重稀土钆(Gd)提纯专用离心鼓风机技术详解:以C(Gd)107-2.26型号为核心

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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)107-2.26型号为核心

作者：王军（139-7298-9387）

关键词：重稀土提纯，钆(Gd)，离心鼓风机，C(Gd)107-2.26，风机配件，风机维修，工业气体输送，轴瓦，碳环密封

引言

在重稀土，特别是钇组稀土的分离与提纯工艺中，离心鼓风机作为提供关键气动力的核心设备，其性能的稳定性与可靠性直接关系到产品的纯度、回收率及生产成本。重稀土元素如钆(Gd)、铽(Tb)、镝(Dy)等，物理化学性质极为接近，分离难度大，常需要精密控制的鼓风设备为萃取、浮选、气流输送等工序提供稳定流量与压力的气体。本文将围绕重稀土钆(Gd)提纯流程中广泛应用的一款典型设备:C(Gd)107-2.26型多级离心鼓风机展开，系统阐述其技术基础、配件构成、维修要点，并拓展介绍适用于不同稀土提纯环节与工业气体输送的各类专用风机型号。

第一章重稀土提纯工艺对鼓风机的要求及风机型号解读

重稀土提纯是一个涉及高温、强酸强碱环境及复杂化学反应的精细过程。鼓风机在其中主要承担：

供氧氧化/还原：为某些价态调整工序提供纯净氧气或惰性气体（如氮气）。 气流搅拌与输送：在浮选池或反应釜中产生均匀细微气泡，或输送物料粉末。 烟气排除与处理：及时排除工艺过程中产生的酸性或腐蚀性工业烟气。 气力输送：在干燥、包装环节输送稀土粉体。

这些应用要求鼓风机必须具备高压力输出、流量稳定可调、极强的密封性能、优异的耐腐蚀能力。针对这些严苛要求，发展出了系列化的专用风机。

风机型号“C(Gd)107-2.26”的完整解读：

“C”：代表C型系列多级离心鼓风机。该系列采用多级叶轮串联结构，通过逐级增压，能实现比单级风机更高的压比，特别适合需要中等偏高压力的工艺流程。 “(Gd)”：此为型号中的关键标识，明确指明该风机是专为钆(Gd)元素提纯工艺优化设计的版本。这意味着风机的过流部件材质（如叶轮、机壳）、密封形式、内部涂层等，均针对钆提纯环境中可能接触的特定介质（如含氯离子、氟离子的气体或雾滴）进行了特殊选材与处理，以抵抗腐蚀和磨损。 “107”：表示风机在设计工况下的额定流量为每分钟107立方米（m³/min）。此流量参数是依据钆提纯生产线中浮选、气动搅拌等环节的实际气体需求量进行匹配计算后确定的。 “-2.26”：表示风机出口的绝对压力为2.26个大气压（atm），即出口表压约为1.26 kgf/cm²或约0.124 MPa。该压力值足以克服浮选柱液位阻力、管道系统压损，并确保气泡能够有效分散。型号中未出现“/”符号，表明其进口压力为标准大气压（1 atm）。

第二章 C(Gd)107-2.26型风机核心结构与配件详解

C(Gd)107-2.26作为多级离心鼓风机的代表，其结构精密，主要配件如下：

1. 风机转子总成
这是风机的“心脏”。由风机主轴、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，经调质热处理，确保在高速旋转下的强度和刚度。针对重稀土工艺，叶轮通常选用双相不锈钢（如2205）、哈氏合金或进行特种陶瓷涂层处理，以抵御腐蚀和冲刷。每级叶轮装配后，需进行严格的动平衡校正，确保转子在高转速下的平稳运行，这是减少振动、延长轴承寿命的关键。

2. 轴承与润滑系统
C(Gd)107-2.26通常采用滑动轴承（即轴瓦），相较于滚动轴承，滑动轴承具有承载能力强、运行平稳、阻尼特性好等优点，更适合高速重载的工况。

风机轴承用轴瓦：通常采用巴氏合金（白合金）衬层，其良好的嵌入性和顺应性，能有效保护主轴。轴瓦与轴承座（轴承箱）的配合间隙、油楔形状需精密加工。轴承箱内设有压力油循环系统，确保形成稳定的润滑油膜，带走摩擦热量。对于重稀土风机，润滑油需选择抗氧化、抗乳化性能优异的型号，并定期监测油质。

3. 密封系统
密封的可靠性是防止工艺气体泄漏、保护环境、维持系统压力的重中之重。

气封与油封：在轴承箱与机壳之间，设置多道迷宫式气封和骨架油封，防止润滑油向外泄漏和外部杂质进入轴承箱。 碳环密封：这是级间密封和轴端密封的常用且高效的形式。由多个预制的碳环组合而成，在弹簧力作用下紧贴轴套，形成动态密封。碳材料具有良好的自润滑性和一定的弹性，能在微小磨损后自动补偿，密封气体介质（包括腐蚀性气体）的效果远优于传统迷宫密封。在输送氢气(H₂)、氦气(He)等小分子气体或氧气(O₂)时，碳环密封的优势尤为突出。

4. 机壳与隔板
铸铁或球墨铸铁机壳，内部流道经精密加工以减少气体流动损失。级间隔板将各级叶轮分隔开，形成连续的扩压流道。对于可能接触腐蚀性介质的版本，机壳内壁会进行防腐喷涂处理。

