轻稀土(铈组稀土)铈(Ce)提纯风机应用技术解析:以AI(Ce)1185-1.64型离心鼓风机为核心

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轻稀土(铈组稀土)铈(Ce)提纯风机应用技术解析:以AI(Ce)1185-1.64型离心鼓风机为核心

作者：王军（139-7298-9387）

关键词：轻稀土提纯，铈(Ce)提纯风机，AI(Ce)1185-1.64，风机配件，风机维修，工业气体输送，离心鼓风机

引言

在稀土分离与提纯的复杂工艺链条中，尤其是针对轻稀土（铈组稀土，主要包括镧、铈、镨、钕等）中铈(Ce)元素的提取与精制，稳定、高效、可靠的气体输送与加压设备是保障生产连续性和产品质量的关键环节。离心鼓风机作为提供工艺气体（如空气、特定工业气体）的核心动力设备，其性能直接影响到焙烧、萃取、浮选、气体保护或吹扫等多个工序的效率和稳定性。本文将结合风机技术原理，聚焦于轻稀土铈提纯工艺中使用的专用离心鼓风机，特别是对AI(Ce)1185-1.64型风机进行深入说明，并系统阐述其关键配件构成、维修要点，以及对输送各类工业气体的适应性分析。

第一章：轻稀土铈提纯工艺对风机的特殊要求

轻稀土铈的提纯通常涉及多步湿法和火法冶金过程，如酸法分解、溶剂萃取、氧化焙烧（将Ce³⁺氧化为Ce⁴⁺）等。这些工艺对配套风机提出了独特要求：

介质多样性：需处理空气（用于焙烧、氧化）、氮气N₂（惰性保护）、氧气O₂（特定氧化步骤）、乃至混合无毒工业气体。气体性质（密度、粘度、化学活性）差异大。 压力与流量稳定性：萃取槽的鼓气搅拌、焙烧炉的供风、浮选机的充气等，均要求风机提供恒定且可调的流量与压力，波动会影响反应均匀性与产品品位。 耐腐蚀与密封性：工艺过程中可能接触酸性气体（如焙烧产生的SO₂等）或潮湿空气，要求风机过流部件及密封系统具备良好的耐蚀性，同时防止工艺气体泄漏或外界空气侵入。 可靠性高：稀土生产线连续运行，要求风机故障率低，维护便捷。

为满足这些需求，衍生出多个系列的专用离心鼓风机，如“C(Ce)”系列多级离心鼓风机适用于中高压大风量场合，“CF(Ce)”与“CJ(Ce)”系列专为浮选工艺优化，“D(Ce)”系列用于高速高压需求，“S(Ce)”与“AII(Ce)”系列适用于双支撑较高负荷工况，而“AI(Ce)”系列单级悬臂加压风机则以其结构紧凑、效率适中、维护方便的特点，在中等流量压力要求的环节广泛应用。

第二章：AI(Ce)1185-1.64型单级悬臂加压风机详解

AI(Ce)1185-1.64是专为轻稀土铈提纯工艺中特定工况点设计的离心鼓风机型号。其型号解读遵循既定规则：

“AI”：代表AI系列单级悬臂加压风机。结构特点是叶轮悬臂安装在主轴一端，结构简单，轴向尺寸短。 “(Ce)”：标识此风机设计优化适用于铈(Ce)及相关轻稀土元素的提纯工艺环境。 “1185”：表示风机在设计工况下的进口体积流量为每分钟1185立方米。这是风机选型的核心参数之一，决定了其供气能力。 “-1.64”：表示风机出口的表压为1.64个大气压（即绝对压力约为2.64 atm）。此压力值是根据工艺流程阻力计算后选定的关键参数。根据命名规则，此处没有“/”符号，表明该风机的进口压力为默认的1个标准大气压（绝压）。

该型号风机主要用于为铈提纯过程中的氧化工序、气流输送或反应器鼓气等提供稳定气源。其与工艺流程的匹配，需综合考虑管网特性曲线与风机性能曲线的交点，确保运行点落在高效区内。

第三章：风机核心配件系统解析

一台完整的离心鼓风机，尤其是像AI(Ce)1185-1.64这样的工业级设备，其高性能与长寿命依赖于一系列精密配件的协同工作。主要配件包括：

风机主轴：作为传递扭矩和支撑旋转部件的核心零件，通常采用高强度合金钢锻造，并经调质处理和精密加工，确保具有极高的刚度、强度和动态平衡性。它承载着叶轮产生的巨大离心力和复杂的交变应力。 风机转子总成：这是风机的“心脏”，主要包括主轴、叶轮、平衡盘（如有）、联轴器部件等。叶轮作为核心气动元件，其三元流设计直接影响效率与压力。转子总成在装配后需进行高精度动平衡校正，以消除振动。 风机轴承与轴瓦：对于AI系列悬臂结构，通常采用滑动轴承（轴瓦）来承受径向载荷，而推力轴承则承受剩余的轴向力。轴瓦常采用巴氏合金衬层，具有良好的耐磨性和嵌藏性。润滑油系统对轴承寿命至关重要。 密封系统： 气封（级间密封与轴端密封）：通常采用迷宫密封，利用一系列节流间隙来减少气体泄漏。在高压差或对泄漏控制要求极严的场合，会采用更先进的碳环密封。碳环密封依靠多个碳环在弹簧力作用下紧贴轴套，形成多级节流，密封效果优于传统迷宫密封，尤其在处理贵重或有害气体时优势明显。油封：主要用于轴承箱两端，防止润滑油泄漏并阻挡外部灰尘进入。常用骨架油封或机械密封。 轴承箱：容纳轴承、轴瓦并提供稳定润滑环境的部件。其设计需保证良好的散热和结构刚性，内部油路设计确保润滑油能充分覆盖轴承接触面。

