重稀土钆(Gd)提纯风机C(Gd)626-1.75技术解析及应用

作者：王军（139-7298-9387）

关键词：重稀土提纯 钆(Gd)分离 离心鼓风机，C(Gd)626-1.75 风机配件 风机维修 工业气体输送 多级离心风机

第一章 稀土提纯工艺与风机技术概述

稀土元素作为现代工业的“维生素”，在新能源、电子信息、国防军工等领域具有不可替代的战略价值。其中，重稀土（钇组稀土）因其独特的4f电子层结构，在永磁材料、荧光材料、磁致伸缩材料等方面表现卓越。钆(Gd)作为重稀土家族的重要成员，在中子吸收、磁制冷、医疗造影等领域应用广泛，其提纯工艺对风机设备提出了特殊技术要求。

稀土矿提纯是一个复杂的物理化学过程，涉及采矿、破碎、选矿、焙烧、浸出、萃取、沉淀等多个环节。在钆元素的分离提纯过程中，离心鼓风机扮演着关键角色，主要用于提供稳定可靠的气流动力，满足浮选、气体输送、气氛控制等工艺需求。风机的工作性能直接影响到提纯效率、产品纯度和生产成本。

第二章 C(Gd)626-1.75型离心鼓风机技术详解

2.1 型号命名规则解析

根据行业标准，离心鼓风机的型号编码包含了丰富的信息：“C(Gd)626-1.75”这一完整型号可以分解为以下几个部分：

需要特别说明的是，型号中没有使用“/”符号，按照命名惯例，这表示风机的进风口压力为标准大气压（1个大气压）。如果工况需要风机在非标准进气压力下工作，型号中会使用“/”来分隔进、出口压力参数。

2.2 设计与结构特点

C(Gd)626-1.75型风机采用了典型的多级离心式设计，这种结构能够在不大幅增加转子尺寸的情况下，通过多级叶轮的串联工作，实现较高的压力提升。对于钆提纯工艺而言，1.75个大气压的出气压力完全能够满足浮选气泡生成、气体输送和工艺反应的气压需求。

该风机的核心设计理念是“高效、稳定、耐腐蚀”。由于稀土提纯过程中可能接触到酸性或碱性气体、水汽及微量化学物质，风机的过流部件（包括进气室、叶轮、扩压器、蜗壳等）均采用了特殊的不锈钢材质，并进行了表面钝化处理，显著提高了抗腐蚀能力。

风机采用水平剖分式机壳设计，这种结构便于日常维护和检修，无需拆卸进出口管道即可打开上机壳，检查或更换内部部件。对于连续生产的稀土提纯生产线而言，这一设计大大减少了维护停机时间，提高了设备可用率。

第三章 风机核心部件与配件系统

3.1 转子总成系统

转子总成是离心鼓风机的“心脏”，C(Gd)626-1.75的转子系统由主轴、多级叶轮、平衡盘、联轴器等部件组成。

主轴采用高强度合金钢整体锻造，经过精密加工、热处理和动平衡校正。主轴的直径、跨距和临界转速都经过严格计算，确保在工作转速范围内避开共振点，运行平稳。考虑到钆提纯工艺的连续性要求，主轴的设计寿命不低于100,000小时。

叶轮采用了后弯式叶片设计，这种叶型虽然单级压比较低，但效率高、工作范围宽、稳定性好。每级叶轮都经过五坐标数控加工中心精密制造，表面光洁度达到Ra0.8以上，减少了气体流动损失。叶轮与主轴的连接采用了过盈配合加键连接的双重固定方式，确保高速旋转下的绝对可靠。

动平衡是转子制造的关键环节。C(Gd)626-1.75的转子在装配完成后，需要在精密动平衡机上进行多平面平衡校正，最终残余不平衡量小于1.0g·mm/kg，这一指标远高于国家标准，确保了风机在高速运行时的振动值控制在2.0mm/s以下。

3.2 轴承与润滑系统

轴瓦是风机转子的支撑核心，C(Gd)626-1.75采用了动压滑动轴承设计。轴瓦材料为高锡铝合金，这种材料具有良好的嵌入性、顺应性和抗咬合性，能够在油膜形成不良的工况下保护轴颈。轴瓦内表面浇铸了巴氏合金层，并加工出合理的油楔结构，确保在启动、运行和停机过程中都能形成稳定的润滑油膜。

