轻稀土(铈组稀土)镧(La)提纯风机：D(La)1167-1.46型离心鼓风机技术详解

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轻稀土(铈组稀土)镧(La)提纯风机：D(La)1167-1.46型离心鼓风机技术详解

作者：王军（139-7298-9387）

关键词：轻稀土提纯、铈组稀土、镧(La)、离心鼓风机、D(La)1167-1.46、风机配件、风机维修、工业气体输送、轴瓦、碳环密封

前言：稀土提纯工艺中的“肺”与“心”

在轻稀土（铈组稀土）的湿法冶金提纯流程中，特别是针对镧(La)元素的分离与富集，离心鼓风机扮演着至关重要的角色。它如同流程的“肺”，为萃取、煅烧、气体输送等关键工序提供稳定、洁净且参数精确的气源；又如同“心”，其运行稳定性直接关系到整个生产线的连续性与产品质量。风机技术的选择与应用，是保障稀土产品纯度、降低能耗与生产成本的核心环节之一。本文将围绕专为镧(La)提纯工艺设计的D(La)1167-1.46型高速高压多级离心鼓风机，系统阐述其基础知识、结构特性、配件功能、维修要点，并拓展介绍稀土工业中输送各类工业气体的风机选型原则。

第一章：轻稀土提纯工艺对风机的特殊要求

轻稀土（铈组：镧La、铈Ce、镨Pr、钕Nd等）的提纯，常涉及焙烧、酸溶、萃取、沉淀、煅烧等多道工序。这些工序对配套风机的需求具有鲜明特点：

介质多样性：需输送空气（助燃、流化）、特定工业气体（如氮气N₂用于保护气氛、氧气O₂用于氧化焙烧），以及可能含有酸性或腐蚀性组分的工艺尾气。 压力需求高：为克服萃取塔、煅烧炉、管道系统及气体净化装置的阻力，并满足工艺所需的穿透力，风机常需提供显著高于常压的出风压力，范围通常在1.2至3.0个大气压（表压）之间。 流量稳定性要求严苛：在萃取等精密分离过程中，气体流量与压力的波动会直接影响两相接触效率与分离系数，因此要求风机具有平稳的流量-压力特性。 可靠性与耐用性：稀土生产多为连续化作业，要求风机能够长时间无故障运行，并对关键部件如密封、轴承的耐腐蚀、耐磨损性能有较高要求。 能效要求：作为高耗能设备，风机的运行效率直接影响吨稀土产品的综合能耗。

为满足这些复杂需求，风机厂家开发了系列化专用产品，其中“D”型系列便是为应对高压、高可靠性挑战而生的关键设备。

第二章：D(La)1167-1.46型风机深度解析

D(La)1167-1.46，这个型号编码本身就是一份精炼的技术规格书。

系列归属：“D”代表D系列高速高压多级离心鼓风机。该系列采用多级叶轮串联结构，通过逐级增压，在保证效率的同时实现较高的出口压力。其“高速”特性意味着通常采用齿轮箱增速，使叶轮工作在最佳转速区间，从而缩小机组体积，提升单级增压能力。 工艺指向：“(La)”明确标识此风机专为镧(La)元素的提纯工艺流程设计或优化。这意味着在材料选择（如应对特定介质腐蚀）、间隙设定、冷却方式等方面，已考虑了镧提取环节的常见工况。 核心参数： “1167”：表示风机在进口状态为标准大气压（101.325 kPa, 20℃空气）下的额定体积流量，为每分钟1167立方米。这是一个关键的设计与选型参数，直接关联工艺的气体需求量。 “-1.46”：表示风机的出口静压为1.46个标准大气压（表压），约合0.46MPa(g)。根据型号规范，此处无“/”符号，表明进口压力为1个标准大气压（绝对压力）。因此，该风机的总压升约为0.46个大气压（表压）。此压力足以满足大多数镧提纯环节中气体输送、穿透液层或提供反应动力的需求。 配套与选型：类似于参考型号“D(La)300-1.8”与跳汰机配套，D(La)1167-1.46的流量与压力参数也是与特定的工艺设备（如大型萃取塔组、回转煅烧窑的气体分布系统或流化床干燥器）经过严谨计算后匹配确定的，旨在实现最优的工艺效果与能耗平衡。

