重稀土镝(Dy)提纯风机技术基础、配件与维护专题

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重稀土镝(Dy)提纯风机技术基础、配件与维护专题

:以D(Dy)2068-2.87型高速高压多级离心鼓风机为核心

作者：王军（139-7298-9387）

关键词：重稀土提纯；镝(Dy)；离心鼓风机；风机配件维修；D(Dy)2068-2.87；工业气体输送；轴瓦；碳环密封

引言

在重稀土（钇组稀土）特别是战略金属镝(Dy)的湿法冶金提纯工艺中，气体输送与分离设备扮演着至关重要的角色。从矿石浸出、溶剂萃取、到沉淀焙烧，各工序均需依赖特定性能的鼓风机提供稳定、洁净、可控的气流或工艺气体。作为风机技术人员，深入理解服务于这一特殊领域的专用离心鼓风机，是保障生产连续性与产品纯度的基础。本文将围绕重稀土镝(Dy)提纯流程中关键的高压气体输送设备:D(Dy)2068-2.87型高速高压多级离心鼓风机，系统阐述其基础知识、型号解析、核心配件及修理要点，并对输送各类工业气体的风机选型与应用进行说明。

一、重稀土提纯工艺对离心鼓风机的核心要求

重稀土元素如镝(Dy)、铽(Tb)等，分离系数相近，提纯难度极高，通常需要经过数十甚至上百级萃取分离工序。工艺过程对配套风机提出了严苛要求：

高压力与精确流量控制：在加压过滤、气流干燥、气动输送及某些高压氧化/还原反应中，需要风机提供稳定且可精确调节的压力与流量，以满足苛刻的化学反应动力学和物理分离条件。 介质多样性：工艺流程中可能涉及多种工业气体，如用于保护气氛的氮气(N₂)、用于氧化焙烧的空气或氧气(O₂)、用于惰性保护的氩气(Ar)，甚至是特殊的氢气(H₂)或氦气(He)。风机必须具有良好的介质适应性。 高可靠性与长周期运行：稀土生产线连续生产周期长，任何非计划停机都可能导致巨大经济损失。风机需具备极高的运行可靠性和易于维护的特点。 洁净度与密封性：防止工艺气体被油污染或气体外泄、空气内漏至关重要，这对密封系统提出了极高要求。

二、镝(Dy)提纯专用离心鼓风机系列概览与型号深度解析

为满足上述复杂需求，衍生出了一系列专用风机型号。其中，“(Dy)”标注特指适用于镝提纯工艺或同类严苛环境。

“C(Dy)”型系列多级离心鼓风机：采用传统多级串联叶轮结构，效率高，适用于中等压力范围的空气或惰性气体输送，常作为工艺线的核心供气设备。 “CF(Dy)”与“CJ(Dy)”型系列专用浮选离心鼓风机：专为稀土浮选工序设计，强调流量调节范围和运行稳定性，为浮选槽提供均匀、稳定的充气。 “D(Dy)”型系列高速高压多级离心鼓风机：本文重点机型。采用高转速设计结合多级压缩，是实现高压力的核心机型。通常配备高速齿轮箱，转子动力学设计复杂，用于高压干燥、穿透滤饼、气力提升等关键高压环节。 “AI(Dy)”、“S(Dy)”、“AII(Dy)”型系列单级加压风机：分别代表单级悬臂、单级高速双支撑、单级双支撑结构，适用于压力需求相对较低但流量较大的气体输送、循环或曝气场景。

核心型号解析：以D(Dy)2068-2.87为例

完整风机型号“D(Dy)2068-2.87”蕴含了该设备的核心性能参数：

“D”：代表D系列高速高压多级离心鼓风机。这是其结构形式的根本标识。 “(Dy)”：强调该风机设计/材质优选适用于镝(Dy)提纯工艺环境，可能考虑了介质特殊性、防腐要求或洁净度等级。 “2068”：表示风机在标准进气状态下的额定容积流量为每分钟2068立方米。这是风机选型的首要流量参数。 “-2.87”：表示风机出口法兰处的绝对压力为2.87个大气压（即绝压约0.287MPa）。通常，如型号中未出现“/”符号分隔进口压力值，则默认进口压力为标准大气压（1个大气压）。因此，该风机的压升（压比）为2.87/1.0 = 2.87，出口表压约为1.87个大气压。

作为对比，参考型号“D(Dy)300-1.8”则表示：同系列风机，流量为300立方米/分钟，出口绝压1.8个大气压（压升1.8，表压0.8个大气压）。数字差异直观体现了不同工位的性能要求。