轴承箱设计为整体铸造结构，具有足够的刚度和散热面积。轴承箱内部设置了强制润滑通道，确保润滑油能够充分到达每一处摩擦副。箱体上预留了多个测温、测振接口，便于安装在线监测传感器，实现状态预警。

3.3 密封系统

密封性能直接关系到风机的效率和安全，在输送可能含有腐蚀性成分的工艺气体时尤为重要。

气封安装在各级叶轮之间和轴端，用于减少级间泄漏和轴向泄漏。C(Gd)626-1.75采用了迷宫密封与蜂窝密封相结合的设计。迷宫密封通过多道曲折通道增加气体泄漏阻力；蜂窝密封则由密集的六边形蜂窝状结构组成，能够有效破坏泄漏气体的流动边界层，密封效果比传统迷宫密封提高30%以上。

碳环密封作为辅助密封，安装在轴端，与轴套形成非接触式密封。碳环具有自润滑特性，即使与轴套发生轻微接触也不会产生火花，这一特性在输送含氧气体时尤为重要。碳环的磨损极限设有指示装置，便于在维护时判断更换时机。

油封采用双唇口骨架油封，内侧唇口防止润滑油外泄，外侧唇口防止外部灰尘、水分进入轴承箱。针对稀土提纯车间可能存在的腐蚀性气氛，油封的弹性体材料选择了氟橡胶，耐温范围-20℃至200℃，耐大多数化学介质腐蚀。

第四章 风机常见故障与维修要点

4.1 振动异常分析与处理

振动是离心风机最常见的故障现象。对于C(Gd)626-1.75型风机，振动监测点通常布置在轴承箱的水平和垂直方向。

当振动值超过4.5mm/s（报警值）时，首先需要检查地脚螺栓是否松动、联轴器对中是否超差。如果基础和对中都没有问题，则可能需要检查转子状态。转子不平衡是引起振动的主要原因，可能由叶轮积垢、磨损或腐蚀导致。稀土提纯过程中，气体可能携带微量化学物质，长期运行后可能在叶轮表面形成附着物，破坏原有的动平衡。

处理方法是停机后打开机壳，清理叶轮表面。清理时必须使用非金属工具，避免损伤叶轮表面。清理完成后，如果条件允许，最好将转子送至专业厂家重新进行动平衡校正。如果现场不具备条件，可以采用三点法进行现场粗平衡，但这种方法只能作为应急措施，随后仍需进行精细平衡。

4.2 轴承温度过高处理

轴承温度一般控制在65℃以下，超过75℃属于异常状态。温度过高的原因可能有：润滑油油质劣化、油量不足、冷却系统故障、轴承间隙过小或过大、轴瓦巴氏合金层损伤等。

针对C(Gd)626-1.75风机，首先检查润滑油的油位、油质和油温。润滑油应每运行4000-6000小时或每年更换一次，更换时必须彻底清洗油箱和油路。如果润滑油系统正常，则需要检查轴承间隙。滑动轴承的顶隙一般控制在轴颈直径的0.12%-0.15%之间，侧隙为顶隙的一半。间隙测量需要使用压铅法，操作时需注意铅丝的直径选择和放置位置。

如果发现轴瓦巴氏合金层有剥落、裂纹或严重磨损，必须更换新轴瓦。新轴瓦在安装前需要刮研，确保接触面积达到75%以上，接触点分布均匀。刮研是一项高技术要求的工作，需要由经验丰富的钳工操作。

4.3 风量风压不足处理

风量或风压达不到设计值，可能是系统阻力变化、转速下降或内部泄漏导致的。

首先检查进出口管道是否有堵塞、阀门开度是否正确、过滤器是否脏堵。如果外部系统正常，则需检查风机内部。多级离心风机的级间泄漏是效率下降的重要原因。打开机壳后，重点检查迷宫密封的磨损情况，径向间隙一般不应超过设计值的1.5倍。如果间隙过大，需要更换密封片。

