轻稀土(铈组稀土)镧(La)提纯专用风机：D(La)169-2.88型高速高压离心鼓风机技术详解与应用维护

作者：王军（139-7298-9387）

关键词：轻稀土提纯、铈组稀土、镧(La)分离、D(La)169-2.88离心鼓风机、风机配件、风机维修、工业气体输送、多级离心鼓风机

引言

在稀土矿产，尤其是轻稀土（铈组稀土：镧La、铈Ce、镨Pr、钕Nd等）的湿法冶金提纯工艺中，鼓风机作为核心动力设备，其性能直接关系到萃取、浮选、氧化焙烧、气流输送等关键工序的效率和稳定性。其中，“D(La)”型系列高速高压多级离心鼓风机因其出色的压力输出和气体控制精度，在镧元素的分离与提纯环节扮演着不可替代的角色。本文将以具体型号“D(La)169-2.88”为例，系统阐述其技术原理、型号解读、关键配件构成、维护修理要点，并概述稀土行业相关的工业气体输送风机选型知识，旨在为同行提供一份实用的技术参考。

第一章 稀土提纯工艺与风机选型概述

轻稀土提纯是一个复杂的物理化学过程，涉及溶解、萃取、沉淀、煅烧等多道工序。这些工序往往需要精确控制的气体环境（如空气、氮气保护）或依赖气流产生的动力（如浮选气泡、气流干燥、物料输送）。风机的主要功能在于提供稳定、洁净且参数匹配的气流。

针对不同工艺段，风机选型差异显著：

“CF(La)”与“CJ(La)”型系列专用浮选离心鼓风机：主要用于浮选车间，为浮选机提供充气量稳定、压力适中的空气，其特性曲线要求平缓，以适应矿浆液位变化对背压的影响。

“C(La)”型系列多级离心鼓风机：常用于中等压力需求的场景，如物料的气流输送或反应釜的鼓风曝气。

“AI(La)”、“S(La)”、“AII(La)”型系列单级加压风机：结构相对紧凑，适用于压力需求较低但流量较大的场合，如车间通风或特定冷却环节。

“D(La)”型系列高速高压多级离心鼓风机：这正是本文的核心。它专为需要较高出口压力的工艺设计，例如镧盐溶液的气流喷雾干燥、高压气流粉碎超细稀土粉末，或是为某些高压反应塔提供强制氧化气体（如氧气或空气）。其“高速”与“多级”的设计，使其能在较小体积下实现单级风机难以达到的压力升。

型号“D(La)169-2.88”便是为此类高压需求场景量身定制的设备。

第二章 D(La)169-2.88型风机技术规格与型号深度解读

完整风机型号：D(La)169-2.88

让我们逐一拆解其技术含义：

“D”：代表风机系列，即“D型高速高压多级离心鼓风机”。该系列采用串联多个叶轮的结构，气体每经过一级叶轮和导叶，压力就得到一次提升。

“(La)”：明确标识此风机主要服务于“镧(La)”及相关轻稀土的提纯工艺流程。这意味着风机的材料选择、密封设计和防腐处理，会充分考虑稀土生产环境中可能存在的酸雾、碱雾或特定化学介质。

“169”：表示风机在标准进气状态下的额定体积流量为169立方米每分钟。这是风机最核心的参数之一，直接关系到工艺的通气量。此流量值是依据用户具体的工艺计算（如干燥塔蒸发量、反应所需气量）并通过系统阻力核算后确定的。

“-2.88”：表示风机在输送空气时的出口相对压力为2.88个大气压（即绝压约为3.88 bar A）。这是一个关键的性能指标。型号中未出现“/”符号，根据约定，这表示风机的进口压力为标准的1个大气压（绝压1.013 bar A）。因此，风机的实际压升约为2.88个大气压（约2.92 bar）。

配套说明：该风机型号是基于输送空气介质，并与特定工艺设备（如喷雾干燥塔或气流磨）配套选型后确定的。若介质改变（如改为输送氮气），由于气体密度和绝热指数的变化，风机的实际流量和压力需根据风机定律进行换算。

其性能曲线特征为：在额定转速下，流量从大到小变化时，出口压力逐渐升高；功率消耗随流量增大而增加。操作点应选在高效区内，通常位于性能曲线峰值压力点的右侧。

第三章 D(La)系列风机核心配件详解

一台稳定运行的D(La)型风机，离不开其内部精密配件的协同工作。以下是针对稀土提纯环境特点的关键配件说明：

风机主轴：作为整个转子系统的核心承力与传动部件，D(La)系列主轴采用高强度合金钢（如42CrMo）整体锻制，经调质处理获得优异的综合机械性能。其加工精度极高，各轴段（安装叶轮、轴承处）的同心度、圆柱度及表面光洁度有严格要求，以保障高速动平衡品质和运行稳定性。

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（或鼓）以及锁紧螺母等组成。叶轮是核心做功元件，通常采用抗腐蚀疲劳性能好的不锈钢（如F51双相钢）或钛合金精密铸造或焊接而成。流道型线经过空气动力学优化，以追求高效率。每个叶轮在装配前都需进行单独动平衡，整个转子总成完成后还需进行高速动平衡校正，确保在工作转速下振动值极低。

风机轴承与轴瓦：D(La)系列高速风机常采用滑动轴承（即轴瓦），因其承载能力强、阻尼性能好，更适合高速重载工况。轴瓦材料多为巴氏合金（锡基轴承合金），它具有良好的嵌入性和顺应性，能容忍微小的对中误差。轴承箱内设有压力油润滑系统，形成稳定的油膜以隔离轴颈与轴瓦，实现液体摩擦。

