轻稀土钕(Nd)提纯风机:AII(Nd)828-1.87型离心鼓风机技术详解及其在稀土冶炼与工业气体输送中的应用

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轻稀土钕(Nd)提纯风机:AII(Nd)828-1.87型离心鼓风机技术详解及其在稀土冶炼与工业气体输送中的应用

作者：王军（139-7298-9387）

关键词：轻稀土钕提纯、离心鼓风机、AII(Nd)828-1.87风机、风机配件维修、工业气体输送、稀土冶炼工艺

引言

在稀土元素，特别是轻稀土（铈组稀土）如钕（Nd）的湿法冶炼与提纯工艺中，离心鼓风机是不可或缺的关键动力设备。它承担着为萃取、浮选、氧化还原、物料输送等多个环节提供稳定、洁净、特定压力与流量气体的核心任务。风机性能的优劣直接关系到生产连续性、产品纯度、能耗与成本。本文将结合笔者在风机技术领域的实践经验，围绕轻稀土钕提纯工艺中应用的专用离心鼓风机，特别是以AII(Nd)828-1.87型风机为例，系统阐述其基础知识、型号含义、关键配件构成、维护修理要点，并对稀土冶炼中涉及的各类工业气体输送风机进行综合性说明。

第一章稀土提纯工艺与离心鼓风机概述

轻稀土钕的提纯是一个复杂的物理化学过程，通常涉及焙烧、酸溶、萃取、沉淀、灼烧等步骤。在这些工序中，需要输送不同性质的工艺气体：

空气：用于氧化焙烧、物料气力输送、搅拌曝气等。 特定工业气体：如氮气（N₂）用于保护性气氛，氧气（O₂）用于强制氧化，二氧化碳（CO₂）用于沉淀反应等。 工艺烟气：处理生产过程中产生的尾气。

离心鼓风机通过高速旋转的叶轮将机械能转化为气体的压力能与动能，从而实现对上述气体的连续输送。其稳定、高效、可调节的特性，完美匹配了稀土提纯生产对气体介质的严苛要求。针对不同工艺段的气体性质、压力、流量需求，衍生出了多个专用风机系列。

第二章轻稀土钕提纯用离心鼓风机主要系列简介

根据结构、压力范围和工艺用途，用于钕提纯的离心鼓风机主要分为以下几大系列，每个系列型号中的“(Nd)”标识指明其设计优化适用于钕提纯工艺环境：

“C(Nd)”型系列多级离心鼓风机：采用多级叶轮串联结构，每级叶轮对气体逐级增压，最终获得较高的出口压力。该系列风机效率高，适用于需要中等至高压力、大流量的工艺环节，如大规模气力输送或高压氧化反应供风。 “CF(Nd)”与“CJ(Nd)”型系列专用浮选离心鼓风机：专门为稀土浮选工艺设计。浮选过程需要大量、稳定、压力特定的空气来产生微小气泡，吸附矿物颗粒。这两类风机在气量调节稳定性、抗负载波动方面进行了特别优化，确保浮选槽内气泡均匀，提高选矿效率与品位。 “D(Nd)”型系列高速高压多级离心鼓风机：代表型号如D(Nd)300-1.8。该系列风机采用高转速设计，结合多级压缩，能在相对紧凑的结构下实现更高的单机压比。型号解释：“D”代表D系列；“300”表示进口状态下的体积流量为每分钟300立方米；“-1.8”表示风机出口的绝对压力为1.8个标准大气压（ata）。若未特殊标注进口压力，则默认进口压力为1个标准大气压（ata）。此类风机特别适合需要高压气体的工艺，如某些高压浸出或喷吹工序。 “AI(Nd)”型系列单级悬臂加压风机：结构紧凑，叶轮悬臂安装。适用于压力需求相对较低、流量适中的场合。其维护相对简便，常用于辅助工序或小规模生产线。 “S(Nd)”型系列单级高速双支撑加压风机：叶轮位于两个支撑轴承之间，转子动力学稳定性优于悬臂结构。采用高速设计，单级叶轮即可提供较高压力。运行平稳，适用于对振动要求严格的连续生产线。 “AII(Nd)”型系列单级双支撑加压风机：本文重点介绍的系列。它在结构上同样采用双支撑设计（转子两端由轴承支撑），确保了良好的刚性运行稳定性。与S系列侧重点可能有所不同，AII系列更侧重于在较宽泛的流量范围内保持高效和可靠，是许多主流提纯生产线气体加压工段的优选机型。

