轻稀土(铈组稀土)铈(Ce)提纯风机技术与应用专论:以AI(Ce)1632-2.31型风机为核心

作者：王军（139-7298-9387）

关键词：稀土提纯，铈(Ce)，离心鼓风机，风机配件修理，工业气体输送，AI(Ce)1632-2.31，气封轴瓦，碳环密封

引言

在稀土工业，特别是轻稀土（铈组稀土）的湿法冶金提纯工艺流程中，如萃取、结晶、氧化焙烧、尾气处理等关键环节，稳定、可靠且高效的鼓风设备是保障生产连续性与产品纯度的核心动力源。风机不仅提供必要的气体流动与压力，其密封性、材料兼容性及运行稳定性更直接关系到生产安全、能耗与金属回收率。本文立足于风机技术工程视角，系统阐述应用于铈(Ce)等轻稀土提纯领域的离心鼓风机基础知识，并重点对AI(Ce)1632-2.31型风机进行深度解析，同时对其关键配件、常见维修要点以及面向多种工业气体的输送适应性进行详细说明，以期为行业同仁提供技术参考。

第一章：轻稀土提纯工艺对鼓风机的基本要求

轻稀土提纯过程环境复杂，对配套风机提出了特殊要求：

介质多样性：需处理空气、工艺烟气（可能含微量酸性成分）、惰性保护气（如氮气、氩气）、以及特定工艺气体（如氧气用于氧化焙烧）。风机材质与密封需具备相应的耐腐蚀与兼容性。

压力与流量稳定性：萃取搅拌、气流干燥等工序要求风压与流量精确可调且波动小，以确保化学反应条件稳定。

高可靠性：稀土生产线连续运行周期长，要求风机故障率低，维护便捷。

密封性要求极高：防止工艺气体外泄造成环境污染、产品损失或空气侵入影响工艺，同时也防止润滑油进入气流污染介质。

能效比：在满足工艺前提下，追求更高的运行效率以降低生产成本。

第二章：铈(Ce)提纯专用离心鼓风机系列概览

针对上述要求，行业内发展出了多个专用风机系列，型号中的“(Ce)”标识指明其设计适用于铈组稀土工艺环境。

“C(Ce)”型系列多级离心鼓风机：采用多级叶轮串联，适用于中高压力、中等流量的稳定输送场合，如系统主工艺供风。

“CF(Ce)”与“CJ(Ce)”型系列专用浮选离心鼓风机：针对稀土矿浮选工艺优化，注重在特定压力点提供大流量，并考虑矿浆泡沫环境可能的气体反窜防护。

“D(Ce)”型系列高速高压多级离心鼓风机：采用齿轮增速驱动，实现单缸多级高压输出，适用于需要特别高排气压力的工艺环节，如高压氧化或穿透床层。

“AI(Ce)”型系列单级悬臂加压风机：结构紧凑，维护方便，适用于中低压力、中小流量的加压或气体输送点，如局部补气、搅拌供风。

“S(Ce)”型系列单级高速双支撑加压风机：转子两端支撑，运行稳定性高，适用于转速较高、要求振动小的场合。

“AII(Ce)”型系列单级双支撑加压风机：兼顾了双支撑的稳定性和较宽工况适应能力，是应用广泛的通用加压机型。

第三章：AI(Ce)1632-2.31型单级悬臂加压风机深度解析

3.1 型号释义
以“AI(Ce)1632-2.31”为例进行解读：

“AI”：代表风机系列为单级、单吸、悬臂式结构。

“(Ce)”：指明该风机设计适用于铈组稀土提纯及相关工业环境，在材料选择、密封配置上有所考量。

“1632”：通常指风机叶轮的公称直径（单位：毫米），这里是1632mm，是决定风机性能（压比、流量）的核心尺寸参数。

“-2.31”：表示风机在设计工况下的出口绝对压力为2.31个标准大气压（即约131.4kPa绝压）。根据说明，进风口压力默认为1个标准大气压（绝压），因此该风机的升压约为1.31个大气压（表压约0.131MPa）。此处无“/”符号，确认了进口压力为常压。