第三章：D系列风机核心配件与功能

理解风机的稳定运行，必须熟知其核心配件的功能。以下以D(La)1167-1.46型为例，详解关键部件：

风机主轴：作为整个转子系统的核心承力与动力传递部件，要求极高的强度、刚性和动平衡精度。通常采用优质合金钢整体锻造，经精密加工、热处理和探伤检测，确保在高速旋转下无变形、无裂纹。 风机转子总成：这是风机的“心脏”，由主轴、多级叶轮、定距套、平衡盘（如有）及锁紧螺母等组成。每个叶轮都经过严格的动平衡校正，整体转子在装配后还需进行高速动平衡，将残余不平衡量控制在极低范围内，这是保证风机低振动、长寿命运行的根本。 风机轴承与轴瓦：对于高速重载的D系列风机，滑动轴承（轴瓦）是常见且可靠的选择。轴瓦通常采用巴氏合金或铜基合金等耐磨减摩材料制成，依靠形成的压力油膜支撑转子。其优点是承载能力大、运行平稳、阻尼特性好，能有效抑制油膜振荡。维护要点在于保证润滑油的清洁度、合适的粘度与油温。 密封系统：防止气体泄漏和油品进入流道的关键。 气封与油封：在级间和轴端，常采用迷宫密封，利用一系列节流间隙消耗气体压力能，减少泄漏。油封则主要用于轴承箱两端，防止润滑油外泄。 碳环密封：在输送某些特殊气体（如氢气、氧气）或要求极低泄漏的场合，会采用碳环密封。它由多个预紧的碳环组成，在弹簧力和气体压力作用下紧贴轴套或密封座，实现接触式或微间隙密封，密封效果优于传统迷宫密封。 轴承箱：是容纳轴承（轴瓦）、提供稳定润滑和冷却的壳体结构。内部设有合理的油路，确保压力油能稳定供给各个润滑点，并将摩擦热带走。轴承箱的刚性、散热设计及密封至关重要。

第四章：D(La)1167-1.46型风机常见故障与修理要点

风机维修必须基于精准诊断，遵循安全规范。以下是针对该型号的维修指引：

振动超标： 可能原因：转子动平衡破坏（叶轮结垢、磨损、异物撞击）；对中不良；轴承（轴瓦）磨损或油膜失稳；基础松动。 修理要点：首先检查对中数据与基础螺栓。停机后，重点检查转子总成，进行现场或离线动平衡校正。检查轴瓦的巴氏合金层是否有磨损、剥落、裂纹，测量间隙是否超标，必要时刮研或更换。检查润滑油质。 压力或流量不足： 可能原因：滤网堵塞导致进口阻力增大；密封（特别是碳环密封或迷宫密封）磨损严重，内泄漏增大；叶轮流道腐蚀或结垢，效率下降；转速未达到额定值。 修理要点：清洗进口过滤器。检查各级密封间隙，测量碳环密封的磨损量，若超过允许值必须成组更换。打开机壳检查叶轮状态，必要时进行清理或更换。核对电机转速与齿轮箱速比。 轴承温度过高： 可能原因：润滑油不足、变质或牌号错误；冷却系统故障（冷却器堵塞、水压不足）；轴瓦刮研不良，接触面积不足或油楔形状不佳；轴承负载过大（对中不良、管道应力）。 修理要点：检查油位、油质，更换合格的润滑油。疏通冷却器。取出轴瓦检查接触斑点，按要求重新刮研。彻底重新进行对中，并检查管道支撑。 气体泄漏或油泄漏： 可能原因：轴端密封（油封、碳环密封）损坏或老化；密封气（如果是干气密封或带气封的迷宫密封）压力不足；轴承箱回油管路堵塞。 修理要点：更换失效的密封件。对于碳环密封，需注意安装方向与弹簧预紧力。检查并调整密封气系统。疏通回油管路。 大修流程：大修时应全面解体，对所有部件进行清洗、检测。重点记录：转子各部位的径向与端面跳动、轴瓦间隙与接触情况、所有密封间隙、叶轮与扩压器的流道状况、齿轮箱啮合情况（如有）。更换所有O型圈、垫片等易损件。严格按照装配工艺和公差要求回装，最终进行单机试车，监测振动、温度、压力、流量等参数是否达到出厂或大修标准。

