轻稀土铈(Ce)提纯风机AI(Ce)629-1.78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)629-1.78、风机配件、风机维修、工业气体输送

一、轻稀土提纯工艺与离心鼓风机技术概述

轻稀土（铈组稀土）的提纯是稀土产业链中的核心环节，主要包括铈(Ce)、镧(La)、镨(Pr)、钕(Nd)等元素的分离与提纯。在这些工艺中，离心鼓风机作为关键动力设备，承担着气体输送、气氛控制、氧化还原反应供气等重要职能。铈的提纯过程常涉及焙烧、浮选、萃取、氧化还原等工序，这些工序对气体的压力、流量、纯度及稳定性有着严格要求。

离心鼓风机通过高速旋转的叶轮将机械能转化为气体压力能，其性能直接影响到提纯效率、产品纯度及能耗指标。在铈提纯工艺中，风机不仅要提供稳定的气体流量和压力，还需适应腐蚀性、高温或特殊成分的工业气体环境。

二、AI(Ce)系列单级悬臂加压风机技术特性

“AI(Ce)”型系列单级悬臂加压风机是专门为轻稀土提纯工艺设计的动力设备，采用单级叶轮和悬臂式转子结构，具有结构紧凑、维护方便、运行稳定等特点。该系列风机在设计时充分考虑了稀土提纯工艺中气体介质的特殊性和工况的波动性，通过优化叶轮型线、密封结构和材料选择，实现了高效、可靠的运行。

悬臂式设计使得转子一端支撑，另一端悬空安装叶轮，减少了轴承数量，简化了结构，降低了机械损失。同时，该结构也便于转子的安装与拆卸，为日常维护和检修提供了便利。加压能力方面，AI(Ce)系列风机可提供从1.1至2.0个大气压的出风口压力，满足多数铈提纯工序的气压需求。

三、AI(Ce)629-1.78型风机完整技术解析

AI(Ce)629-1.78是该系列中适用于中型铈提纯生产线的典型型号，以下对其型号标识和技术参数进行详细说明：

该型号风机的性能曲线呈平缓下降特征，即在压力波动时流量变化较小，有利于工艺系统的稳定运行。配套电机功率通常在110-132千瓦之间，具体根据气体密度和系统阻力确定。在设计点运行时，风机效率可达82%-85%，体现了良好的节能特性。

四、风机核心配件详解

AI(Ce)629-1.78风机的可靠运行依赖于各关键配件的协调工作，以下对主要配件进行说明：

1. 风机主轴
主轴采用42CrMoA合金钢整体锻制，经调质处理和精密加工，保证足够的强度、刚度和疲劳寿命。主轴设计考虑了悬臂结构的不平衡力矩，在叶轮安装部位进行了局部加强。与轴承配合处表面经高频淬火处理，硬度达到HRC50-55，提高耐磨性。

2. 风机轴承与轴瓦
该型号风机采用滑动轴承支撑，轴瓦材料为锡锑铜合金（ZCuSn10Pb1），具有优异的耐磨性和跑合性。瓦衬内表面浇铸巴氏合金层，厚度约2-3毫米，确保良好的嵌入性和抗胶合能力。轴承采用强制润滑方式，油膜厚度通过计算公式：最小油膜厚度等于（轴承间隙乘以转速乘以润滑油粘度）除以（轴承负荷乘以轴承宽度）的系数进行调整，确保形成完整压力油膜。

3. 风机转子总成
转子总成包括主轴、叶轮、平衡盘和联轴器等部件。叶轮采用后弯式叶片设计，材料根据输送介质选择：输送空气时采用Q345R低合金钢；输送腐蚀性气体时选用304或316L不锈钢。叶轮制造完成后进行动平衡校正，精度达到G2.5级，残余不平衡量小于等于（转子质量乘以许用偏心距）的计算值。