对于C(Gd)626-1.75这类专用于稀土提纯的风机，还需要特别注意叶轮和流道的腐蚀情况。即使采用了耐腐蚀材料，在长期接触特定化学介质后，仍可能出现点蚀或均匀腐蚀，改变叶轮流道的几何形状，降低气动效率。如果腐蚀深度超过叶片厚度的1/3，建议更换叶轮。

第五章 稀土提纯专用风机系列对比

除了C系列多级离心鼓风机，针对稀土提纯的不同工艺环节，还有多个专用风机系列可供选择。

“CF(Gd)”型系列专用浮选离心鼓风机：专门针对浮选工艺优化，注重小流量、较高压力的性能特点。浮选工艺需要稳定的微气泡群，对风机的压力稳定性要求极高。CF系列采用了特殊的叶轮设计和控制系统，出口压力波动可控制在±1%以内。

“CJ(Gd)”型系列专用浮选离心鼓风机：这是CF系列的改进型，主要优化了耐腐蚀性能。稀土矿浆往往呈酸性或碱性，且含有浮选药剂挥发成分，CJ系列在材料选择和表面处理上更加考究，过流部件可采用双相不锈钢甚至哈氏合金。

“D(Gd)”型系列高速高压多级离心鼓风机：当工艺需要更高压力时（通常2.5-5个大气压），D系列是理想选择。该系列采用齿轮箱增速，转子工作转速可达15000-30000rpm，单级压比高，结构紧凑。但高速带来的振动、噪音和发热问题需要特别处理。

“AI(Gd)”型系列单级悬臂加压风机：结构简单、维护方便，适用于中等压力和流量的场合。悬臂设计使得转子一端自由，另一端支撑，这种结构对轴的刚度和平衡精度要求极高。

“S(Gd)”型系列单级高速双支撑加压风机：介于多级风机和单级悬臂风机之间，采用双支撑结构，运行更加平稳。高速设计使其在单级情况下也能达到较高的压比，适合空间有限的改造项目。

“AII(Gd)”型系列单级双支撑加压风机：这是传统双支撑风机的优化版，重点提升了部分负荷下的效率。稀土提纯生产线并非始终满负荷运行，AII系列通过可调进口导叶和扩压器，使风机在50%-100%负荷范围内都能保持较高效率。

第六章 工业气体输送的特殊考虑

稀土提纯过程中，除了空气，还可能涉及多种工业气体的输送，每种气体都有其独特的物理化学性质，对风机设计提出不同要求。

输送空气：这是最常规的工况，C(Gd)626-1.75的标准配置即针对空气介质。需要注意的是，如果空气中含有腐蚀性成分（如提取过程中挥发的酸雾），需要提前告知制造商，以便在材料选择上做特殊处理。

输送工业烟气：烟气温度高（可能达200-400℃）、含有粉尘和腐蚀性成分。此时风机需要增加冷却系统，轴承箱采用水冷设计，转子可能需要内部空冷。过流部件需选用耐热钢材，密封系统也要考虑高温适应性。

输送二氧化碳(CO₂)：CO₂密度大于空气，在相同转速下，风机所需功率会增加。同时，CO₂在高压下可能液化，设计时必须确保最低工作温度高于CO₂的临界温度。密封系统需要特别注意，因为CO₂泄漏不易察觉但危害不小。

输送氮气(N₂)和氧气(O₂)：这两种气体性质相对稳定，但输送氧气时有特殊要求。所有与氧气接触的部件必须彻底脱脂，因为油脂在高压纯氧中可能引发燃烧甚至爆炸。叶轮和机壳通常采用不锈钢，摩擦部位禁用铜合金（防止氧化铜粉尘爆炸）。

输送惰性气体(He、Ne、Ar)：这些气体分子量小、黏度低，容易泄漏。对密封系统的要求极高，通常需要采用干气密封或磁流体密封等特殊密封形式。由于气体密度小，相同压力下所需功率较小，但叶轮设计需要专门调整。

输送氢气(H₂)：氢气密度极小，泄漏倾向强，且爆炸范围宽（4%-75%）。输送氢气的风机必须符合防爆标准，所有电气部件防爆等级不低于ExdIIBT4。密封系统通常采用迷宫密封加氮气隔离的双重设计，确保氢气不外泄。