第五章：稀土工业中其他关键风机型号简介

除了核心的D系列，镧及轻稀土提纯的全流程可能涉及多种风机，共同构成高效的气体动力系统：

“C(La)”型系列多级离心鼓风机：通常为传统多级低速鼓风机，结构坚固，维护相对简单，适用于压力需求中等、流量较大的稳定工况，如大型车间的通风换气或前段工艺供气。 “CF(La)”与“CJ(La)”型系列专用浮选离心鼓风机：专为稀土原矿浮选工艺设计。浮选过程需要大量、稳定、压力适中的空气产生气泡，这两种型号针对矿浆环境和气泡生成特性进行了优化，强调流量调节的灵敏性和运行的可靠性。 “AI(La)”型系列单级悬臂加压风机：结构紧凑，采用单级叶轮悬臂安装。适用于中低压力、中小流量的加压点，如局部工艺气体补充或小型反应釜的鼓泡。 “S(La)”型系列单级高速双支撑加压风机与“AII(La)”型系列单级双支撑加压风机：两者均为单级，双支撑结构保证了转子刚性。“S(La)”型通常转速更高，采用齿轮增速，适用于单级压比相对较高的场合。“AII(La)”型可能为直联或皮带传动，转速相对较低，适用于压力流量范围较广的通用加压场景。两者在稀土厂中常用于尾气回收增压、气体循环或物料输送。

第六章：输送各类工业气体的风机技术考量

稀土生产中，输送介质远不止空气。针对不同气体特性，风机设计与选材需特殊调整：

共性安全原则：对于所有气体，必须明确其爆炸极限、毒性、化学活性。风机设计需满足相应的防爆等级、密封等级和材料兼容性。 针对不同气体的技术要点： 惰性气体（氮气N₂、氩气Ar、氦气He、氖气Ne）：重点在于密封性，防止贵重气体泄漏损失。碳环密封、干气密封是优选。惰性气体密度可能与空气不同，影响风机功率，需精确计算。 氧气O₂：禁油是铁律！所有与氧气接触的部件（流道、密封腔）必须进行严格的脱脂处理。材料需选用抗氧化、且摩擦火花安全性高的材质（如特定不锈钢）。密封通常采用碳环密封（需为抗氧化型）或氮气隔离的迷宫密封。 氢气H₂：密度极小，易泄漏、易爆炸。风机设计追求极高的轴封严密性，多采用碳环密封串联、或干气密封。壳体设计需考虑防爆泄压。由于气体密度低，相同压比下所需功耗较低，但叶轮设计需适应高马赫数。 二氧化碳CO₂：可能含水形成碳酸，具有一定腐蚀性。材料应考虑耐弱酸腐蚀（如不锈钢）。温度较低时需注意防止结冰堵塞。 工业烟气：成分复杂，可能含尘、含水、含腐蚀性成分（如SO₂, HCl）。前置高效除尘、除雾是关键。风机流道需采用耐腐蚀涂层或材料（如双相不锈钢）。设计上需考虑叶片防磨损、防积灰，并设置冲洗接口。密封需能防止颗粒物侵入。 混合无毒工业气体：需提供准确的混合气体组分、分子量、绝热指数等物性参数，以便进行准确的气动性能计算和强度校核。

结语

D(La)1167-1.46型高速高压多级离心鼓风机作为轻稀土镧提纯流程中的关键动力设备，其高效、稳定运行是保障生产顺行与产品质量的基石。深入理解其型号含义、结构特点、配件功能与维修技术，是风机技术管理者王军及同行们的核心职责。同时，放眼整个稀土生产链，从浮选、萃取到煅烧、气体制备，合理选择“C”、“CF”、“CJ”、“AI”、“S”、“AII”等系列风机，并针对空气、氮气、氧气、氢气、烟气等不同介质进行精准化的设计与维护，是构建安全、高效、节能的现代化稀土工厂不可或缺的一环。风机技术，正是驱动稀土这一“工业维生素”高效分离提纯的隐形力量。

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