重稀土镝（Dy）提纯专用离心鼓风机技术解析:以D(Dy)2132-1.61型风机为核心

作者：王军（139-7298-9387）

关键词：重稀土提纯 镝（Dy） 离心鼓风机 D(Dy)2132-1.61 风机配件 风机修理 工业气体输送 轴瓦 碳环密封

第一章 重稀土镝（Dy）提纯工艺与风机设备的重要性

重稀土元素，特别是钇组稀土中的镝（Dy），因其在永磁材料、激光晶体、核反应控制等高科技领域的关键作用，已成为现代工业的战略资源。镝的提纯工艺复杂，涉及矿石破碎、浮选、浸出、萃取、结晶等多个环节，其中气体输送与压力控制是影响提纯效率和产品质量的核心因素之一。离心鼓风机作为提供稳定气源与压力的关键设备，在镝提纯过程中承担着输送工艺气体、维持系统压力、参与浮选分离等重要功能。

在稀土矿提纯领域，不同工艺阶段对风机性能参数有着截然不同的要求。从浮选阶段的微压控制到萃取阶段的高压输送，从惰性气体保护到反应气体供给，都需要专门设计的鼓风机设备。正是基于这种特殊需求，业内开发了针对稀土提纯的系列专用离心鼓风机，其中“D(Dy)”型系列高速高压多级离心鼓风机在重稀土镝提纯的高压环节发挥着不可替代的作用。

第二章 D(Dy)2132-1.61型高速高压多级离心鼓风机详解

2.1 型号解读与技术参数

D(Dy)2132-1.61型离心鼓风机是专为重稀土镝提纯高压工艺设计的高性能设备。其型号含义为：

该风机的主要设计参数包括：流量范围1900-2300立方米/分钟（可根据工艺需要调节），进口温度-20℃至80℃，最大工作压力1.8个大气压，主轴转速根据压力需求可在5800-9800转/分钟范围内调节，配套电机功率通常为550-750千瓦。

2.2 结构与工作原理

D(Dy)2132-1.61型风机采用多级离心式结构，由进口段、多级叶轮与导叶组件、扩压器、出口段以及驱动系统组成。其工作原理基于离心力原理：当电机驱动主轴高速旋转时，安装在主轴上的多级叶轮随之转动，叶轮叶片间的气体在离心力作用下从叶轮中心被甩向外缘，速度能转换为压力能；气体经过导叶的导向后进入下一级叶轮，再次获得能量提升；经过多级增压后，气体最终达到工艺所需的压力值。

该风机的气动设计采用了“等反动度分配原则”，即每一级叶轮承担的压升比例经过精密计算，确保整个流道内气流稳定，避免局部涡流和喘振现象。针对镝提纯工艺中可能存在的微量腐蚀性气体成分，叶轮和机壳材料选用耐腐蚀性能优良的F51双相不锈钢，并在表面进行特种涂层处理，提高抗腐蚀能力。

第三章 重稀土提专用风机系列概览

除了D(Dy)型系列高速高压多级离心鼓风机外，重稀土镝提纯工艺还涉及多种专用风机设备，形成完整的风机解决方案体系：

3.1 “C(Dy)”型系列多级离心鼓风机

该系列为通用型多级离心鼓风机，适用于镝提纯工艺中压力需求中等的环节，如氧化焙烧烟气输送、结晶干燥送风等。采用3-6级叶轮设计，压力范围0.5-1.2个大气压（表压），流量范围广泛，从100到5000立方米/分钟不等。

3.2 “CF(Dy)”与“CJ(Dy)”型系列专用浮选离心鼓风机

这两种风机专为稀土浮选工艺开发，其中CF(Dy)型侧重于粗选和扫选环节，提供大流量、低压力的气源；CJ(Dy)型则针对精选和再精选环节，注重气流稳定性和微压控制精度。两者都采用特殊的防堵设计，防止浮选药剂在流道内积聚。

