轻稀土铈(Ce)提纯风机:AI(Ce)2379-2.18型单级悬臂加压鼓风机技术解析与应用维护

作者：王军（139-7298-9387）

关键词：轻稀土提纯、铈(Ce)提纯风机、离心鼓风机、AI(Ce)2379-2.18、风机维修、工业气体输送、风机配件、稀土分离技术

一、引言：稀土提纯工艺中的风机技术关键性

稀土元素作为现代高新技术产业的“维生素”，其提纯工艺的精度与效率直接影响着最终产品的品质与应用性能。在轻稀土（铈组稀土）的分离提纯过程中，铈(Ce)作为含量最高、应用最广泛的轻稀土元素，其提纯工艺对气体输送设备提出了特殊而严格的要求。离心鼓风机在这一工艺环节中扮演着核心角色，负责为浮选、加压、气体输送等关键工序提供稳定、可控的气流动力。

在铈提纯的复杂工艺链中，从矿石的破碎、浮选分离到化学萃取、气体保护，每个环节都需要特定参数的气体输送支持。针对这一需求，我国风机行业研发了专门面向稀土提纯的系列离心鼓风机，其中AI(Ce)2379-2.18型单级悬臂加压风机是针对中等规模铈提纯生产线设计的核心设备之一。本文将围绕这一特定型号，系统阐述其技术原理、结构特点、配件系统及维护修理要点，同时对稀土提纯中涉及的工业气体输送风机进行综合说明。

二、轻稀土铈提纯工艺与风机选型原则

2.1 铈提纯工艺流程概述

轻稀土铈的提纯通常采用浮选-化学联合工艺，主要包括以下阶段：

2.2 风机选型的技术考量因素

针对铈提纯不同工艺阶段，风机选型需综合考虑以下因素：

三、AI(Ce)2379-2.18型单级悬臂加压风机详解

3.1 型号编码解读与技术参数

“AI(Ce)2379-2.18”这一完整型号蕴含了丰富技术信息：

该风机主要设计参数包括：

3.2 结构特点与工作原理

AI(Ce)2379-2.18型风机采用单级离心式设计，其工作原理基于离心力作用下的能量转换：电机通过增速齿轮箱驱动叶轮高速旋转，气体从轴向进入叶轮，在离心力作用下沿径向加速流出，动能随后在扩压器中转换为压力能。

悬臂式设计的优势：
与传统双支撑结构相比，悬臂式设计（叶轮仅在一端支撑）具有以下特点：

然而，悬臂结构也带来了一些技术挑战，如转子动力学特性复杂、临界转速计算要求精确、轴承负载集中等，这需要通过精密设计和制造来克服。

3.3 关键部件解析

3.3.1 风机主轴

主轴作为传递扭矩、支撑旋转部件的核心零件，采用高强度合金钢锻造而成，经过调质处理获得良好的综合机械性能。针对铈提纯环境中可能存在的腐蚀性气氛，主轴表面常进行特殊防腐涂层处理。主轴的几何精度极高，径向跳动通常控制在0.01毫米以内，动平衡精度达到G2.5级。

3.3.2 叶轮与转子总成

叶轮为后弯式叶片设计，采用高强度铝合金或不锈钢焊接而成，针对输送含微量腐蚀性成分的气体，叶轮表面会进行防腐喷涂处理。叶轮与主轴采用过盈配合加键连接的双重固定方式，确保高速旋转下的可靠连接。

转子总成包括叶轮、主轴、平衡盘等旋转部件，出厂前经过高速动平衡测试，确保在工作转速范围内振动值低于行业标准限值。平衡盘设计用于抵消部分轴向推力，减少推力轴承的负荷。

