轻稀土钕(Nd)提纯风机技术解析：以AII(Nd)34-1.53型鼓风机为核心

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轻稀土钕(Nd)提纯风机技术解析：以AII(Nd)34-1.53型鼓风机为核心

作者：王军（139-7298-9387）

关键词：轻稀土提纯、钕(Nd)、离心鼓风机、AII(Nd)34-1.53、风机配件、风机修理、工业气体输送

引言

在稀土分离与提纯，特别是以铈组稀土为代表的轻稀土（如钕、镨、铈等）生产流程中，离心鼓风机是不可或缺的关键动力设备。其性能的稳定性、效率及对特定工艺介质的适应性，直接关系到产品质量、回收率及生产能耗。本文将从风机技术角度出发，结合轻稀土钕提纯工艺的特殊需求，系统阐述相关离心鼓风机的基础知识。文章将重点对AII(Nd)34-1.53型单级双支撑加压风机进行深入说明，并延伸介绍风机主要配件、常见修理要点，以及对输送各类工业气体的通用风机技术进行概述，旨在为从事稀土冶炼、风机运维及工艺设计的技术人员提供参考。

第一章：轻稀土钕提纯工艺对风机的特殊要求

轻稀土提纯，尤其是钕的分离，常采用溶剂萃取、氧化还原、真空蒸馏等工艺组合。这些流程对配套风机提出了明确要求：

介质耐受性：流程中可能接触含有酸性或碱性组分的蒸气、潮湿空气、以及作为保护或反应气体的氮气(N₂)、氩气(Ar)等。风机材料需具备相应的耐腐蚀能力。 压力与流量稳定性：在加压过滤、气流输送、气动搅拌及某些反应釜的微正压保护环节，要求风机提供稳定且可精确调节的气体压力与流量，波动会直接影响化学反应平衡与物理分离效率。 密封可靠性：提纯过程中，防止工艺气体泄漏污染环境或外部空气（特别是氧气、水汽）渗入系统至关重要。对于氢气(H₂)等易燃易爆气体，密封要求则更为严苛。 洁净度：为防止产品污染，风机内部，特别是流道与密封部位，应避免产生油脂污染或金属磨屑。 系列化与专用化：针对萃取槽曝气、氧化炉供风、产品气流输送等不同工段，需选用不同压力、流量特性的风机，形成高效匹配的系列。

为此，风机行业开发了针对稀土行业的专用系列，如文中提及的“C(Nd)”、“CF(Nd)”、“CJ(Nd)”、“D(Nd)”、“AI(Nd)”、“S(Nd)”及“AII(Nd)”等系列，均在通用设计基础上，针对稀土工艺特点进行了材料、密封或结构优化。

第二章：核心机型详解:AII(Nd)34-1.53型单级双支撑加压风机

AII(Nd)34-1.53是轻稀土钕提纯生产线中常用的一款风机型号，其完整解读如下：

系列代号“AII(Nd)”：代表“AII型系列单级双支撑加压风机”，专为钕（Nd）及其他轻稀土提纯工艺适配优化。(Nd)标识指明其材料与密封配置适用于钕提纯的典型工况（如可能存在的弱腐蚀性气氛、要求高洁净度等）。 数字“34”：通常表示风机在设计工况下的流量，单位是立方米每分钟（m³/min）。即该风机额定流量约为34 m³/min。这是选型时匹配工艺气体需求量的关键参数。 数字“1.53”：表示风机出口的表压（相对压力）为1.53个大气压（atm），或约为1.53 bar（约153 kPa）。这意味着风机能在进口为常压（1个大气压）的条件下，将气体压力提升0.53个大气压的压差。根据型号规则，由于未使用“/”符号，其进口压力默认为1个大气压。

技术特点与结构解析：

单级结构：指风机只有一个叶轮进行做功。结构相对简单，维护方便，适用于中等压升需求。对于AII(Nd)34-1.53，1.53个大气压的出口压力属于单级风机可实现的典型范围。 双支撑结构（两端支撑）：这是AII系列与悬臂式（如AI系列）的核心区别。风机主轴的两端由位于叶轮两侧的轴承共同支撑。这种结构刚性更好，运行更平稳，适用于转速较高、叶轮较重或对转子稳定性要求极高的场合，能有效减少轴挠度和振动，延长机械密封和轴承寿命。 加压功能：核心任务是提升气体压力，满足工艺流程中对气体压力的要求。 设计与应用：该机型流量适中，压力提升明确，非常适用于稀土提纯中需要对单个或一组反应釜、储罐提供微正压保护（用N₂、Ar等惰性气体）、或为某些气动输送、气流干燥环节提供动力源的场景。其双支撑设计确保了在连续运行中的高可靠性。

第三章：风机核心配件详解

以AII(Nd)型系列为代表的离心鼓风机，其主要配件及功能如下：

风机主轴：转子系统的核心承力与传动部件，要求极高的强度、刚性和动平衡精度。通常由高强度合金钢经锻造、精密加工和热处理制成，其材质选择也需考虑介质的腐蚀性。 风机转子总成：包含主轴、叶轮、平衡盘（如有）、联轴器部件等高速旋转部件的集合体。动平衡等级是衡量其制造质量的关键指标，不平衡将导致剧烈振动。 风机轴承与轴瓦：对于AII这类双支撑风机，通常采用滑动轴承（轴瓦）。轴瓦内衬巴氏合金等耐磨材料，在油膜润滑下工作，具有承载能力强、阻尼性能好、寿命长的优点。维护重点是保证润滑油的清洁度、合适的油温与油压。 轴承箱：容纳轴承（或轴瓦）、润滑油并为其提供支撑和密封的壳体。设计需保证良好的散热和防漏油功能。 密封系统： 气封（级间密封、轴端密封）：通常采用迷宫密封，利用一系列曲折的间隙节流来减少高压侧向低压侧的泄漏。对于更严格的要求，会采用碳环密封。碳环密封是一种接触式或微接触式机械密封，由多个碳石墨环组成，紧贴轴套，能在微小间隙下实现极低的气体泄漏，尤其适用于防止贵重或有害工艺气体外泄。油封：主要用于轴承箱两端，防止润滑油外漏和外部杂质进入。常用骨架油封或磁性油封。 其它关键配件：包括进口口蜗壳（铸造或焊接，形成气体流道）、进口调节门（用于调节流量）、底座、润滑系统（油泵、冷却器、过滤器等）及监测仪表（振动、温度探头）。

