轻稀土(铈组稀土)铈(Ce)提纯风机AI(Ce)922-2.81技术解析与应用

作者：王军（139-7298-9387）

关键词：轻稀土提纯、铈(Ce)分离、离心鼓风机、AI(Ce)922-2.81、风机配件、风机修理、工业气体输送

一、轻稀土提纯工艺与风机设备概述

轻稀土元素，特别是铈组稀土（包括镧、铈、镨、钕等）的分离与提纯，是现代稀土工业的核心环节。铈(Ce)作为轻稀土中含量最丰富的元素，其提纯过程涉及焙烧、酸溶、萃取、结晶等多个工序，这些工序对气体输送设备提出了特殊要求。在铈的提纯工艺中，离心鼓风机承担着关键作用，包括提供氧化空气、输送工艺气体、维持系统压力平衡等任务。

稀土提纯用离心鼓风机与传统工业风机存在显著差异，主要体现于：介质多样性（可能接触酸性气体、腐蚀性气氛）、压力稳定性要求高（萃取与分离过程对压力波动敏感）、密封可靠性强（防止贵重稀土物料泄漏或污染）。针对这些需求，我国风机行业开发了专门用于稀土提纯的系列离心鼓风机，其中“AI(Ce)”型系列单级悬臂加压风机在铈提纯的中低压环节应用尤为广泛。

二、AI(Ce)型系列风机技术特性与型号解读

“AI(Ce)”型系列单级悬臂加压风机是专门为轻稀土（特别是铈）提纯工艺设计的中低压离心鼓风机。该系列风机采用单级叶轮、悬臂式转子结构，具有结构紧凑、维护方便、运行平稳等特点，特别适用于流量中等、压力要求不超过2.0个大气压（表压）的工艺环节。

风机型号“AI(Ce)922-2.81”的完整技术含义如下：

AI(Ce)922-2.81风机的主要设计工况点即基于流量922立方米每分钟、压比2.81（或对应压差）进行气动设计和强度校核。其性能曲线呈现出离心风机的典型特征：在稳定工作区内，压力随流量增加而缓慢下降，功率随流量增加而上升。选型时必须确保工作点位于风机高效区内，并避开喘振区与阻塞区。

三、风机核心配件详解

为确保AI(Ce)922-2.81风机在稀土提纯环境中长期可靠运行，其关键配件采用了特殊设计和材料。

1. 风机主轴
主轴是传递扭矩、支撑转子的核心部件。AI(Ce)系列风机主轴通常采用高强度合金钢（如42CrMo）整体锻制，经调质热处理获得优异的综合机械性能。主轴的设计充分考虑了悬臂结构带来的弯矩作用，进行了严格的疲劳强度计算和临界转速分析，确保工作转速远离一阶和二阶临界转速，避免共振。与轴承、密封配合的轴颈部位，经过高频淬火或镀铬处理，达到高硬度、低粗糙度的要求，以延长使用寿命。

2. 风机转子总成
转子总成包括叶轮、主轴、平衡盘（如有）、联轴器等旋转部件的组合体。叶轮作为核心气动元件，其型线设计直接影响风机效率和性能。针对可能输送含腐蚀性成分的工业气体，叶轮材料常选用不锈钢（如304、316L）或双相不锈钢。叶轮制造完成后，与主轴组装，必须进行高精度动平衡校正，平衡精度等级通常要求达到G2.5或更高，以最大限度降低运转时的振动。

3. 风机轴承与轴瓦
AI(Ce)922-2.81这类中型悬臂风机，其驱动端和非驱动端轴承通常采用滑动轴承（轴瓦），以提供更好的阻尼特性和承载能力。轴瓦材料多为锡基巴氏合金（Babbitt Metal），浇铸在钢制瓦背上。巴氏合金具有良好的嵌入性、顺应性和抗胶合能力，能有效保护主轴。轴承箱设计有强制润滑系统，确保润滑油形成稳定的动压油膜，将轴颈悬浮起来，实现液体摩擦。润滑油温度、压力是监控轴承运行状态的重要参数。

4. 密封系统
密封是防止介质泄漏、保护轴承的关键。

5. 轴承箱
轴承箱是容纳轴承、密封并提供润滑回路的铸件。其结构刚性至关重要，需保证在运行中变形微小，从而维持轴承的精确对中。箱体上设有油位计、温度计插座、压力表接口、呼吸器等附件。润滑方式可以是飞溅润滑或强制循环润滑，对于AI(Ce)922-2.81这类规格，多采用强制润滑，配备独立的油站，提供过滤和冷却。

四、风机常见故障与修理要点

在稀土提纯车间，风机需连续稳定运行，及时的维护与正确的修理是保障生产的关键。

1. 振动超标
振动是风机最常见的故障现象。可能原因及处理：

2. 轴承温度过高

3. 风量或压力不足

4. 气体泄漏

在进行任何修理前，必须严格执行停机、断电、挂牌、能量隔离（特别是工艺气体隔离）的安全程序。修理后，应遵循单体试车（如电机单独试转向）、机械试车（不带负荷联动）、负荷试车的步骤逐步验证。

五、其他系列提纯风机简介与应用

除了AI(Ce)系列，轻稀土提纯工艺的其他环节会根据不同的压力、流量和介质需求，选用其他专用系列风机：

六、输送工业气体的特殊考量

在铈提纯工艺中，风机输送的介质远不止空气，还可能包括多种工业气体，这对风机设计提出了特殊要求：

七、总结

轻稀土铈(Ce)的提纯是一项精密的工业过程，其配套的离心鼓风机，如AI(Ce)922-2.81，不再是通用设备，而是针对工艺特点深度定化的关键装备。从型号解读可知，其设计点明确，工况特定。深入理解其核心配件（主轴、转子、轴承、密封）的结构与材料特性，是进行预防性维护和精准修理的基础。同时，认识到不同工艺环节对风机压力、流量、结构形式（悬臂、双支撑、多级、高速）的不同需求，有助于合理选配C(Ce)、D(Ce)、S(Ce)等其他系列风机。

尤为重要的是，当风机用于输送除空气外的各种工业气体时，必须将介质的物理化学特性（密度、腐蚀性、危险性、纯度）作为风机设计、材料选择、密封配置和安全措施的首要考量因素，必要时进行严格的理论性能换算。

作为一名风机技术工程师，在服务轻稀土提纯行业时，需要将风机的通用原理与稀土工艺的特殊性紧密结合，从选型、安装、调试到维护、修理，提供全生命周期的技术支撑，才能确保这些“工艺肺腑”高效、稳定、安全地运行，为我国稀土工业的高质量发展贡献力量。