3.3 “AI(Dy)”型系列单级悬臂加压风机

采用单级叶轮和悬臂式转子设计，结构紧凑，适用于空间受限的工艺点。该系列风机常用于镝提纯中的局部加压、气体循环等场合，压力提升能力一般在0.3个大气压以内。

3.4 “S(Dy)”型系列单级高速双支撑加压风机

该系列风机转子两端支撑，运行稳定性高，适用于高速运转场合。叶轮经过动平衡精度达到G1.0级，振动值控制在1.2毫米/秒以下，满足精密工艺对气流脉动的要求。

3.5 “AII(Dy)”型系列单级双支撑加压风机

介于AI型和S型之间，兼顾结构紧凑性和运行稳定性，是镝提纯中辅助工艺环节常用风机类型。

第四章 D(Dy)2132-1.61型风机关键配件详解

4.1 风机主轴系统

D(Dy)2132-1.61型风机主轴采用42CrMoA合金钢整体锻造，经调质处理使硬度达到HB240-280，再进行高频淬火使表面硬度达到HRC48-52。主轴设计充分考虑临界转速避开率，确保工作转速在首阶临界转速的75%以下，二阶临界转速的125%以上，避免共振。主轴与叶轮的连接采用高强度液压胀紧套，实现无键连接，保证对中精度和扭矩传递能力。

4.2 风机轴承与轴瓦

该风机支撑轴承采用可倾瓦滑动轴承，每副轴承由5块可独立摆动的瓦块组成，瓦块背部为球面支撑，能自适应主轴位置变化。瓦块材料为巴氏合金（锡锑铜合金），厚度3-5毫米，浇铸在钢背上。轴承间隙控制在主轴直径的0.12%-0.15%之间，供油压力0.15-0.2兆帕，形成稳定的油膜。推力轴承采用金斯伯雷型双斜面结构，能同时承受正向和反向轴向推力，确保转子轴向定位精度在±0.05毫米内。

4.3 风机转子总成

转子总成包含主轴、多级叶轮、平衡盘、联轴器等组件。叶轮采用后弯式叶片设计，叶片数根据级数不同为12-16片，出口角度18-25度。每级叶轮组装后都进行单体动平衡，精度达到G2.5级；整机转子组装后进行高速动平衡，在额定转速下平衡精度达到G1.0级。平衡盘位于末级叶轮后，利用两侧压差产生反向轴向力，平衡大部分转子轴向推力，减少推力轴承负荷。

4.4 气封与密封系统

D(Dy)2132-1.61型风机采用迷宫密封与碳环密封组合的复合密封结构。在级间和轴端低压区域使用迷宫密封，通过多道环形齿隙形成曲折流道，增加气流阻力减少泄漏；在高压轴端采用碳环密封，由6-8段浸渍石墨环组成，弹簧提供均匀的径向压力，确保密封环与轴颈紧密贴合。针对镝提纯工艺中可能输送氢气等小分子气体的情况，碳环密封采用特殊浸渍剂处理，降低渗透率。

4.5 轴承箱与润滑系统

轴承箱为整体铸铁结构，内部设有油槽和导油板，确保轴承充分润滑。润滑系统采用强制循环油润滑，主油泵由主轴驱动，辅助油泵电机驱动，双泵互为备用。油路中设有双联过滤器、油冷却器和蓄能器，确保供油压力稳定、油温控制在35-45℃、油品清洁度达到NAS 7级标准。润滑油选用ISO VG32透平油，定期检测粘度、酸值和水分。

第五章 工业气体输送的特殊考量

D(Dy)2132-1.61型风机在重稀土镝提纯中需要输送多种工业气体，不同气体特性对风机设计和运行提出特殊要求：

5.1 气体特性与风机适配

5.2 气体压缩的热力学过程

离心鼓风机气体压缩过程可近似视为多变压缩过程，多变效率是评价风机气动性能的关键指标。多变压缩功计算公式为：多变压缩功等于气体常数乘以进口绝对温度乘以多变指数除以多变指数减一乘以出口压力与进口压力比的多变指数减一次方除以多变指数次方减一。对于D(Dy)2132-1.61型风机，设计多变效率不低于82%，实际运行中通过调节转速和导叶角度，可使效率保持在78-85%之间。

5.3 防爆与安全设计

针对可燃气体（如氢气）输送，风机采用全防爆设计：电机防爆等级Ex dⅡCT4，仪表为本质安全型，所有电气连接采用防爆接头。机壳设计能承受内部爆炸压力而不破裂，爆炸泄压口面积不小于0.1平方米/立方米壳体容积。转子部件避免使用可能产生火花的材料，所有静电可靠接地，接地电阻小于4欧姆。

第六章 D(Dy)2132-1.61型风机常见故障与维修要点

6.1 振动异常分析与处理

振动是离心风机最常见的故障现象。对于D(Dy)2132-1.61型风机，振动监测点包括轴承座水平和垂直方向、轴向以及机壳。振动值允许范围：轴承座≤4.5毫米/秒，机壳≤7.1毫米/秒。常见振动原因及处理：

