轻稀土(铈组稀土)镧(La)提纯风机基础知识及D(La)1913-1.32型号深度解析

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)1913-1.32、风机配件、风机维修、工业气体输送、多级离心风机、稀土冶炼

引言：稀土提纯工艺与风机的关键角色

在稀土元素，特别是轻稀土（铈组稀土）的冶炼与提纯过程中，流体输送设备扮演着至关重要的角色。其中，离心鼓风机作为提供稳定气流、创造特定工艺环境的核心动力设备，其性能直接关系到产品纯度、回收率及生产成本。本文将聚焦于轻稀土元素“镧”(La)的提纯工艺，深入剖析其专用提纯风机:D(La)1913-1.32型高速高压多级离心鼓风机的基础知识，并系统阐述风机关键配件、维护修理要点，以及输送各类工业气体的通用风机技术。

第一部分：轻稀土(铈组稀土)镧(La)提纯工艺对风机的特殊要求

轻稀土（铈组稀土）主要包括镧(La)、铈(Ce)、镨(Pr)、钕(Nd)等元素。镧的提纯通常涉及焙烧、酸溶、萃取、结晶等多个单元操作。在这些工序中，风机主要用于：

提供氧化/反应气氛：如输送富氧空气或纯净氧气至焙烧炉，确保稀土精矿充分氧化分解。

物料流态化与输送：在特定干燥或气力输送环节，提供稳定、洁净的气源。

工艺气体循环与加压：在封闭或半封闭的萃取、分离系统中，维持一定的压力环境，防止有害气体外泄或空气侵入。

废气处理与引风：抽排工艺过程中产生的酸性烟气（如含氟、硫氧化物），需风机具备良好的耐腐蚀性能。

因此，用于镧提纯的风机必须具备高可靠性、压力稳定、流量可调、对介质（可能含腐蚀性组分）有良好适应性等特点。

第二部分：D(La)1913-1.32型高速高压多级离心鼓风机详解

2.1 型号命名规则解析

参考提供的命名体系，D(La)1913-1.32型号可拆解为：

“D”：代表“D型系列高速高压多级离心鼓风机”。该系列风机采用多级叶轮串联结构，通过逐级增压，能在较高转速下产生显著高于单级风机的出口压力，特别适合需要中高压气源的提纯工艺环节。

“(La)”：明确标识此风机主要应用于镧(La)元素的提纯工艺流程，其设计参数、材料选择（如过流部件耐蚀材料）均针对镧提纯的典型工况进行了优化。

“1913”：表示该风机的设计流量为每分钟1913立方米。这是一个关键性能参数，决定了风机满足特定生产规模的能力。流量需与上游供料、下游反应或分离设备的处理能力精确匹配。

“-1.32”：表示风机在标准进气条件下（进风口压力为1个标准大气压），设计工况点的出口绝对压力为1.32个大气压（即表压约为0.32公斤力/平方厘米）。这个压力值对于克服工艺系统阻力、实现气体有效输送至关重要。

型号示例对比：与“D(La)300-1.8”相比，D(La)1913-1.32的流量（1913立方米/分钟）远大于前者（300立方米/分钟），但出口压力（1.32个大气压）低于前者（1.8个大气压）。这体现了D系列风机通过不同设计，可覆盖从中小流量高压到较大流量中压的宽广应用范围。

2.2 风机基本结构、工作原理与性能特点

D(La)1913-1.32属于多级离心鼓风机。其核心工作原理是：电机通过增速齿轮箱驱动风机主轴高速旋转，固定在主轴上的多个风机转子总成（每个总成包含叶轮、轮盘、轴套等）随之转动。气体从进气室轴向吸入，进入第一个叶轮，在高速旋转的叶轮叶片作用下获得动能和压力能；随后气体经导流器导入下一级叶轮，再次获得能量。如此逐级叠加，最终在末级叶轮出口处，气体的动能部分在蜗壳或扩压器中转化为静压能，达到设计压力（1.32个大气压）后排出。

