重稀土钆(Gd)提纯专用离心鼓风机技术详解:以C(Gd)1155-1.34型风机为核心

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重稀土钆(Gd)提纯专用离心鼓风机技术详解:以C(Gd)1155-1.34型风机为核心

作者：王军（139-7298-9387）

关键词：重稀土提纯钆(Gd)，离心鼓风机 C(Gd)1155-1.34 风机配件风机修理工业气体输送多级离心风机轴瓦碳环密封

引言：重稀土提纯工艺与风机的关键角色

稀土，尤其是重稀土（钇组稀土）中的钆(Gd)，因其在永磁材料、磁致冷、核磁共振成像、中子吸收等高科技领域的不可替代性，其高纯度提取技术至关重要。提纯工艺通常涉及焙烧、溶解、萃取、沉淀、煅烧等多个复杂单元操作，其中多个环节需要风机设备提供稳定的气体流动与压力，以实现物料流态化、烟气输送、气氛控制、气体循环或尾气处理等关键功能。风机性能的稳定性、可靠性及对特定工艺气体的适应性，直接关系到产品纯度、能耗与生产成本。

在众多风机类型中，离心鼓风机以其结构紧凑、流量稳定、维护相对简便、适用于多种气体介质等特点，在稀土湿法冶金及火法冶炼中得到广泛应用。本文将围绕重稀土钆(Gd)提纯工艺中一款典型设备:C(Gd)1155-1.34型多级离心鼓风机，系统阐述其基础知识、型号含义、核心配件、维护修理要点，并概述面向不同工业气体的特种风机选型框架。

第一章：风机型号解读与C(Gd)1155-1.34型风机技术定位

1.1 通用型号编码规则
在风机技术领域，型号是设备技术特征的浓缩表达。参考通用规则，如“C200-1.5”：“C”代表C系列多级离心鼓风机；“200”表示设计点流量为每分钟200立方米；“-1.5”表示出口相对压力为1.5个标准大气压（即表压约0.5 bar）。默认进口压力为1个标准大气压（绝压）。

1.2 C(Gd)1155-1.34 型风机深度解析

系列代号“C(Gd)”：此代号具有双重含义。“C”延续了“C型系列多级离心鼓风机”的基本型谱，表明其为核心叶轮串联、蜗壳或回流器导流的多级压缩结构，适用于中等压力升需求。“(Gd)”是钆元素的化学符号，作为下标或后缀，明确标识该风机是针对重稀土元素钆的提纯工艺流程进行了专项优化设计的专用型号。这意味着其在材料选择、密封形式、间隙控制、防腐处理等方面，充分考虑了钆提炼过程中可能接触的特定气体介质（如含有微量酸性成分的烟气、特定工艺空气等）和工况要求。 流量参数“1155”：表示该风机在设计工况下的额定流量为每分钟1155立方米。这个流量值是依据钆提纯生产线中，例如流化床焙烧炉的送风、或特定气体循环系统的需求，经过严格工艺计算后确定的，是风机选型的核心参数之一。 压力参数“-1.34”：表示该风机的出口气体相对压力为1.34个标准大气压（表压约为0.34 bar）。此压力需克服工艺系统中的管道阻力、设备压降，并满足工艺对气体压力的特定要求（如保证穿透液层或维持流态化）。进口压力默认为常压。

1.3 在重稀土提纯风机家族中的定位
C(Gd)1155-1.34型风机属于中压、中大流量范畴的专用设备。与之配合的，还有其他系列风机，共同构成完整的稀土提纯气体动力解决方案：

CF(Gd) / CJ(Gd)系列：专为浮选工序设计。浮选过程需要稳定、可控的气流产生气泡，这些风机通常在特性曲线上更注重流量调节的平顺性与运行的稳定性。 D(Gd)系列：高速高压多级离心鼓风机。采用齿轮箱增速，叶轮线速度高，单级压比大，能在较少级数下实现更高的出口压力（远高于C系列），适用于需要更高气体压力的加压浸出、高压气力输送或尾气增压排放等环节。 AI(Gd)、S(Gd)、AII(Gd)系列：均为单级离心风机，结构相对简单。 AI(Gd)：单级悬臂式，结构紧凑，适用于压力需求较低、空间受限的场合。 S(Gd)：单级高速双支撑，通过高速电机直驱或增速获得较高单级压比，适用于中压、流量适中的工艺点。 AII(Gd)：单级双支撑常规转速，可靠性高，维护方便，适用于大流量、低压头工况。
C(Gd)系列作为经典的多级离心式，在压力与流量匹配、效率及成本间取得了良好平衡，是许多钆提纯生产线主流程气体输送的“主力军”。

