轻稀土(铈组稀土)铈(Ce)提纯风机核心设备：AI(Ce)1319-2.98型离心鼓风机深度解析与应用维护

作者：王军（139-7298-9387）

关键词：轻稀土提纯 铈(Ce) 离心鼓风机 AI(Ce)1319-2.98 风机配件维修 工业气体输送 轴瓦 碳环密封

引言：稀土提纯与离心风机的关键角色

在稀土湿法冶金，特别是轻稀土（铈组稀土）中铈(Ce)元素的萃取、分离与提纯工艺流程中，鼓风机是不可或缺的关键动力设备。它们承担着为萃取槽、浮选机、氧化反应釜、干燥系统等提供稳定气流的重要任务，气流的质量、压力与流量的稳定性直接关系到化学反应的效率、试剂的分散效果以及最终产品的纯度与回收率。为满足复杂工艺对气体介质（空气、氧气、保护性气体等）的不同压力与流量需求，发展出了如“C(Ce)”、“CF(Ce)”、“A(Ce)”等多个系列的专业风机。本文将聚焦于其中应用广泛、结构典型的AI(Ce)1319-2.98型单级悬臂加压离心鼓风机，深入剖析其型号含义、结构特点、核心配件，并系统阐述其维护修理要点，同时拓展讨论输送各类工业气体的风机技术要点。

第一章 风机型号体系解读与AI(Ce)1319-2.98详析

1.1 铈(Ce)提纯专用风机系列概览

在铈提纯领域，风机型号前缀标识了其设计结构和主要用途：

“C(Ce)”型系列多级离心鼓风机：采用多级叶轮串联，适用于需要较高压升、中等流量的工艺环节，如气体加压输送。

“CF(Ce)”、“CJ(Ce)”型系列专用浮选离心鼓风机：专门为浮选工序优化，注重流量稳定性和抗工况波动能力，确保矿浆充气均匀。

“D(Ce)”型系列高速高压多级离心鼓风机：采用高转速设计，实现更高的单机压比，用于对压力要求苛刻的环节。

“AI(Ce)”型系列单级悬臂加压风机：结构紧凑，转子悬臂布置，适用于中低压、大流量的气体加压场景，如氧化供风或搅拌充气。

“S(Ce)”型系列单级高速双支撑加压风机与“AII(Ce)”型系列单级双支撑加压风机：转子两端支撑，运行稳定性更高，适用于转速高或叶轮重的场合，振动控制更优。

1.2 AI(Ce)1319-2.98型号解码

以本文核心机型AI(Ce)1319-2.98为例，其型号编码遵循特定规则，传递了关键性能参数：

“AI”：代表风机为“A”类（单级）中的“I”型，即单级悬臂式结构。

“(Ce)”：明确此风机设计服务于铈(Ce)及相关轻稀土的提纯工艺流程，在材料选择、密封形式等方面可能考虑了工艺介质的特性。

“1319”：表示风机在标准进口状态（通常指进口压力为1个标准大气压，温度20℃，相对湿度50%的空气）下的额定流量，单位为立方米每分钟。因此，该风机的设计流量为1319立方米每分钟。这是一个非常关键的选型参数，需与工艺计算所需气量匹配。

“-2.98”：此部分定义了压力参数。根据规则，“-”后的数字表示风机的出口压力（表压）为2.98个大气压（即约0.298MPa）。同时，型号中未出现“/”符号，这明确指示该风机的进口压力为1个标准大气压（绝压）。因此，该风机的总压升约为1.98个大气压（出口绝压3.98 atm 减去进口绝压1 atm）。