其主要性能特点包括：

高压高效：多级结构实现了在单机内的高压比，效率高于串联多台单级风机。

运行稳定：输出气流连续、脉动小，压力波动范围窄，有利于工艺稳定。

调节灵活：可通过进口导叶、调速等方式在较宽范围内调节流量和压力，适应工况变化。

结构紧凑：相对于达到同等压力的活塞式压缩机，体积更小，基础要求相对简单。

第三部分：风机核心配件与关键部件说明

D(La)1913-1.32风机的长期稳定运行，依赖于以下关键配件的优良性能和正确维护：

风机主轴：作为传递扭矩、支撑转子的核心部件，通常采用高强度合金钢锻造而成，经过精密加工和热处理，确保具有极高的强度、刚性和疲劳寿命。其临界转速必须远高于工作转速，以避免共振。

风机轴承与轴瓦：对于此类高速高压风机，滑动轴承（特别是动压液体滑动轴承）应用广泛。轴瓦是滑动轴承的核心，通常采用巴氏合金等耐磨减摩材料衬里。它依靠旋转主轴形成的油膜来支撑转子，具有承载能力强、阻尼性能好、寿命长的优点。润滑油系统的清洁和稳定是轴瓦正常工作的关键。

风机转子总成：这是风机的“心脏”，包括各级叶轮、隔套、平衡盘（鼓）等。叶轮多为后向或径向形式，采用高强度铝合金或不锈钢精密铸造或焊接而成，并经过严格的动平衡校正（精度达到G2.5级或更高），以消除不平衡力，确保高速下的平稳运行。转子总成的装配精度直接影响风机效率和振动水平。