输送混合无毒工业气体：这种情况最为复杂，需要根据混合气体的具体成分、比例、温度、压力等参数进行定制设计。关键是要准确提供气体的分子量、比热比、压缩系数等物性参数，这些参数直接影响风机的功率计算和性能曲线。

第七章 选型、安装与日常维护

7.1 科学选型要点

选择C(Gd)626-1.75或类似风机时，不能只看铭牌参数，必须综合考虑实际工况：

首先，明确气体成分和性质，包括腐蚀性、毒性、爆炸性、湿度、含尘量等。这些信息决定了材料选择、密封形式和防护等级。

其次，确定准确的流量和压力需求。流量应有10%-15%的裕量，压力应有5%-10%的裕量。但要避免裕量过大，否则风机长期在低效区运行，能耗增加且易发生喘振。

第三，考虑安装环境。室内还是室外？环境温度范围？是否有腐蚀性气氛？这些因素影响风机的防护等级、冷却方式和表面处理。

第四，评估运行制度。是连续运行还是间歇运行？年运行小时数？这关系到轴承选型、润滑系统设计和备件储备。

7.2 安装注意事项

风机安装质量直接影响运行寿命。基础必须坚实平整，混凝土基础应有足够的养护期（通常28天）。安装时使用精密水平仪，水平度误差不超过0.05mm/m。

管道连接必须使用独立支撑，严禁让风机本体承受管道重量。进出口应安装柔性接头，吸收管道热膨胀和振动。进口管道尽量直，避免急弯，确保气流均匀进入风机。

对中是安装的关键环节。联轴器对中需要使用双表法或三表法，冷态对中时要考虑风机运行时的热膨胀。对于C(Gd)626-1.75这类多级风机，径向偏差应小于0.03mm，角度偏差小于0.02mm/m。

7.3 日常维护规程

建立完善的日常维护制度，可以大大延长风机寿命，减少意外停机：

每日检查：记录轴承温度、振动值、油位、油压、风量、风压等参数；听诊运行声音，及时发现异常；检查有无泄漏现象。

每周检查：检查地脚螺栓、联轴器螺栓是否松动；清洁风机外表和周围环境；检查润滑油是否变质（简单方法：取少量油滴在滤纸上，看扩散环和沉积环的颜色）。

每月检查：全面检查所有监测仪表是否准确；清洗或更换进口过滤器；检查电机绝缘电阻（停机状态下）。

年度大修：全面解体检查，测量所有配合间隙；检查叶轮、轴瓦、密封件的磨损情况；清洗油路系统，更换润滑油；重新进行对中和动平衡校正。

第八章 未来发展趋势

随着稀土提纯技术的不断进步，对配套风机也提出了更高要求：

智能化：通过安装振动、温度、压力、流量等多种传感器，结合物联网技术，实现风机的实时监测、故障预警和智能诊断。未来C(Gd)系列风机可能标配智能控制系统，能够根据工艺需求自动调整运行参数，实现最佳能效。

高效化：通过计算流体力学优化叶轮和流道设计，提高风机效率。稀土提纯是能耗密集型工艺，风机效率每提高1%，全年可节省可观的电费。磁悬浮轴承等新技术的应用，将彻底消除机械摩擦，进一步提高效率。

材料创新：针对重稀土提纯中特有的腐蚀环境，开发新型复合材料、陶瓷涂层等，提高关键部件的使用寿命。特别是对于输送含氟、氯等强腐蚀性气体的场合，传统不锈钢已难以满足长周期运行要求。

模块化设计：将风机分解为标准模块，便于快速更换和维修。对于连续生产的稀土企业而言，减少停机时间就是提高经济效益。模块化设计还可以根据工艺变化灵活调整风机配置。

结语

C(Gd)626-1.75型离心鼓风机作为重稀土钆提纯工艺的关键设备，其稳定高效运行直接关系到生产线的技术经济指标。正确选型、规范安装、科学维护是确保风机长周期安全运行的三大支柱。随着稀土产业的不断发展，风机技术也将持续创新，为这一战略资源的高效开发利用提供更可靠的装备保障。

作为风机技术人员，我们不仅要掌握设备的结构原理和维护技能，更要深入了解稀土提纯的工艺特点，使风机技术与生产工艺完美结合，共同推动我国稀土产业向高端化、绿色化、智能化方向发展。

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