4. 密封系统

5. 轴承箱
轴承箱为铸铁或铸钢结构，内部设有润滑油腔和冷却水夹套。箱体设计充分考虑热膨胀因素，在轴向和径向设置合理的膨胀间隙。润滑油系统包括油箱、油泵、冷却器和滤油器，确保轴承在适宜温度下工作。

五、风机常见故障与维修要点

AI(Ce)629-1.78风机在长期运行中可能出现以下典型故障，需针对性维修：

1. 振动超标
振动是风机最常见的故障现象，可能原因及处理措施包括：

2. 轴承温度过高
轴承温度持续超过75℃需停机检查：

3. 性能下降
风量或压力达不到设计值：

4. 泄漏故障

维修后需进行至少4小时的空载试运行和24小时带载试运行，监测振动、温度、压力等参数，确保各项指标在允许范围内。

六、轻稀土提纯工艺中工业气体输送要点

铈提纯过程涉及多种工业气体的输送，不同气体对风机有不同要求：

1. 空气输送
用于铈精矿的氧化焙烧，提供氧化反应所需氧气。空气输送时需注意过滤杂质，防止粉尘进入风机。空气中含尘量应低于10毫克/立方米，否则需在前端加装高效过滤器。

2. 二氧化碳(CO₂)输送
用于某些萃取工序的气氛保护。CO₂密度大于空气，相同工况下风机功率需增加约50%。同时需注意CO₂遇水生成碳酸的腐蚀问题，风机内部应做防腐处理。

3. 氮气(N₂)输送
用于还原工序的惰性保护气氛。氮气密度略小于空气，风机性能曲线需相应调整。氮气纯度要求高（通常>99.5%），密封系统需特别加强。

4. 氧气(O₂)输送
用于氧化工序。输送氧气的风机必须严格去油脱脂，所有部件采用不产生火花的材料。运行中需监控轴承温度，防止局部过热。

5. 氢气(H₂)输送
用于高温还原工序。氢气密度小，泄漏性强，密封系统需采用多级碳环密封或干气密封。防爆要求严格，电机和电器需符合防爆标准。

6. 稀有气体(He、Ne、Ar)输送
这些气体昂贵，对密封性要求极高。通常采用双端面机械密封或磁力密封，泄漏率需控制在每小时不超过气体总质量的0.1%。

7. 工业烟气输送
烟气常含有腐蚀性成分和颗粒物，风机需采用耐腐蚀材料（如316L不锈钢）并设计防磨损结构。进气温度高于180℃时需设置冷却装置保护轴承和密封。

气体输送中的关键计算包括：实际流量换算（从标准状态到工作状态），功率修正（不同气体密度下的调整），以及防喘振控制（确保风机在稳定工作区运行）。

七、C(Ce)、CF(Ce)、CJ(Ce)、D(Ce)、S(Ce)、AII(Ce)系列风机应用对比

除AI(Ce)系列外，其他系列风机在铈提纯工艺中也各有应用场景：

选择风机型号时需综合考虑工艺要求（压力、流量、气体性质）、设备投资、运行能耗和维护成本等因素。对于常规铈提纯生产线，AI(Ce)629-1.78型风机在投资效率、运行可靠性和维护便利性方面具有较好平衡。

八、结语

离心鼓风机作为轻稀土铈提纯工艺的关键设备，其选型、运行和维护直接影响生产效率和产品质量。AI(Ce)629-1.78型风机凭借其合理的结构设计、可靠的配件配置和良好的工况适应性，在铈提纯领域得到了广泛应用。正确理解风机型号含义、掌握核心配件特性、熟悉常见故障处理方法，并针对不同工业气体采取相应措施，是确保风机长期稳定运行的关键。

随着稀土提纯技术的不断发展，对风机设备的要求也将不断提高。未来，智能监控、变频调速、新型密封材料和高效叶轮设计等新技术将在稀土提纯风机中得到更广泛应用，为轻稀土产业的高质量发展提供更强动力。