此型号完整定义了风机的基本结构形式和核心性能点，是设备选型、安装调试和运行维护的基石。

第二章 AI(Ce)系列风机核心结构配件详解

AI(Ce)1319-2.98型风机作为单级悬臂式风机，其结构相对简洁但设计精密，主要核心配件包括：

2.1 风机主轴
主轴是传递电机扭矩、承载转子全部旋转部件的关键零件。在AI(Ce)系列中，由于悬臂设计，主轴承受着较大的弯矩和扭矩联合作用。它必须具有极高的强度、刚性和抗疲劳性能。材料通常选用高强度合金钢（如40CrNiMoA），并经过调质热处理和精密加工，确保轴颈部位的尺寸精度、形位公差和表面粗糙度，以满足轴承装配和密封的要求。主轴的设计需进行严格的临界转速计算，确保工作转速远离其一阶和二阶临界转速，避免共振。

2.2 风机转子总成
转子总成是鼓风机的“心脏”，主要由主轴、叶轮、平衡盘（如有）、联轴器部件等组成。叶轮是核心的气动元件，其型式（如后弯式、径向式）、叶片型线、出口角直接影响风机的压力、流量和效率。对于输送可能含有微量腐蚀性组分或要求洁净度的工艺气体，叶轮材料常选用不锈钢（如304、316）或进行特殊涂层处理。转子在组装后必须进行高精度的动平衡校正，通常要求达到G2.5或更高精度等级，以最大限度降低旋转时的不平衡力，这是保证风机低振动、长寿命运行的前提。

2.3 风机轴承与轴瓦
AI(Ce)系列风机通常采用滑动轴承，其衬层材料即为轴瓦。轴瓦内衬多采用巴氏合金（锡基或铅基），这种材料具有良好的嵌入性、顺应性和抗咬合性，能有效吸收微小振动和适应一定的安装误差。轴瓦与主轴轴颈之间形成稳定的油膜，实现液体摩擦，摩擦阻力小，承载能力大，尤其适合高速重载的旋转机械。轴承箱内设有完善的润滑油路，通过强制循环润滑系统为轴瓦持续供油，带走摩擦热，并起到清洁作用。

2.4 密封系统：气封、油封与碳环密封
密封系统是防止介质泄漏、维持机内压力、保护轴承的关键。

气封（迷宫密封）：通常安装在叶轮盖板与机壳之间，或级间。它由一系列连续的环形齿隙构成，通过多次节流膨胀效应来减小气体泄漏量。结构简单，无接触，可靠性高。

油封：主要用于轴承箱两端，防止润滑油沿主轴向外泄漏，并阻挡外部灰尘进入轴承箱。常用型式包括骨架油封或填料密封。

碳环密封：在输送某些特殊气体（如氧气、氢气）或要求泄漏量极低的场合，会采用碳环密封。它由多个预紧的碳环组成，在弹簧作用下其内环面与主轴保持微小的间隙或轻微接触，依靠碳材料自润滑性和极低的摩擦系数，实现极佳的动态密封效果。碳环密封能承受较高的压差，且对轴颈的磨损极小。

2.5 轴承箱与机壳
轴承箱是容纳轴承、轴瓦和部分密封的壳体，要求有足够的刚性以保持轴承座孔的对中精度，内部油路设计需合理。机壳（蜗壳）的作用是收集从叶轮出来的气体，将其动能有效地转化为压力能，并导向出口。其型线设计直接影响风机的效率和噪声水平。