密封系统：这是防止工艺气体泄漏与润滑油污染的关键，尤其在输送特殊工业气体时。

气封与级间密封：在机壳内部，用于减少高压级气体向低压级的泄漏。通常采用迷宫密封，利用多次节流膨胀效应来阻漏。

轴端密封：在转子两端伸出机壳处，防止气体外泄或空气吸入。对于D(La)169-2.88这类风机，碳环密封是常见且可靠的选择。它由多段碳环组成，在弹簧力作用下紧贴轴套表面，形成动态密封。碳材料具有自润滑、耐磨损、对轴损伤小的优点，能适应一定的热膨胀和轻微轴窜。

油封：位于轴承箱两端，主要用于防止润滑油沿轴泄漏。通常采用骨架油封或迷宫式油封，与轴承箱的呼吸器配合，保持箱内微负压，确保密封效果。

轴承箱：是容纳轴承、轴瓦并建立稳定润滑油路的核心壳体。要求有足够的刚性以抵抗变形，内部油路设计需确保润滑油能均匀覆盖整个轴瓦工作面，并带走摩擦热。通常集成有温度传感器和振动探头接口，用于在线监测。

第四章 D(La)型风机常见故障与修理要点

在稀土提纯的连续生产中，风机的计划性维护与故障快速修复至关重要。

振动超标：

原因：最常见的原因是转子不平衡（结垢、腐蚀导致质量分布改变）、对中不良、轴承（轴瓦）磨损、基础松动或喘振（操作点进入不稳定区）。

修理：停机后，首先检查对中情况。拆检转子，检查叶轮腐蚀结垢情况，严重时需进行喷砂清洗并重新做高速动平衡。测量轴瓦间隙，若超过设计值1.5倍以上，需刮研或更换新瓦。

轴承温度过高：

原因：润滑油油质劣化、油路堵塞、供油不足；轴瓦刮研不良，接触面不符合要求；冷却器效率下降；或超负荷运行。

修理：检查润滑油质，定期化验更换。清洗油滤网和冷却器。拆检轴瓦，检查接触斑点，要求均匀分布在中心60-90度角内，必要时重新刮研。确保轴承箱的冷却水畅通。

风量或压力不足：

原因：进口过滤器堵塞；密封间隙（尤其是碳环密封）磨损过大，内泄漏严重；转速未达额定值（检查电机和变频器）；叶轮通道腐蚀或堵塞。

修理：清理过滤器。停机测量并调整或更换碳环密封，恢复设计间隙。检查清洗叶轮流道。

气体或润滑油泄漏：

原因：轴端碳环密封磨损或弹簧失效；油封老化；箱体结合面密封垫损坏。

修理：系统检查泄漏点。更换全套碳环密封组件是解决轴端气体泄漏的标准方法。同时更换老化油封和密封垫。

大修流程建议：风机运行约24000小时后应考虑进行预防性大修。包括：完全解体、清洗所有部件；检查主轴直线度和表面状态；详细检查每个叶轮的腐蚀、裂纹（可用着色探伤）；更换所有密封件和轴承轴瓦；重新组装并严格对中；最后进行机械运转试验，验证振动、温度等参数合格后方可投用。

第五章 稀土提纯中的工业气体输送风机选型导引

除了输送空气的D(La)169-2.88型风机，稀土提纯中常涉及多种特种工业气体，这对风机提出了特殊要求。

可输送气体列举：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)、混合无毒工业气体。

选型原则：

气体性质决定材料与结构：

氧气(O₂)：极具助燃性，必须选择“禁油”型风机。所有过流部件需进行彻底脱脂清洗，密封采用无油润滑设计，轴承箱与气腔之间需有可靠的隔离密封。通常选用“AI(La)”或“S(La)”系列的禁油型变体。

氢气(H₂)：密度小、易泄漏、易燃易爆。风机设计重点在于极高的密封性（采用干气密封或特殊迷宫密封）和防静电。结构上需考虑氢气对材料的氢脆影响。

腐蚀性气体（如含氯离子烟气、CO₂湿气）：过流部件（叶轮、机壳）需采用更高等级的不锈钢、哈氏合金或进行防腐涂层处理。

惰性气体（N₂, Ar, He等）：性质稳定，选型主要关注密封防止泄漏，以节约气体成本。

性能换算：风机的性能曲线是基于标准空气（密度1.2 kg/m³）测定的。当输送其他气体时，必须进行换算。核心公式是：

压力换算：风机产生的压头（单位质量能量的增加）对于不同气体是相同的，但出口表压与气体密度成正比。即，输送密度小于空气的气体（如H₂），相同转速下出口压力会低于样本值；反之则高。

轴功率换算：轴功率与气体密度成正比。输送轻气体时，所需电机功率显著减小。

选型时，必须向制造商提供准确的气体成分、温度、进口压力，以便进行严谨的换算和选型。

系列对应：

对于流量中等、压力要求不极高的惰性气体输送，可选用“C(La)”系列。

对于需要单级、大流量输送的车间循环或吹扫用气，“AI(La)”或“AII(La)”系列可能更经济。

对于类似D(La)169-2.88的高压需求，但介质为特殊气体，则需在D系列基础上进行材质升级和密封特殊设计，定制成“D(La)-特殊气体”型号。

结论

在轻稀土镧的提纯产业链中，离心鼓风机是贯穿始终的“动力肺腑”。深刻理解如“D(La)169-2.88”这类专用风机的型号含义、内部构造、维护要点，并掌握针对不同工业气体的选型精髓，是保障生产连续稳定、提升工艺效率、降低能耗与安全风险的核心技术能力。作为风机技术人员，我们不仅要确保设备可靠运转，更应主动参与工艺设计初期的风机选型论证，实现设备与工艺的最佳匹配，从而为我国稀土战略资源的精深加工贡献坚实的技术力量。