6.2 密封系统维修

碳环密封失效表现为气体泄漏量增加、润滑油被污染。维修时需检查：碳环磨损量（超过原厚度1/3需更换）、弹簧弹力（衰减超过20%需更换）、密封腔清洁度。安装新碳环时需注意分段开口错开，弹簧预紧力均匀。迷宫密封维修主要检查齿顶间隙，径向间隙超过设计值50%需更换密封件。

6.3 轴承系统维修

滑动轴承维修要点：测量轴瓦间隙使用压铅法，铅丝直径约为设计间隙的1.5倍；检查巴氏合金层有无剥落、裂纹、烧熔；轴颈表面粗糙度Ra不超过0.8微米，圆度误差小于0.01毫米。轴承重新装配后需进行跑合，初始阶段低负荷运行24小时，逐步增加负荷。

6.4 叶轮与流道维修

叶轮检查重点：叶片进出口边缘有无磨损、裂纹；叶轮前后盘有无腐蚀穿孔；叶片焊缝有无开裂。叶片磨损超过原厚度1/3需修补或更换。机壳流道清理结垢和腐蚀产物，检查导叶固定是否牢固，流道密封片间隙是否正常。

6.5 大修周期与寿命管理

D(Dy)2132-1.61型风机建议大修周期为24000运行小时或4年（先到为准）。大修内容包括：全部分解检查、转子动平衡校验、密封系统更换、轴承修复或更换、润滑油更换、控制系统校验。关键部件预期寿命：主轴和叶轮20年以上，轴瓦3-5年，碳环密封2-3年，润滑油每年更换一次。

第七章 风机选型与工艺匹配

7.1 选型基本原则

重稀土镝提纯风机选型需遵循“工艺优先，经济可靠”原则。首先明确工艺需求：气体种类、流量范围、压力需求、温度条件、洁净度要求；然后计算风机参数：将工况流量和压力换算到标准状态，考虑当地大气压和气体成分影响；最后选择风机型号和配置：对比性能曲线，确保额定点落在高效区内，且有足够的调节余量。

7.2 D(Dy)2132-1.61型风机调节方式

该风机提供多种调节方式适应工艺变化：

7.3 与跳汰机配套要点

当风机与跳汰机配套用于重稀土矿重力选矿时，需特别注意气流脉动控制。跳汰机要求气流有规律脉冲，通常采用旋转阀或电磁阀控制气流周期性通断。D(Dy)2132-1.61型风机在这种工况下，需在出口增设足够容积的缓冲罐（容积不小于风机每秒排气量的10倍），减少脉动对风机的冲击，同时风机设计需加强转子刚度，轴承选择更高的阻尼特性。

第八章 维护保养与运行优化

8.1 日常维护要点

D(Dy)2132-1.61型风机日常维护包括：每小时记录振动、温度、压力参数；每日检查油位、油温和泄漏情况；每周分析润滑油样，检测水分和金属颗粒；每月检查密封气和冷却水系统；每季校验仪表和控制系统。建立风机运行档案，记录所有运行数据和维修历史。

8.2 节能运行措施

离心鼓风机是能耗大户，节能措施包括：在满足工艺前提下尽量降低出口压力设定值；合理选择调节方式，优先采用变频调速；保持过滤器清洁，减少进口阻力；优化管路系统，减少弯头和阀门；定期清洗流道，维持风机效率；采用智能控制系统，根据工艺需求自动优化运行参数。

8.3 故障预警与智能诊断

现代风机设备趋向智能化，D(Dy)2132-1.61型风机可配置在线监测系统，实时采集振动、温度、压力、流量等参数，通过大数据分析提前预警故障。智能诊断系统能识别早期不平衡、不对中、轴承磨损、喘振前兆等异常状态，给出维修建议，减少非计划停机。

第九章 结语

重稀土镝提纯是一个高技术、高附加值的工艺过程，离心鼓风机作为关键动力设备，其性能直接影响提纯效率和产品质量。D(Dy)2132-1.61型高速高压多级离心鼓风机针对镝提纯工艺的特殊需求，在设计、材料、密封、控制等方面都进行了专门优化，能够满足严苛的工艺要求。正确选择、合理使用、科学维护风机设备，不仅能保证生产稳定，还能降低能耗，延长设备寿命，为重稀土产业的高质量发展提供可靠保障。

随着稀土提纯技术的不断进步，对风机设备的要求也将不断提高。未来，稀土专用风机将朝着更高效率、更智能控制、更环保材料、更长使用寿命的方向发展，为稀土这一战略资源的开发利用提供更强大的技术支持。