密封系统：

气封（级间密封与轴端密封）：通常采用迷宫密封，利用一系列环形齿隙形成节流效应，减少高压气体向低压区的泄漏，或防止气体沿轴端外泄。齿形和间隙设计至关重要。

碳环密封：在某些对泄漏控制要求极高或输送特殊气体的场合，会采用碳环密封。它由多个碳环组成，在弹簧力作用下紧贴轴套，实现接触式密封，泄漏量极低。

油封：主要用于轴承箱两端，防止润滑油从轴承箱泄漏，并阻挡外部杂质进入。常用形式包括骨架油封、迷宫油封等。

轴承箱：容纳和支持主轴轴承的部件，内设润滑油路，确保轴承和轴瓦得到充分润滑和冷却。其结构刚度、对中性以及密封性能必须良好。

第四部分：风机维护、常见故障与修理要点

为确保D(La)1913-1.32风机在镧提纯生产中的持续可靠运行，必须建立科学的维护和修理体系。

4.1 日常维护与巡检

振动与温度监测：定期使用测振仪检测轴承座、机壳关键点的振动速度或位移值。使用红外测温枪监测轴承温度、油温。任何异常升高都可能是故障前兆。

润滑油系统检查：检查油位、油压、油温，定期分析润滑油品质（水分、粘度、颗粒物污染），按时更换润滑油和滤芯。

密封与泄漏检查：检查各气封、油封处有无明显泄漏。

声音监听：运行中监听有无异常摩擦、撞击声。

4.2 常见故障分析与修理

振动超标：

原因：转子动平衡破坏（结垢、腐蚀、零件松动）；对中不良；轴承/轴瓦磨损；基础松动；喘振（系统阻力过大或流量过低导致）。

修理：停机检查，重新进行转子动平衡校正；重新校正电机与风机、齿轮箱与风机间的对中；检查更换磨损的轴瓦或轴承；紧固地脚螺栓；调整工况点，避免在喘振区运行。

轴承温度过高：

原因：润滑油不足、变质或牌号错误；冷却系统故障；轴承/轴瓦装配间隙不当或损坏；负荷过大。

修理：检查油系统，确保油量、油质、油温正常；清理冷却器；测量并调整轴承间隙，更换损坏件；检查工艺系统是否超压。

风量或压力不足：

原因：进气过滤器堵塞；密封间隙磨损过大，内泄漏严重；转速下降（皮带打滑、电机故障）；叶轮腐蚀或积垢严重。

修理：清洗或更换滤芯；检查并调整或更换迷宫密封齿、碳环；检查驱动系统；清理或更换叶轮。

异常噪音：

原因：轴承损坏；转子与静止件摩擦；齿轮箱故障（如齿轮损坏）；喘振。

修理：根据声源判断，针对性检查相关部件并更换。

重要修理原则：涉及转子、轴承、齿轮等核心部件的拆卸和修理，必须由专业技术人员在具备条件的车间进行，并严格遵循制造厂的装配工艺和精度标准。修理后应重新进行对中、平衡测试，并执行完整的试车程序。

第五部分：稀土提纯及相关工业气体输送风机概览

在稀土全产业链中，除了D(La)系列，还会用到多种类型的风机来输送不同的工业气体，以满足各环节需求：

“C(La)”型系列多级离心鼓风机：通常为传统多级结构，转速相对D型较低，压力覆盖面广，适用于要求稳定、可靠的中高压气体输送场合，如向大型反应釜提供压缩空气或惰性气体。

“CF(La)”与“CJ(La)”型系列专用浮选离心鼓风机：专门为稀土矿的浮选工艺设计。浮选需要大量低压空气产生气泡，这两种风机通常具有大风量、低至中压的特点，结构上针对连续、潮湿的工况进行了优化。CF与CJ型可能在具体结构（如进气方式、叶轮形式）上有所区别，以适应不同规模的浮选车间。

“AI(La)”型系列单级悬臂加压风机：结构紧凑，转子悬臂布置。适用于流量和压力要求中等的加压或循环工艺，如小型反应器的气体循环。维护相对简便。

“S(La)”型系列单级高速双支撑加压风机：采用齿轮箱增速，单级叶轮高速运行实现较高压升。转子两端支撑，运行稳定性好。适用于需要中等流量、较高压力的工艺点，比多级风机结构更简单。

“AII(La)”型系列单级双支撑加压风机：可能指采用常规电机直联或皮带传动，转速较低的单级双支撑风机，适用于低压、大流量的通风或气体输送场合。

工业气体输送的注意事项

风机在输送所列工业气体（空气、烟气、CO₂、N₂、O₂、He、Ne、Ar、H₂等）时，必须进行针对性设计：

材料兼容性：输送氧气时，所有接触氧气的部件需禁油并采用抗氧化材料；输送酸性烟气（如CO₂湿气、工业烟气）需选用耐蚀不锈钢或涂层；输送氢气因具有渗透性和易爆性，对材料、密封和防爆有特殊要求。

密封要求：输送昂贵、稀有或有害气体（如He、Ar、H₂）时，需采用泄漏率极低的密封形式，如干气密封、高性能碳环密封等。

安全性：输送可燃气体（如H₂）或助燃气体（如O₂）时，电机、仪表需符合防爆标准，系统设计需考虑安全泄放和惰化保护。

性能换算：风机的标定性能通常基于空气。输送不同密度的气体时，风机的压力、功率会发生变化，需根据气体密度进行换算（风机全压与气体密度成正比；轴功率与气体密度成正比），并校核电机功率是否足够。

结论

D(La)1913-1.32型高速高压多级离心鼓风机作为轻稀土镧提纯工艺中的关键动力设备，其高效、稳定的运行是保障生产连续性和产品品质的基础。深入理解其型号含义、工作原理、配件构成和维护修理要点，对于设备管理人员和工艺工程师至关重要。同时，根据稀土冶炼不同工序的需求，合理选择C、CF、CJ、AI、S、AII等系列风机，并充分考虑所输送工业气体的理化特性进行针对性设计和安全防护，是构建安全、高效、经济的稀土生产气体输送系统的核心。

作为风机技术从业者，我们应不断跟踪风机技术发展，将高效节能、智能监测、长寿命设计等理念融入设备的选型、使用和维护中，为提升我国稀土产业的技术装备水平贡献力量。