重稀土镝(Dy)提纯风机技术解析:以D(Dy)2736-1.95型离心鼓风机为核心

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重稀土镝(Dy)提纯风机技术解析:以D(Dy)2736-1.95型离心鼓风机为核心

作者：王军（139-7298-9387）

关键词：重稀土提纯、镝(Dy)分离、离心鼓风机、D(Dy)2736-1.95、风机配件、风机维修、工业气体输送、稀土冶炼

一、重稀土提纯工艺与风机技术要求概述

在稀土元素分离与提纯领域，重稀土（钇组稀土）中的镝(Dy)因其在永磁材料、激光晶体和核控制材料中的关键作用，成为高附加值分离产品。镝的提纯通常采用溶剂萃取-级联分离、离子交换或高温氯化等工艺，这些流程对气体输送设备提出了特殊要求：需处理腐蚀性介质、维持稳定压力曲线、适应多段工艺衔接，并满足防爆与密封需求。

离心鼓风机作为提纯流程中的核心动力设备，负责为萃取塔、浮选槽、氯化炉等装置提供精确可控的气流。其性能直接影响到稀土分离效率、产品纯度及能耗指标。针对镝提纯的物理化学特性，风机需在材料兼容性、密封可靠性及工况适应性方面进行专门设计。

二、D(Dy)型系列高速高压多级离心鼓风机技术特征

D(Dy)系列是为重稀土高温高压分离工艺开发的专用机型，采用多级叶轮串联结构，通过逐级增压实现出口压力大幅提升，同时保持较宽的稳定工作区间。

型号D(Dy)2736-1.95的完整解读

“D”：代表高速高压多级离心鼓风机系列，专为重稀土（Dy）提纯工艺优化设计。 “Dy”：指明该风机主要服务于镝元素提纯流程，其材质选择与密封方案均针对镝冶炼环境中可能存在的卤化物蒸气、酸性气体进行特殊处理。 “2736”：此数字组合需分段理解。通常，“27”表示叶轮公称直径（分米）或系列代号；“36”可能指示设计序号或变型版本。在该系列中，更常见的流量标识为单独数字（如300 m³/min），故此处“2736”应解释为该型号在额定转速下的比转速特征值，反映风机流量与压头的综合关系，其数值对应于镝提纯中段工艺所需的中大流量、中高压头工况。 “-1.95”：表示风机出口气体绝对压力为1.95个大气压（即表压约0.95 kgf/cm²）。该压力值是为满足镝的溶剂萃取反萃工段或氯化挥发工艺中气体穿透液层或料层所需的压力而设定。 进口气压默认值：型号中未使用“/”分隔进、出口压力，依据规范，表示风机进口处为标准大气压（1 atm）。

该型号风机在镝提纯流程中，常置于气体净化装置之后，为加压反应釜或级联萃取塔提供洁净且压力稳定的气源，其流量-压力曲线需与系统阻力特性精确匹配，避免萃取过程发生液泛或沟流。

三、核心部件与配件详解

1. 风机主轴

作为传递扭矩与支撑转子的核心部件，D(Dy)系列主轴采用高强度合金钢（如42CrMo）整体锻制，经调质处理获得高屈服强度与韧性。主轴设计需通过临界转速计算，确保工作转速远离一阶、二阶临界转速，避免共振。针对输送含微量腐蚀性组分的气体，主轴在轴封段常采用镀层（如化学镀镍）或套装耐蚀衬套保护。

2. 风机转子总成

包括主轴、多级叶轮、定距套、平衡盘及联轴器等组成的旋转组件。

叶轮：每级叶轮均采用后弯式叶片设计，以获取平坦的效率曲线。材料根据气体成分选择：输送洁净空气或惰性气体时用铝合金；若气体中含氟、氯离子，则选用双相不锈钢或钛合金。叶轮需经过动平衡校正，精度等级不低于G2.5。 平衡盘：利用两侧压力差产生轴向力，与推力轴承共同平衡转子因多级叶轮产生的巨大轴向推力，是保证长期稳定运行的关键。

3. 轴承与轴瓦

D(Dy)系列多采用滑动轴承（轴瓦）以承受高转速带来的载荷。

轴瓦材料：常采用巴氏合金（锡锑铜合金）衬层，其良好的嵌入性与顺应性可容忍微小的不对中与杂质。瓦背为低碳钢，确保机械强度。 润滑系统：强制循环油润滑，配备油冷却器与双重过滤器，确保油温、油压稳定，油质洁净。

4. 密封系统

气封与碳环密封：级间与轴端密封优先采用非接触式迷宫密封与碳环密封组合。碳环密封由多个分段碳环组成，依靠弹簧力抱紧轴颈，在磨损后可自行补偿，具有良好的密封性与安全性，尤其适合不允许油脂污染工艺气体的场合。油封：轴承箱两端采用唇形密封或机械密封，防止润滑油外泄。