3.2 性能特点与应用场景
AI(Ce)1632-2.31型风机设计流量由其叶轮型线、宽度、转速共同决定，需查阅具体性能曲线。其单级悬臂式设计意味着叶轮安装在主轴的一端，另一端由轴承箱支撑。这种结构优点是结构简单、轴向尺寸短、拆卸维修叶轮和密封时无需扰动驱动端和轴承箱，非常便捷。局限性在于转子悬臂产生的弯矩对轴的刚性和轴承稳定性要求较高，不适合超大型号或极高转速。
在铈提纯工艺中，AI(Ce)1632-2.31型风机常被用于：

萃取车间槽体底部气流搅拌供风。

结晶工序的空气循环或惰性气体保护输送。

物料气流输送系统的动力源。

环保尾气处理装置的增压引风。

3.3 关键配件详解
该型号风机的稳定运行依赖于以下核心配件：

风机主轴：作为转子的核心骨架，要求极高的强度、刚性和动平衡精度。材料通常采用高强度合金钢（如42CrMo），经调质处理和精密加工，确保在传递扭矩和承受悬臂载荷时变形微小。

风机转子总成：主要包括主轴、叶轮、平衡盘（如有）、联轴器部件等。叶轮是能量转换的核心，多为后向或径向叶片设计，采用不锈钢或特种合金以抵御可能的气体腐蚀。转子组装后必须进行高速动平衡校验，将不平衡量控制在极低范围内（如G2.5级），这是降低振动、保证长周期运行的基础。

风机轴承与轴瓦：对于AI系列悬臂风机，通常采用滑动轴承（轴瓦）。轴瓦（巴氏合金衬里）提供优异的阻尼特性，能有效吸收转子振动，承载能力强。运行中依靠压力油形成油膜，将轴颈与轴瓦隔开，实现液体摩擦。维护重点是保证润滑油清洁、冷却良好，并监控轴瓦温度与磨损。

密封系统：这是防止介质泄漏和污染的关键。

气封（迷宫密封）：安装在叶轮进口与机壳之间、级间等位置。利用一系列节流齿隙与膨胀腔使气体泄漏路径阻力增大，大幅减少内泄漏量。结构简单，非接触，但存在微量泄漏。

碳环密封：常用于风机轴端，特别是输送特殊、贵重或有害气体时。由多个石墨环组成，在弹簧力作用下抱紧轴颈，实现接触式密封。耐磨、自润滑、耐高温，密封效果远优于迷宫密封。在AI(Ce)1632-2.31输送非空气介质时，碳环密封是常见配置。

油封：主要用于轴承箱两端，防止润滑油沿轴泄漏到箱体外，同时防止外部灰尘、水分进入轴承箱。通常是唇形密封或机械密封。

轴承箱：是容纳轴承（轴瓦）、提供润滑油路和冷却空间的部件。要求刚性足、散热好、油路设计合理，确保轴承在最佳温度和润滑状态下工作。

第四章：AI(Ce)系列风机常见故障与修理要点

4.1 常见故障类型

振动超标：可能原因包括转子不平衡（结垢、叶片磨损）、对中不良、轴承（轴瓦）磨损、基础松动或共振。

轴承温度过高：油质劣化、供油不足/中断、冷却不良、轴瓦间隙不当、负载过大或对中不良。

性能下降（压力/流量不足）：进气过滤器堵塞、密封间隙（尤其是叶轮口环迷宫密封）磨损过大导致内泄漏严重、转速下降、叶轮腐蚀或积垢。

气体泄漏：轴端碳环密封磨损或弹簧失效、密封气（如有）压力异常、机壳结合面垫片损坏。

异常声响：轴承损坏、转子与静止件摩擦、喘振（系统阻抗与风机失配导致流量剧烈波动）。

4.2 修理要点与注意事项

拆卸与检查：严格按规程拆卸，标记各部件相对位置。重点检查：叶轮有无裂纹、磨损、腐蚀；主轴有无弯曲、磨损、裂纹；轴瓦的巴氏合金层有无剥落、磨损、刮伤，测量间隙；迷宫密封齿磨损情况；碳环密封的环体磨损量与弹簧张力；各配合尺寸。