第二章：C(Gd)1155-1.34型风机核心配件详解

离心鼓风机的可靠运行依赖于各精密配件的协调工作。对于C(Gd)1155-1.34这类多级风机，其核心配件包括：

2.1 风机主轴
主轴是风机的“脊梁”，承载所有旋转部件并传递扭矩。对于C(Gd)1155-1.34，主轴通常采用高强度合金钢（如42CrMo）整体锻制，经过调质处理以获得优异的综合机械性能。其加工精度要求极高，各级叶轮装配的轴颈部位有严格的尺寸公差、形位公差（如同轴度、圆度）和表面粗糙度要求，以确保转子动平衡精度。主轴还需进行无损探伤，确保无内部缺陷。

2.2 风机转子总成
转子总成是风机的“心脏”，由主轴、各级叶轮、平衡盘（鼓）、联轴器部件等组成。叶轮是多级风机中最为关键的增压元件，C(Gd)系列通常采用后弯式叶片闭式叶轮，材料根据气体性质可能选用不锈钢、高强度铝合金或特种合金。每个叶轮在单独进行超速试验和动平衡后，以过盈或键连接的方式热装或液压装配到主轴上。装配完成后，整个转子总成必须进行高速动平衡校正，将不平衡量控制在极低的标准（如G2.5级或更高），这是保证风机低振动、长周期运行的根本。

2.3 轴承与轴瓦
对于C(Gd)1155-1.34这类中等转速的多级离心鼓风机，滑动轴承（轴瓦）仍是主流选择，因其承载能力强、阻尼性能好、寿命长。轴承箱内通常设置径向轴承和止推轴承。轴瓦常采用巴氏合金（白合金）作为衬层，其良好的嵌入性和顺应性可有效应对微小的不对中或波动。润滑油系统持续向轴瓦供油，形成稳定的油膜，将旋转部件与静止部件隔离，实现流体摩擦。润滑油的选择、清洁度及冷却至关重要。

2.4 密封系统:气封与油封
密封是防止介质泄漏、维持风机性能的关键。

气封（级间密封与轴端密封）：在风机内部，用于减少级间泄漏和轴端向大气泄漏工艺气体。C(Gd)1155-1.34可能采用迷宫密封或碳环密封。碳环密封由多个分裂式碳环组成，凭借碳材料自润滑、耐磨损、适应热膨胀的特性，在旋转轴与壳体间形成一系列节流间隙，有效阻隔气体泄漏，尤其在处理非空气介质时比传统迷宫密封有更好效果。油封：主要安装在轴承箱两端，防止润滑油外泄并阻挡外部灰尘进入。常用形式包括唇形密封、机械密封或迷宫式油封。确保油封完好是保持润滑油清洁、防止轴承失效的重要环节。

2.5 轴承箱
轴承箱是容纳轴承（轴瓦）、油封并提供润滑油路的核心静止部件。它需要具有足够的刚度和精度，确保轴承安装孔的同轴度与尺寸精度，为主轴提供稳定的支撑。轴承箱通常设计有观察窗、温度测点接口、油路接口等。

2.6 蜗壳/回流器与进气室、扩压器
多级离心鼓风机中，气体经过叶轮增压后，通过蜗壳（末级）或回流器（中间级）收集并导向下一级。这些静止流道部件的设计直接影响风机效率和性能曲线。材料需考虑气体的腐蚀性和磨损性。

第三章：C(Gd)1155-1.34型风机常见故障与修理要点

风机的预防性维护和精准修理是保障重稀土生产线连续运行的关键。

3.1 日常维护与监测

振动监测：定期监测轴承座振动值，是判断转子平衡状态、对中情况、轴承磨损的最有效手段。振动异常升高往往是故障的先兆。 温度监测：密切关注轴承温度（特别是推力轴承）和润滑油温，异常高温可能预示润滑不良、冷却失效或摩擦加剧。 性能监测：记录流量、压力、电流等运行参数，与设计曲线对比，性能下降可能提示内部磨损、密封间隙增大或堵塞。

3.2 常见故障分析与修理

振动过大：原因：转子积垢导致动平衡破坏；叶轮磨损或腐蚀不均；主轴弯曲；联轴器对中不良；基础松动；轴承（轴瓦）磨损。修理：停机后，首先复查对中。打开机壳，检查转子。若积垢，需进行清洗并重新做动平衡。若叶轮或主轴损伤，需评估修复（如堆焊后机加工+动平衡）或更换。检查轴瓦间隙，若超过允许值，需刮研或更换新瓦。 轴承温度高：原因：润滑油油质劣化、油量不足或油路堵塞；冷却器效率下降；轴瓦刮研不良，接触面积不足或油楔形状不佳；轴向力过大，止推轴承超载。修理：检查并清洗油路、滤网、冷却器；化验润滑油，必要时更换。检查轴瓦接触痕迹，必要时重新刮研。核查平衡盘（鼓）工作是否正常，以确认轴向力是否平衡。 风量或压力不足：原因：进口过滤器堵塞；密封间隙（特别是碳环密封）因磨损过大，内泄漏严重；叶轮通道腐蚀或磨损导致效率下降；转速未达到额定值。修理：清洁过滤器。测量并调整密封间隙，更换磨损的密封件（如碳环）。检查叶轮状态，严重时需更换。检查驱动电机及传动系统。 气体或润滑油泄漏：原因：气封（如碳环密封）失效；油封老化或损坏；壳体结合面密封垫片损坏。修理：针对性更换泄漏部位的密封元件，确保安装符合规范。