5. 轴承箱

作为转子系统的支撑基础，采用高强度铸铁箱体，具有足够的刚性以抑制振动。箱体设计需保证轴承座的同心度与垂直度，内部油路经过优化，确保润滑油均匀分布至各润滑点。

四、风机维护与修理要点

镝提纯风机因工艺连续性强，检修窗口短，维护需具预见性。

1. 日常维护

振动监测：每日记录轴承座振动值（速度与位移），关注趋势变化。振动突然增大常预示转子结垢、部件松动或对中变化。 温度监控：轴承温度、润滑油温应稳定在设定范围。温升可能指示润滑不良、冷却失效或负载异常。 密封检查：定期检查碳环密封的泄漏情况，微量泄漏属正常，但流量增大需计划更换。

2. 定期检修项目

转子动平衡校验：每运行12-18个月或振动超标时，应离线进行高速动平衡，校正因磨损或腐蚀导致的不平衡量。 叶轮与流道检查：清洗叶轮与机壳流道，检查腐蚀、磨损与结垢情况。轻微腐蚀坑可打磨修复，叶片出现穿透性减薄需更换。 轴承与轴瓦间隙测量：使用压铅法或百分表测量径向与轴向间隙，超标需刮研或更换轴瓦。 密封更换：碳环密封属消耗件，应根据运行小时数或泄漏量定期更换，安装时注意分段环的搭接顺序与弹簧预紧力。

3. 常见故障处理

振动高且随转速变化：多属转子不平衡，需清洁或做动平衡。 轴承温度高：检查润滑油质、油路及冷却水系统。若轴瓦已损伤，会出现温度持续攀升并伴异响。 出口压力下降：可能为密封磨损间隙增大导致内泄漏加剧，或进口过滤器堵塞。需检查性能曲线，逐一排查。

五、输送各类工业气体的风机选型与应用

镝的完整冶炼与提纯流程涉及多种工业气体，不同气体物性对风机设计有显著影响。

1. 可输送气体及对应风机系列

空气、混合无毒工业气体：为最普遍工况，可选用C(Dy)、D(Dy)、AII(Dy)等系列，重点根据所需压力与流量选型。 二氧化碳(CO₂)、氮气(N₂)、氩气(Ar)：惰性气体，密度与空气差异大。风机功率与压力需重新计算（功率与气体密度成正比）。S(Dy)型单级高速风机适合中压大流量输送。 氧气(O₂)：强氧化性，要求风机所有流道部件采用铜合金或不锈钢，并严格禁油。密封需采用无油润滑或特殊密封。AI(Dy)悬臂式结构便于维护，但需满足氧气工况规范。 氢气(H₂)、氦气(He)：密度极低，所需压缩功小，但极易泄漏。风机需采用极窄间隙的干气密封或双层迷宫密封，壳体设计需考虑防爆。CJ(Dy)型浮选专用风机经改造可用于此类气体循环。 工业烟气：常含尘、腐蚀性成分。需在进口前设置高效除尘、脱硫装置，风机叶轮需选用耐蚀耐磨材料（如耐磨不锈钢或衬陶瓷），并易于清理。CF(Dy)型浮选风机设计上考虑了介质复杂性，可作备选。 氖气(Ne)：稀有惰性气体，价值高，密封要求极高，通常采用磁力传动或全密封焊接机壳的风机。

2. 选型计算要点

选型核心是依据工艺给出的体积流量、进口状态（压力、温度）、出口压力及气体组分进行。

流量换算：风机样本流量通常以标准状态（20℃, 1 atm）空气标定。实际气体需按实际进口状态与气体常数进行换算。 压力换算：所需全压需根据工艺管网阻力详细计算，并考虑气体密度影响。风机性能曲线需用实际气体密度进行修正。 功率计算：轴功率计算公式为：轴功率等于（流量乘以全压）除以（风机全压效率乘以机械效率），再乘以气体密度修正系数。电机功率需在此基础上增加安全系数。

六、总结

重稀土镝的提纯是一项对设备可靠性、适应性要求极高的精密化工过程。D(Dy)2736-1.95型高速高压多级离心鼓风机作为针对该工艺优化的动力设备，通过其多级增压设计、耐蚀材料选择及特殊的密封方案，能够满足镝分离中高压稳定供气的核心需求。

成功的应用不仅依赖于正确的初始选型（参考C、CF、CJ、AI、S、AII等系列的不同侧重），更离不开对风机核心部件（主轴、转子、轴承、密封）的深入理解与科学维护。同时，面对提纯流程中可能出现的多种工业气体，必须严格根据气体的物理化学特性，对风机材质、密封形式及性能参数进行重新核算与选择。

作为风机技术从业者，我们需紧密联系稀土冶炼工艺专家，深入理解每一段流程的气体需求，才能确保风机不仅是合格的动力源，更是提升稀土产品纯度与收率、降低综合能耗的可靠保障。

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