机，设计用于输送清洁空气，其在标准进气条件下，额定流量为150 m³/min，出口绝对压力为1.24个大气压（升压0.24 atm），能够为特定规模的浮选生产线提供稳定、适宜的气源。

第三章 C150-1.24鼓风机核心配件解析

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、材质与相互作用，是进行维护、修理和故障诊断的基础。以下针对C150-1.24的关键部件进行说明：

3.1 转子总成

这是风机的“心脏”，是能量转换的核心部件。

主轴：通常采用高强度合金钢（如40Cr、42CrMo）锻制而成，经过调质处理和精密加工，保证其在高速旋转下的强度、刚度和动平衡精度。主轴上有装配叶轮和平衡盘的轴段，精度要求极高。 叶轮：是直接对气体做功的零件。C150-1.24为多级风机，其转子上串联有多个叶轮。叶轮一般采用后弯式叶片设计，以获取较高的效率。材质上，根据输送介质和压力需求，可能选用优质碳素钢（如Q235）、低合金钢或不锈钢（如304、316）。每个叶轮都需经过严格的动平衡校正，以减少振动。 平衡盘/平衡鼓：用于平衡多级离心风机产生的巨大轴向推力。它通过产生一个与轴向推力方向相反的平衡力，将绝大部分轴向力抵消，剩余的小部分推力由推力轴承承担。平衡盘与固定部件间的间隙是关键参数，安装和维修时必须精确调整。 联轴器：连接风机主轴与电机轴，传递扭矩。常用类型有膜片联轴器或鼓形齿式联轴器，它们能补偿一定的轴向、径向和角向偏差，并吸收振动。

3.2 机壳与定子部件

这是风机的“骨架”与“血管”，引导气体流动并支撑转子。

气缸（机壳）：通常为水平剖分式结构，分上缸和下缸，便于转子吊装和内部检修。材质一般为铸铁（HT250）或铸钢（ZG230-450），具有足够的强度和刚性以承受内部压力。 扩压器：安装在每级叶轮出口之后，其流道截面逐渐扩大，将气体从叶轮流出时的高速动能有效地转化为压力能。扩压器的效率直接影响整机效率。 回流器：位于扩压器之后，下一级叶轮之前，其作用是引导气流平稳地、以所需的角度进入下一级叶轮进口。回流器内装有导流叶片。 进气室与排气室：分别引导气体进入首级叶轮和从末级扩压器排出。其设计影响进排气的气动性能。 ***轴封***：防止气体从轴与机壳的间隙处泄漏。对于输送空气的浮选风机，常用迷宫密封（非接触式，利用节流原理）或碳环密封（接触式，密封效果更好）。密封的完好性直接影响风机的性能和能耗。 轴承座与轴承：支撑转子并确定其径向和轴向位置。径向轴承通常采用滑动轴承（椭圆瓦或可倾瓦轴承），以适应高转速和重载荷；推力轴承则采用金斯伯雷式或米切尔式推力轴承，用于承受残余的轴向推力。轴承的润滑与冷却至关重要。

3.3 辅助系统

润滑系统：包括主油箱、辅助油泵、油冷却器、油过滤器、油管路及仪表等。它为轴承和齿轮（如果增速）提供连续、清洁、温度适宜的润滑油。 冷却系统：可能包括油冷却器（用水或空气冷却润滑油）、有时还有机壳冷却水套，用于带走运行中产生的热量，保证各部件在允许温度下工作。 监测仪表系统：包括振动传感器、温度传感器（轴承温度、油温）、压力传感器（油压、风压）等，用于实时监控风机运行状态，是实现预知维修和安全保护的基础。

第四章 C150-1.24鼓风机常见故障诊断与修理解析

风机的维修不应仅限于“坏了再修”，而应贯彻“预防为主，维修结合”的原则。以下结合C150-1.24的特点，分析常见问题及处理办法。

4.1 日常维护与巡检

这是避免重大故障的第一道防线。

振动监测：每日定时记录轴承座的振动值（速度或位移）。振动异常增大往往是转子不平衡、对中不良、轴承损坏、动静部件摩擦的先兆。 温度监测：密切关注各点轴承温度和润滑油进回油温度。温度升高可能预示润滑不良、轴承磨损、冷却效果差或负载过大。 声音监听：凭借经验或使用听音棒，监听风机运行声音。异常的撞击、摩擦、啸叫声都对应着潜在的故障。 油品检查：定期取样分析润滑油的粘度、水分、酸值和金属颗粒含量，按周期更换润滑油和清洗油过滤器。