第四章：风机常见故障与修理要点

基于AII(Nd)等系列风机的运行经验，常见修理维护工作包括：

振动超标：原因：转子动平衡破坏（叶轮积垢、磨损、部件松动）、对中不良、轴承磨损、基础松动、喘振等。修理：停机重新进行转子动平衡校验与校正；检查并重新调整电机与风机间的联轴器对中；检查更换磨损的轴承或轴瓦；紧固地脚螺栓；通过调整运行点避免进入喘振区。 轴承温度过高：原因：润滑油不足、变质或污染；冷却系统故障；轴承装配间隙不当；负荷过大。修理：检查油位、油质，更换润滑油并清洗油路；检修油冷器；按标准调整轴承间隙；检查系统阻力是否异常增大。 风量或压力不足：原因：进口过滤器堵塞；密封间隙（特别是迷宫密封或碳环密封）磨损过大，内泄漏严重；叶轮磨损或腐蚀；转速下降。修理：清洗或更换滤芯；测量并调整或更换密封部件（如碳环）；检查修复或更换叶轮；检查驱动电机及传动系统。 气体泄漏：原因：轴端密封（碳环密封、迷宫密封）失效；壳体或管道连接处密封件老化。修理：这是稀土提纯风机的修理重点。需根据泄漏位置和介质特性，更换碳环密封组件或迷宫密封齿片，确保密封间隙符合设计要求。更换时需特别注意清洁，避免损伤密封面。 润滑油泄漏：原因：油封老化或磨损；轴承箱盖密封不良；油位过高或回油不畅。修理：更换油封；检查并更换轴承箱结合面密封垫；调整油位至规定范围，疏通回油管路。

定期维护建议：建立包括振动监测、油液分析、温度记录在内的状态监测体系，实行定期检修制度，重点检查转子、轴承、密封三大部件。

第五章：输送工业气体的通用风机技术说明

轻稀土提纯中，除了空气，还涉及多种工业气体。风机选型与设计需根据气体特性调整：

气体性质的影响：密度：气体密度直接影响风机所需功率。输送氢气(H₂)等轻气体，功率需求远低于输送空气；而输送二氧化碳(CO₂)则需更大功率。风机性能曲线需按实际气体密度进行换算。 腐蚀性：对于潮湿的二氧化碳、氯气（虽未列出但可能涉及）或含酸性成分的工业烟气，需选用不锈钢（如304、316L）、双相钢或进行特殊涂层防腐处理。 危险性：输送氧气(O₂)时，所有部件必须严格去油脂，防止燃爆；输送氢气(H₂)、氦气(He)等小分子气体时，对密封（尤其是碳环密封）的要求极高，防止泄漏。氦气检漏是常用手段。 纯净度：输送高纯氮气(N₂)、氩气(Ar)等保护性气体时，风机内部洁净度和密封可靠性是关键，避免污染气体。 型号示例解析:D(Nd)300-1.8：此为D(Nd)型系列高速高压多级离心鼓风机。 “D”代表系列，“(Nd)”表示适配钕提纯工艺。 “300”表示流量为300 m³/min。 “-1.8”表示出口压力为1.8个大气压（表压），进口压力为默认的1个大气压。 多级结构：通过多个叶轮串联，逐级提高压力，适用于比单级风机（如AII系列）压升需求更高的场合，例如需要将气体送入压力较高的反应系统或用于长距离气力输送。 “与跳汰机配套选型确定”提示了其一个具体应用场景:为矿物分选设备提供均匀稳定的气流。 系列化选择： “CF(Nd)”、“CJ(Nd)”系列：专为浮选工艺设计，注重流量调节范围和抗泡沫吸入能力。 “AI(Nd)”系列：单级悬臂式，结构紧凑，适用于空间受限、压力需求不极高的场合。 “S(Nd)”系列：单级高速双支撑，可能采用齿轮箱增速，在单级下实现更高压比，结构比多级风机简单，但转速高。选型时，需根据具体工艺段的气体种类、所需流量、进口压力、出口压力、温度及安全性要求，结合各系列的特点，进行详细计算和选择。

结论

离心鼓风机作为轻稀土钕提纯工业的“肺腑”，其技术细节直接关系到生产线的“健康”与效率。深入理解如AII(Nd)34-1.53这样的具体机型代号含义、掌握其双支撑结构特点、熟知风机主轴、轴承（轴瓦）、转子总成、碳环密封、油封等关键配件的原理与维护要点，并能够根据输送气体（空气、N₂、O₂、H₂、Ar等）的理化特性进行风机选型与适应性改造，是风机技术从业者保障稀土生产稳定、高效、安全运行的核心能力。随着稀土材料需求的增长和工艺的进步，对高性能、高可靠性、智能化风机的需求将不断提升，这也对风机技术提出了持续创新与深耕的要求。

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