3.3.3 轴承系统与轴瓦

该型号风机采用滑动轴承（轴瓦）支撑转子，相比滚动轴承，滑动轴承具有承载能力强、阻尼特性好、寿命长等优点，特别适用于高速旋转机械。

轴瓦材料通常为巴氏合金（锡基或铅基），这种材料具有良好的嵌入性和顺应性，即使有微量异物进入润滑系统，也不易造成轴颈损伤。轴瓦内表面开有油槽，确保润滑油均匀分布形成完整油膜。油膜厚度计算基于流体动力润滑理论，最小油膜厚度需满足大于两表面粗糙度之和的三倍这一基本条件。

轴承箱设计充分考虑了散热需求，箱体带有散热筋片，必要时可加装冷却水套。润滑油系统包括主油泵、辅助油泵、油冷却器、过滤器等，确保轴承在任何工况下都能获得充足、洁净、温度适宜的润滑。

3.3.4 密封系统

针对稀土提纯工艺中可能输送多种工业气体的特点，AI(Ce)2379-2.18采用了多重密封组合设计：

3.3.5 机壳与进气室

机壳为蜗壳形设计，采用铸铁或焊接钢结构，内表面进行防腐处理。进气室设计考虑了气流预旋调节功能，部分型号配备可调进口导叶，通过改变进气角度实现流量调节，比节流调节更节能。

四、稀土提纯专用风机系列概览

除AI系列外，针对铈提纯不同工艺环节，还有多个专用风机系列：

4.1 “C(Ce)”型系列多级离心鼓风机

采用多级叶轮串联结构，每级叶轮后设扩压器和回流器，气体逐级增压。适用于需要较高压力（通常3-10个大气压）的工艺环节，如高压气体输送、深层曝气等。级数越多，能达到的压比越高，但效率会略有下降，且结构更加复杂。

4.2 “CF(Ce)”与“CJ(Ce)”型系列专用浮选离心鼓风机

专门为浮选工艺设计，特别注重流量稳定性和微气泡发生能力。CF系列侧重大流量、低压头工况，CJ系列则在节能方面有专门优化。这两类风机通常与浮选机配套选型，风量、风压需与浮选槽体积、矿石特性匹配。

4.3 “D(Ce)”型系列高速高压多级离心鼓风机

采用齿轮箱增速，转速可达每分钟数万转，单级压比高，结构紧凑。适用于空间受限但需要高压气体的场合，如某些特殊反应器的气体供给。

4.4 “S(Ce)”型系列单级高速双支撑加压风机

叶轮两端均有轴承支撑，转子动力学特性更优，适用于更高转速或更严格振动要求的场合。虽然结构比悬臂式复杂，但运行稳定性更好，维护周期更长。

4.5 “AII(Ce)”型系列单级双支撑加压风机

在AI系列基础上的改进型，采用双支撑结构，提高了转子刚性和运行稳定性，适用于流量、压力参数相近但对可靠性要求更高的场合。

五、工业气体输送的特殊考量

稀土提纯过程中涉及多种工业气体的输送，不同气体特性对风机设计提出了特殊要求：

5.1 气体特性与风机适配

5.2 性能换算与调节

当风机输送不同于设计条件的气体时，其性能参数会发生变化。主要换算公式基于风机相似定律：

实际操作中，可通过进口导叶调节、转速调节（变频驱动）、出口节流等方式适应工艺变化。其中变频调节节能效果最显著，但投资较高；进口导叶调节在部分负荷时效率较高，是性价比较高的调节方式。

六、风机维护与故障处理

6.1 日常维护要点

6.2 常见故障与处理

6.3 大修要点与装配精度

风机每运行3-5年或振动值持续超标时应进行解体大修，主要步骤包括：

七、结语：风机技术在稀土提纯中的发展趋势

随着稀土提纯工艺向精细化、绿色化、智能化方向发展，对风机技术也提出了更高要求。未来发展趋势包括：

AI(Ce)2379-2.18型风机作为当前铈提纯工艺中的成熟设备，其合理选型、正确安装、精心维护对保障稀土生产线的稳定运行至关重要。随着技术进步和应用经验的积累，专用提纯风机将在我国稀土产业发展中发挥更加重要的作用。