转子动平衡校正：叶轮修复（补焊、清洗）或更换后，必须连同主轴（如有更换）重新进行动平衡。应在高精度动平衡机上，在风机工作转速范围内选择至少一个平面进行校正，直至达到标准要求。

轴瓦刮研与装配：滑动轴承修理中，手工刮研是保证接触面积和油楔形状的关键工艺。要求轴瓦与轴颈接触角内斑点均匀。装配时需精确调整轴瓦间隙（顶隙、侧隙），通常通过压铅法测量，确保符合设计值。

密封更换：安装迷宫密封时，注意齿隙均匀。更换碳环密封时，确保每组碳环开口错开，弹簧张力均匀，安装后手动盘车应感觉顺畅无卡涩。

对中复查：修理完毕，风机与电机重新连接时，必须进行精确的联轴器对中（找正），采用双表法或三表法，控制径向与轴向偏差在允许范围内，以减少附加力和振动。

试车与调试：修理后应分步试车：先点动检查转向与有无摩擦，再空载运行监测振动、温度、噪声，最后逐步加载至工况点，验证性能参数。

第五章：面向多种工业气体的输送适应性说明

稀土提纯工艺涉及气体多样，风机设计需做相应调整：

气体性质影响：风机性能基于特定介质（通常是空气）。当介质改变，其密度、绝热指数、粘度不同，风机的压比、功率、流量（体积流量或质量流量）会发生变化。选用时需根据实际气体重新计算，公式为：风机所需功率与气体密度成正比；在相同转速和入口体积流量下，产生的压比与气体分子量（或密度）有关。

材料兼容性：

氧气(O₂)：严禁油脂，所有流道部件需做严格的脱脂处理，材料选择上避免高速摩擦可能产生火花的组合，密封需特殊考虑。

氢气(H₂)：密度小，泄露易，要求极高的密封等级（常采用干气密封或高性能碳环密封），电机需防爆。材料需考虑氢脆可能性。

二氧化碳(CO₂)、工业烟气：可能含水或酸性成分，过流部件（叶轮、机壳内壁）需采用不锈钢（如304、316）或更高等级耐蚀材料，并考虑排水设计。

惰性气体(He、Ne、Ar、N₂)：化学性质稳定，主要考虑密封防泄漏以节约气体成本。

密封系统特殊配置：对于贵重、有毒或危险气体，标准迷宫密封可能不够，需采用：

升级的碳环密封组。

干气密封：非接触、零泄漏，但成本高，系统复杂。

串联密封：迷宫密封+碳环密封+氮气缓冲气系统，形成多道屏障。

安全规范：输送可燃、助燃或有毒气体时，风机设计、制造需符合相关防爆、安全标准，电气部分相应升级，并设置气体泄漏监测报警装置。

结论

AI(Ce)1632-2.31型单级悬臂加压风机作为轻稀土铈(Ce)提纯工艺中一种灵活可靠的动力设备，其性能、可靠性与维护便捷性在实际生产中得到了验证。深入理解其型号含义、结构特点、关键配件功能以及针对不同工业气体的适应性调整，是确保风机选型合理、运行高效、维护得当的基础。对于风机技术人员而言，掌握从“C(Ce)”到“AII(Ce)”等全系列风机的特点，并结合具体工艺介质（无论是空气、氮气、氧气还是混合工业气体），进行精准的维护与修理，是保障整个稀土提纯生产线平稳运行、降本增效的关键技术能力。随着稀土工业向精细化、绿色化发展，对配套风机的高效、智能、环保要求也将不断提升，这将继续推动风机技术的创新与进步。