第三章风机常见故障诊断与修理要点

风机在重稀土提纯连续生产中一旦故障，将导致全线停产，因此，预防性维护和精准修理至关重要。

1. 振动值超标

原因：最常见原因是转子不平衡（叶轮结垢、磨损不均）、对中不良、轴承（轴瓦）磨损、基础松动。修理：停机后，首先检查对中情况。拆解后，重点检查转子总成，进行现场或离线动平衡。检查轴瓦的巴氏合金层是否有磨损、剥落、刮伤，测量间隙，超标则需刮研或更换。检查叶轮腐蚀结垢情况，彻底清洁。

2. 轴承温度过高

原因：润滑油不足或变质、油路堵塞、冷却系统失效、轴瓦间隙过小或过大、负载过高。修理：检查油压、油质和油滤。清洗油路和冷却器。复核轴承箱内轴瓦的配合间隙，依据说明书标准进行调整。确保润滑油牌号正确且清洁。

3. 气体泄漏或压力不足

原因：碳环密封磨损过度、气封间隙过大、叶轮通流部分腐蚀严重导致效率下降、管路泄漏。修理：检查并更换已磨损的碳环密封组件。测量并调整迷宫气封间隙。检查叶轮和机壳流道的腐蚀情况，严重时需更换过流部件。

4. 异响

原因：内部摩擦（如密封件与轴接触）、轴承损坏、喘振（系统压力与流量失配）。修理：立即停机检查，避免事故扩大。重点排查转子与静止件的间隙，检查轴瓦状态。分析操作曲线，避免风机在小流量高压力的喘振区运行。

修理总则：修理过程必须保持清洁，所有配合尺寸需精确测量记录。装配时，严格按照技术要求进行，特别是转子抬量、轴瓦间隙、密封间隙等关键数据。

第四章适用于重稀土提纯全流程的其他专用风机型号简介

除C(Gd)107-2.26这类通用多级风机外，针对不同工段特性，还有更专业化的风机选择：

“CF(Gd)”与“CJ(Gd)”型系列专用浮选离心鼓风机：专为浮选工序优化。重点强化了流量调节的灵敏性和出口压力的稳定性，以确保浮选气泡大小均匀、弥散度高，这对稀土矿物与脉石的高效分离至关重要。 “D(Gd)”型系列高速高压多级离心鼓风机：采用齿轮箱增速，转速更高，单级压比大，能在更少的级数下实现更高压力。适用于需要更高风压的深度提纯或气力输送环节。 “AI(Gd)”型系列单级悬臂加压风机：结构紧凑，适用于中低压力、大流量的气体输送，如反应釜的鼓泡搅拌或烟气排送。 “S(Gd)”型系列单级高速双支撑加压风机与“AII(Gd)”型系列单级双支撑加压风机：两者均为单级，但“S(Gd)”型转速更高，追求效率；“AII(Gd)”型更注重结构的坚固性和可靠性。它们常用于工艺气体的循环或增压。

第五章输送各类工业气体的风机技术考量

重稀土提纯过程中，风机输送的介质远不止空气。不同气体物性差异巨大，对风机设计提出特殊要求：

密度差异：输送氢气(H₂)时，气体密度极小，风机需更高转速或更大尺寸才能达到额定压力；反之，输送氩气(Ar)等高密度气体时，需校核主轴强度和电机功率，防止过载。计算公式可参考：风机所需功率与气体密度大致成正比。 危险性：输送氧气(O₂)时，必须禁油，所有过流部件需做脱脂处理，并采用惰性气体密封，防止油脂在高压纯氧中爆炸。输送氢气时，对密封的严密性要求极高，碳环密封是首选，同时需防爆设计和静电导出。 腐蚀性：输送工业烟气（可能含SO₂、HCl等）或二氧化碳(CO₂)（潮湿时形成碳酸），需选用耐蚀合金（如蒙乃尔、钛材）或进行严密的防腐内衬。氮气(N₂)、氦气(He)、氖气(Ne)、氩气(Ar)等惰性气体，化学性质稳定，主要考虑密封防泄漏。 压缩热与冷却：压缩氦气(He)等气体时，由于其绝热指数高，温升显著，可能需要更强的级间冷却或特殊冷却结构。

选型原则：在选配输送特定工业气体的风机时，必须在标准型号（如C200-1.5为空气设计）基础上，进行气动性能换算（根据气体常数、绝热指数等），并重点校核材料兼容性、密封形式、冷却方式和安全配置。专为钆(Gd)提纯设计的“(Gd)”型号，已集成了针对其常见工艺气体的部分防护特性。

结论

C(Gd)107-2.26型多级离心鼓风机是重稀土钆提纯领域的一款经典动力设备，其型号编码蕴含着流量、压力及专用化的关键信息。深入理解其以转子总成、轴瓦轴承、碳环密封为核心的结构原理，掌握其故障诊断与维修方法，是保障生产线稳定运行的基石。同时，面对复杂的重稀土提纯全流程和多样化的工业气体介质，技术人员必须熟知CF(Gd)、D(Gd)、AI(Gd)、S(Gd)等系列风机的特性差异，并严格依据气体物性进行适配选型与安全设计。唯有将风机技术与工艺需求深度融合，才能充分发挥设备效能，为重稀土这一战略资源的高效、绿色提纯提供坚实可靠的装备支撑。

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