第三章 风机运行维护与常见故障修理

3.1 日常巡检与维护要点

振动与噪声监测：使用便携式测振仪定期测量轴承箱部位的振动速度有效值，与基线数据比较，异常增大往往是故障先兆。

温度监控：重点监测轴承温度（通常不超过75℃）和润滑油温。

润滑油系统检查：确保油位正常，油质清洁（定期取样分析），油压稳定，冷却器工作有效。

密封状况检查：观察气封、油封有无明显泄漏。对于碳环密封，需关注其泄漏指示口的排放情况。

3.2 常见故障分析与修理

振动超标：

原因：转子动平衡破坏（叶轮结垢或磨损不均）；对中不良；基础松动；轴承（轴瓦）磨损间隙过大；发生喘振或旋转失速。

修理：停机重新进行转子动平衡校正；重新找正联轴器；紧固地脚螺栓；检查并更换磨损的轴瓦，调整轴承间隙；通过调节出口阀门或放空阀避开喘振区运行。

轴承温度过高：

原因：润滑油不足或变质；冷却不良；轴瓦刮研不良，接触不佳或间隙过小；轴向力过大。

修理：补油或更换新油；清洗冷却器；研修轴瓦或调整间隙；检查平衡盘（鼓）的磨损情况，校核轴向力平衡。

风量或压力不足：

原因：进口过滤器堵塞；密封间隙磨损过大，内泄漏严重；转速未达到额定值；气体成分或进口状态与设计偏差大。

修理：清洗或更换滤芯；停机调整或更换迷宫密封齿片、碳环密封环；检查电机和传动系统；复核工艺气体条件。

异常噪声：

原因：轴承损坏；转子与静止件发生摩擦；喘振；进气道涡流。

修理：立即停机检查，更换轴承；检查各部间隙，消除摩擦；调整工况；检查进口导流部件。

3.3 大修注意事项
风机运行一定周期后需进行计划性大修。大修内容包括：全面解体检查；清洗所有部件；测量主轴直线度、叶轮口环及轴颈尺寸；检查或更换所有轴承、轴瓦、密封件；重新校准动平衡；彻底清理润滑油系统。组装时必须严格按照技术规范要求，确保各部间隙（如轴承间隙、气封间隙）在图纸规定范围内，并做好精细的对中工作。

第四章 输送各类工业气体的特殊考量

在铈提纯工艺中，AI(Ce)1319-2.98等风机可能不仅输送空气，还需输送多种工业气体，这对风机设计、材料和安全提出了特殊要求：

氧气(O₂)：强氧化性。必须彻底除油，所有通流部件需采用不锈钢并严格脱脂处理。密封需可靠，通常优选碳环密封。润滑系统需绝对防止油渗入气腔。检修工具需专用，禁油。

氢气(H₂)：密度小，渗透性强，易燃易爆。需特别注意密封的严密性，防止泄漏。电机及电器需防爆等级。设计时需考虑氢气对材料氢脆的可能影响。

氮气(N₂)、氩气(Ar)：常用作保护气体。一般按惰性气体处理，但对密封性有要求，防止空气渗入影响纯度。

二氧化碳(CO₂)：可能遇水形成碳酸，有弱腐蚀性。在潮湿环境下，材料需考虑耐蚀性。

工业烟气：可能含尘、腐蚀性组分或温度波动。需前置高效过滤和可能的气体处理（如降温、除湿）。叶轮和流道需考虑耐磨和防腐设计，如采用耐磨涂层或更高等级材料。

对于所有工业气体，选型时必须明确气体的分子量（或密度）、绝热指数、温度、湿度、腐蚀性、洁净度等参数。因为这些参数会直接影响风机的性能：风机产生的压头与气体密度大致成正比；所需功率与密度成正比；而流量，对于容积式风机大致不变，对于离心式风机，则需根据气体密度换算到标准状态来选型。性能换算遵循风机相似定律，核心是体积流量与转速成正比，压力与转速的平方及密度乘积成正比，轴功率与转速的三次方及密度乘积成正比。

结语

AI(Ce)1319-2.98型离心鼓风机作为轻稀土铈提纯工艺中的关键动设备，其稳定高效运行是保障生产连续性和经济性的基石。深入理解其型号内涵、掌握其核心配件的结构与功能、实施科学规范的维护与修理流程，并充分考虑输送介质的特殊性，是每一位风机技术管理人员应具备的专业素养。随着稀土材料需求的增长和工艺的进步，对配套风机的可靠性、能效和适应性提出了更高要求，这需要我们持续学习，精细管理，方能确保这些“工艺肺腑”长久健康地运行，为我国的稀土事业贡献力量。