三、 D(Dy)2068-2.87风机核心配件系统详解

此类高压高速风机的稳定运行，依赖于其精密、可靠的配件系统。

风机转子总成：这是风机的“心脏”。由主轴、多级叶轮、定距套、平衡盘等部件过盈配合或键连接而成。叶轮通常采用高强度不锈钢或特种合金，经动平衡（要求达到G2.5或更高等级）和超速试验。其动力学特性（临界转速、振动模态）直接决定风机最高运行转速和稳定性。 主轴与轴承系统： 主轴：采用高强度合金钢锻件，经调质处理，具有高疲劳强度和刚性。轴颈表面硬度高、光洁度高，以匹配轴承（轴瓦）。 轴承与轴瓦：D系列高压风机多采用滑动轴承（轴瓦）。轴瓦内衬巴氏合金，具有良好的嵌藏性、顺应性和抗胶合能力。径向轴承支撑转子，止推轴承承受轴向力。润滑油在轴颈与轴瓦间形成动压油膜，是保证高速旋转的关键。维护中需密切关注巴氏合金层有无磨损、剥落或裂纹。 密封系统：这是防止介质泄漏与污染的生命线。 气封（级间密封与轴端密封）：通常采用迷宫密封，利用多道齿隙形成节流效应来减少气体泄漏。齿隙设计需精密。 碳环密封：在要求更高密封性能、尤其输送易燃易爆或有毒气体（如H₂、He）时，常用碳环密封作为轴端主密封。它由数个分段碳环在弹簧力作用下紧贴轴套，形成柔性接触式密封，泄漏量远小于迷宫密封。需定期检查碳环磨损和弹簧弹性。 油封：位于轴承箱两端，主要防止润滑油外泄。常用骨架油封或机械密封。 轴承箱：容纳径向和止推轴承的铸件，是转子系统的安装基准。内部有复杂的润滑油路和冷却腔，确保轴承温度恒定。其加工精度直接影响轴承对中和转子跳动。

四、风机常见故障与修理要点

基于上述配件知识，风机修理需系统化进行。

振动超标： 原因：转子不平衡（结垢、部件松动）、对中不良、轴瓦磨损间隙过大、基础松动或共振。 修理：停机后，首先复查对中。抽出转子总成，检查叶轮积垢并清洗，检查所有紧配合部位。在动平衡机上对转子总成进行低速或高速动平衡校正，根据剩余不平衡量计算公式，在平衡面上去重或配重，直至达标。检查并更换磨损轴瓦。 轴承温度高： 原因：润滑油质不佳、油路堵塞、油量不足；轴瓦刮研不良、接触不佳；冷却水不畅。 修理：检查润滑油化验指标，更换滤网，疏通油路。检查轴瓦接触斑点，必要时重新刮研，保证接触角与间隙（通常顶隙为轴颈直径的千分之1.2至1.5）。确保冷却系统高效。 气体泄漏或污染： 原因：碳环密封或迷宫密封磨损、气封间隙超差；油封失效导致油窜入气侧。 修理：测量密封间隙，更换磨损的碳环密封组件或迷宫密封片。检查并更换失效油封。对于输送特殊气体（如O₂）的风机，所有密封件必须彻底脱脂清洗。 性能下降（压力、流量不足）： 原因：通流部件磨损（特别是首级叶轮）、密封间隙过大导致内泄漏严重、进口过滤器堵塞。 修理：检查叶轮、扩压器、回流器的腐蚀磨损情况，严重时需更换或修复。重点恢复气封间隙至设计值。

大修流程概览：停机隔离→拆卸联轴器、管路、附属→吊开上机壳→测量各项间隙（轴承、密封）→吊出转子→全面检查清洗所有静止与旋转部件→修复或更换损坏件（叶轮、轴瓦、碳环密封等）→回装并精确调整间隙→单机试车（振动、温度、性能测试）。

五、输送不同工业气体的风机考量要点

稀土提纯中输送的气体物理化学性质迥异，风机选型与处理需区别对待：

空气、工业烟气、混合无毒气体：可作为常规介质处理，重点考虑粉尘含量（前置过滤）和腐蚀性成分（材质选择，如316L不锈钢）。 二氧化碳(CO₂)、氮气(N₂)、氩气(Ar)、氖气(Ne)：惰性或密度大于空气的气体。需注意：气体密度增大，风机压升不变时，所需轴功率按密度比例公式（功率与密度成正比）增加，电机需留足余量。密封要求高，防止泄漏浪费。 氧气(O₂)：极度危险介质。所有流道部件必须采用禁油设计和处理（脱脂），材质需抗氧化（铜合金或不锈钢），并杜绝任何可能产生火花的机械摩擦。碳环密封材料需为防静电型。 氢气(H₂)、氦气(He)：密度极小的轻气体。虽然所需轴功率下降，但因其分子小、极易泄漏，必须采用特种碳环密封或干气密封等尖端密封技术。壳体设计需考虑防氢脆（如采用特种钢材）。H₂还需防爆设计。 通用原则：风机入口压力若非标压，选型时需进行相似换算，流量与入口绝对压力成正比，轴功率也相应变化。不同气体的绝热指数不同，温升计算公式中的指数项随之变化，影响排气温度和材料选择。

结语

D(Dy)2068-2.87型高速高压多级离心鼓风机作为重稀土镝提纯生产线中的高压气源核心，其高效稳定运行是保障整个工艺链顺畅的关键。从深刻理解型号编码背后的性能参数，到掌握风机转子总成、主轴、轴瓦、碳环密封等核心配件的结构与功能，再到系统性地进行故障诊断与精准维修，是每一位风机技术人员的必修课。同时，面对多元化的工业气体介质，必须具备针对性的选型与应用知识，方能确保设备安全、经济、长周期运行，从而为我国战略稀土资源的高效提纯提供坚实可靠的技术装备支持。

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