这些配件的材质选择、加工精度和装配质量，共同决定了风机在输送不同气体（如密度较小的氢气H₂或密度较大的氩气Ar）时的性能表现和长期运行可靠性。

第四章：风机常见故障诊断与维修要点

针对AI(Ce)1185-1.64这类在连续生产中运行的风机，预防性维护和精准维修是保障生产的关键。

振动异常：原因：转子不平衡（结垢、磨损）、对中不良、轴承磨损、轴弯曲、基础松动。维修：停机检查，重新进行动平衡校正；校准电机与风机联轴器对中；检查更换轴承/轴瓦；检查主轴直线度；紧固地脚螺栓。 性能下降（压力、流量不足）：原因：进口过滤器堵塞、叶轮流道磨损或严重结垢、密封间隙（气封、碳环密封）磨损过大导致内泄漏加剧、管网阻力变化。维修：清洗或更换过滤器；清理或更换叶轮；检查并调整或更换密封组件。 轴承温度过高：原因：润滑油质劣化、油量不足、冷却系统故障、轴承（轴瓦）磨损或刮伤、对中不良导致负荷不均。维修：更换合格润滑油；检查油路与油泵；清洗冷却器；检查修理或更换轴承；重新对中。 异常声响：原因：轴承损坏、转子与静止件摩擦、喘振（系统压力波动大，运行点落入不稳定区）。维修：立即停机检查，确定声源。更换轴承；检查内部间隙；调整运行工况，避免喘振区。泄漏： 气体泄漏：检查气封、碳环密封状态，更换磨损件。 润滑油泄漏：检查油封、轴承箱结合面、放油阀等，更换失效油封或紧固密封。

维修时，必须严格遵守安全规程，切断电源并隔离工艺气体。对于核心部件如主轴、叶轮的修复或更换，建议返回原厂或具备资质的专业维修中心进行，以确保平衡精度和材料性能。

第五章：输送不同工业气体的风机技术考量

在轻稀土提纯中，风机可能输送多种气体，这需要从设计和操作上进行调整：

气体密度影响：风机的压头（压力）与气体密度成正比。输送氢气H₂（密度极小）时，相同转速下产生的压头远低于空气；而输送氩气Ar（密度较大）时，压头会升高，同时电机功率消耗增大。选型时必须以实际输送气体的密度和工况进行换算和校核电机功率。 气体特性影响： 氧气O₂：助燃性强，需禁油处理，所有轴承箱、密封系统需确保绝对无油渗入流道，通常采用特殊密封结构和氧气专用润滑油。 氮气N₂、氩气Ar等惰性气体：重点在于密封的可靠性，防止空气渗入影响工艺纯度或惰性气体泄漏。 二氧化碳CO₂、工业烟气：可能含有腐蚀性成分或湿气，过流部件（叶轮、机壳）需考虑防腐材质（如不锈钢涂层），气封等部件也需选用耐蚀材料。 氢气H₂：分子小，渗透性强，极易泄漏，对密封（尤其是碳环密封或干气密封）要求极高。同时需考虑防爆要求。 密封系统适应性：对于贵重或危险气体，碳环密封因其更低的泄漏率而成为优选。对于高纯度气体输送，可能需要采用磁力传动或全无油设计来彻底消除润滑油的污染风险。 材料兼容性：风机内部接触气体的部件材料必须与所输送气体兼容，避免发生化学反应、氢脆（输送H₂时）或腐蚀。

因此，在订购如AI(Ce)1185-1.64这类风机用于特定气体时，必须明确告知制造商气体的完整组成、温度、压力等参数，以便进行定制化设计和材料选择。

结论

在轻稀土铈的提纯工业中，离心鼓风机不是孤立的设备，而是深度融入工艺系统的关键动力源。AI(Ce)1185-1.64型单级悬臂加压风机作为其中一种典型代表，其型号精准定义了流量、压力及适用工艺。深入理解其配件系统（从风机主轴、转子总成到轴承箱、轴瓦以及关键的气封、油封与碳环密封）的结构与功能，是进行有效维护和修理的基础。同时，认识到输送介质从空气、氮气、氧气到氢气等不同工业气体时，对风机气动性能、材料选择和密封技术带来的根本性影响，是实现安全、高效、长周期运行的前提。作为风机技术人员，必须将设备特性与工艺需求紧密结合，通过科学的选型、精细的维护和针对性的维修，为稀土提纯这一国家战略产业的稳定生产提供坚实保障。

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