3.3 大修流程要点
风机运行一定周期后（通常结合生产线大修），应进行解体大修：

全面解体：按顺序拆卸管路、联轴器、机壳、转子等。 清洗检查：对所有部件进行彻底清洗，仔细检查主轴、叶轮、轴瓦、密封、壳体有无裂纹、磨损、变形。 测量与修复：精确测量所有关键配合间隙（如轴承间隙、密封间隙、叶轮与壳体间隙）。根据检查结果，修复或更换不合格部件。 重新装配与对中：严格按照装配工艺和技术要求回装，确保各部位间隙达标。完成后，精细调整风机与电机（或齿轮箱）的轴对中。 试运行：大修后必须进行单机试车，逐步升速至额定转速，全面监测振动、温度、压力、流量等参数，确认一切正常后方可投入工艺运行。

第四章：面向多种工业气体的输送风机技术考量

重稀土提纯工艺中，除空气外，还可能涉及多种特种工业气体的输送，这对风机提出了更高要求。

4.1 可输送气体类型
如前所述，相关风机系列可适配输送：空气、工业烟气、二氧化碳(CO₂)、氮气(N₂)、氧气(O₂)、氦气(He)、氖气(Ne)、氩气(Ar)、氢气(H₂)及其他混合无毒工业气体。

4.2 风机设计与选型的特殊考量
当输送非空气介质时，C(Gd)系列或其他系列风机的选型与设计必须进行以下关键调整：

气体密度修正：风机的压头（能量头）与气体密度基本无关，但产生的压力（压差）与气体密度成正比，所需轴功率也与密度成正比。选型时，必须根据实际气体的密度、分子量、压缩系数重新计算性能参数。例如，输送氢气（密度极低）时，要达到相同的压力，需要更高的转速或更大的叶轮；而输送二氧化碳（密度较高）时，同机型的出口压力会更高，电机功率也需加大。 材料兼容性（腐蚀性）：对于湿氯气、含硫烟气等腐蚀性气体，接触气体的部件（叶轮、蜗壳、密封）需选用更高等级的不锈钢（如316L）、双相钢、哈氏合金或进行防腐涂层处理。 安全性：氧气：输送高纯度氧气时，必须采用禁油设计，所有与氧气接触的部件需彻底脱脂清洗，并采用不易产生火花的材料（如特定的铜合金、不锈钢），防止高速流动的氧气与油脂或可燃材料摩擦引发燃爆。氢气：除考虑低密度外，还需注重密封的严密性，防止氢气泄漏积累形成爆炸性环境。碳环密封因其良好的密封性和适应性，常用于氢气介质。 惰性气体：如氦、氖、氩，主要考虑其密度与空气的差异带来的性能换算，以及可能因气体纯度要求而对材料清洁度和密封有特殊规定。 密封特殊性：对于贵重、有毒或危险气体，密封系统尤为关键。除了优化迷宫密封、碳环密封外，可能需采用干气密封等更高级别的密封形式，确保“零泄漏”或可控泄漏。 驱动方式：根据气体性质和工艺安全要求，可能需采用防爆电机、变频调速以实现流量精确控制和节能。

4.3 选型流程强调
对于工业气体风机，选型必须遵循：明确气体成分、温度、进口压力、密度（或分子量）→ 计算实际工况所需流量和压力 → 根据气体特性（腐蚀、危险、密度）初选风机系列和材料 → 进行严格的气体密度换算，将工况参数换算到风机标准进气状态下的性能参数 → 从风机性能曲线或选型软件中选取合适型号（如可能需要变型设计的C(Gd)系列或选用D(Gd)、S(Gd)等其他系列）→ 校核轴功率，确定电机规格和防爆等级 → 最终确定密封、冷却、润滑等辅助系统方案。

结论

C(Gd)1155-1.34型多级离心鼓风机作为重稀土钆提纯工艺中的一个典型气体动力设备，其型号编码凝聚了流量、压力及专用性等核心信息。深入理解其结构，特别是主轴、转子总成、轴瓦、碳环密封等关键配件的功能与要求，是进行科学维护和精准修理的基础。面对稀土提纯中可能出现的多种工业气体输送需求，必须牢记气体物性（尤其是密度和腐蚀性）对风机性能和安全设计的决定性影响，遵循严格的选型与适配流程。

风机技术服务于工艺，工艺需求推动风机技术进步。在重稀土这一战略资源的高效、高纯提取道路上，作为风机技术人员，我们需不断深化对设备原理的理解，提升维护与故障处理能力，并掌握针对特种介质的风机应用知识，从而为保障生产线的稳定、高效、安全运行提供坚实的技术支撑。

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