4.2 常见故障诊断与修理

故障一：风机振动超标

可能原因1：转子动平衡破坏。 叶轮磨损不均匀（特别是浮选厂空气中可能含腐蚀性药剂雾气）、叶轮表面积垢（油污、灰尘）、部件松动（如叶轮螺母松动）或转轴弯曲。 修理措施：停机解列，吊出转子。检查叶轮磨损情况，必要时更换或做堆焊修复。彻底清理叶轮上的结垢。在动平衡机上重新进行转子动平衡校正，达到标准要求的精度等级（如G2.5级）。 可能原因2：联轴器对中不良。 由于基础沉降、管道应力或检修误差，导致风机与电机轴心线存在偏差。 修理措施：重新进行对中校正。使用百分表或激光对中仪，精确调整电机位置，确保径向、端面偏差在允许范围内。对中过程应考虑运行时温度升高带来的热膨胀影响。 可能原因3：轴承损坏或间隙不当。 轴承疲劳点蚀、磨损、保持架损坏等。 修理措施：更换新轴承。安装时保证合适的轴承间隙（或过盈量），确保润滑清洁、充足。

故障二：轴承温度过高

可能原因1：润滑不良。 油位过低、油质恶化、油路堵塞、油冷却器效果差。 修理措施：检查油位并补油。取样化验油质，必要时换油。清洗油过滤器、检查清理油路。检查清洗油冷却器，确保冷却水（或风）畅通。 可能原因2：轴承本身问题。 轴承装配不当（如间隙过小）、轴承磨损或损坏、轴承外套圈转动不灵活。 修理措施：重新安装或更换轴承，确保装配符合规范。 可能原因3：负载过大或冷却不足。 风机在喘振区附近运行、进口过滤器堵塞导致负压过大、环境温度过高。 修理措施：调整工况点，避开喘振区。清洗或更换进口空气过滤器。改善机房通风或增强冷却能力。

故障三：风量或风压不足

可能原因1：进口过滤器堵塞。 这是最常见的原因，导致进气阻力增大，实际进气密度下降。 修理措施：清理或更换进口过滤器滤芯。 可能原因2：密封间隙过大。 特别是级间密封和轴端迷宫密封磨损，导致内部泄漏严重，气体“短路”，有效做功减少。 修理措施：大修时检查所有密封间隙，更换磨损超差的密封件，恢复设计间隙值。 可能原因3：转速降低。 电机故障或皮带传动（若采用）的打滑导致风机转速未达额定值。 修理措施：检查电机电源电压、频率。检查皮带张紧度，必要时更换皮带。 可能原因4：叶轮磨损或腐蚀。 叶片型线改变，效率下降。 修理措施：严重时更换叶轮，或由专业厂家进行修复。

故障四：喘振
这是离心风机特有的危险工况，表现为流量周期性剧烈波动，风机和管道发出“呼哧呼哧”的喘息声，振动急剧增大。

原因：当风机流量减小到一定程度（喘振线以下），气流在叶道内发生严重分离失速，失去连续输送能力。 紧急处理：立即打开旁通阀或放空阀，增大流量，使工况点迅速移出喘振区。 预防与修理：确保风机始终在稳定工况区运行。检查并投入有效的防喘振控制系统（如流量-压力控制）。清理进口管路，确保畅通。检查导叶或阀门执行机构是否灵活准确。

4.3 大修流程概要

当风机运行时间达到规定周期或性能严重下降时，需进行解体大修。

准备工作：切断电源，隔离油路、气路、水路，办理安全作业票。准备专用工具、备件和起重设备。 解体：拆除联轴器护罩、管路、仪表。吊开上机壳，测量并记录原始数据（如轴承间隙、密封间隙、转子窜量）。依次吊出转子。 清洗检查：彻底清洗所有零部件。仔细检查主轴有无弯曲、裂纹；叶轮有无裂纹、磨损；气缸有无裂纹、变形；轴承、密封的磨损情况；各螺栓有无损伤。 修理与更换：对超标或损坏的零件进行修复或更换。如对转子进行动平衡校正；刮研轴承；更换所有密封件和O型圈。 回装与调整：按与解体相反的顺序回装。严格控制关键间隙：各级密封间隙、轴承间隙、推力盘间隙等。重新进行对中。 试运行：加油盘车，确认无卡涩。先点动，无异常后正式启动。空载运行，逐步加载，密切监控振动、温度、压力等参数，直至正常。

结论

C150-1.24型多级离心鼓风机作为浮选工艺的关键设备，其性能的稳定性与可靠性直接关系到选矿厂的经济效益。深入理解其型号含义、掌握其核心配件的结构与功能，并建立系统性的预防性维护与精准的故障诊断维修体系，是保障风机长周期、高效、安全运行的根本。技术人员应做到勤巡检、细分析、精修理，将问题消除在萌芽状态，最大限度地发挥设备效能，为浮选生产保驾护航。

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