第三章核心机型详解：AII(Nd)828-1.87型单级双支撑加压风机

AII(Nd)828-1.87是轻稀土钕提纯工艺中一款极具代表性的通用加压风机。

型号解析： “AII”：指代AII系列单级双支撑离心鼓风机。 “(Nd)”：标识该风机设计适用于钕提纯工艺环境，可能在材质选择、密封形式、清洁度控制等方面针对稀土生产常见的腐蚀性介质或洁净度要求进行了适配。 “828”：通常表示该风机在设计工况点（进口状态为1标准大气压，20℃空气）下的体积流量，单位约为立方米每分钟（m³/min）。此流量参数是选型的核心依据之一，需与实际工艺需求匹配。 “-1.87”：表示风机出口的绝对压力值为1.87个标准大气压（ata）。即风机将气体从进口的1 ata压缩至出口的1.87 ata，其压升为0.87个大气压（或约87 kPa表压）。这个压力值对于许多萃取槽的搅拌曝气、物料输送等环节是典型需求。 结构与工作原理：
AII(Nd)828-1.87风机主要由电机、齿轮箱（若为增速传动）、机壳、转子总成、轴承箱、密封系统、润滑系统、底座及控制系统组成。电机（或经齿轮箱增速）驱动风机主轴高速旋转，安装在主轴上的叶轮随之转动。气体从进风口轴向进入叶轮，在叶片的作用下获得高速能量，随后进入扩压腔和蜗壳，将速度能有效地转化为压力能，最后从出风口排出。其双支撑结构意味着主轴两端由独立的轴承支撑，叶轮位于中间，这种布局转子稳定性好，能承受一定的非对称负荷，适用于长期连续运行。

第四章风机关键配件与维修要点

为确保AII(Nd)828-1.87等风机长期稳定运行，必须深刻理解其关键配件并掌握科学的维修要领。

核心配件说明： 风机主轴：传递扭矩、支撑转子的核心部件。要求极高的强度、刚性和抗疲劳性。材质通常为优质合金钢，并经过精密加工和热处理。维修中需重点检查其直线度、轴颈尺寸、表面硬度及是否有疲劳裂纹。 风机转子总成：包含主轴、叶轮、平衡盘（如有）、联轴器等旋转部件的组合体。高速动平衡精度是保证风机低振动的关键。任何维修更换叶轮等部件后，必须对转子总成进行整体动平衡校正。 风机轴承与轴瓦：对于AII系列这类中等高速风机，滑动轴承（轴瓦）应用广泛。轴瓦通常由巴氏合金衬层与钢背结合而成，具有良好的承载、减震和嵌入性。维护要点在于监控轴承温度、润滑油质，定期检查轴瓦间隙、接触角和表面磨损情况。 轴承箱：容纳轴承、提供润滑并密封的部件。其结构的刚性、对中性直接影响轴的运行精度。需保证其冷却通畅，结合面密封良好，防止漏油。 密封系统： 气封（级间密封/轴端密封）：通常采用迷宫密封，利用一系列节流间隙来减少高压侧向低压侧的气体泄漏。检查重点是密封齿的间隙，过大将导致效率下降。油封：防止轴承箱润滑油外泄。常用骨架油封或迷宫式油封。需定期检查唇口磨损或老化情况。 碳环密封：在输送某些特殊气体（如氧气、氢气）或要求零泄漏的场合，会采用接触式碳环密封。碳环具有自润滑、耐磨性好、适应高速的特点。维护中需检查碳环的磨损量、弹簧弹力及密封面完好情况。 风机修理要点： 周期性大修：根据运行小时数或状态监测结果，定期进行解体大修。内容应包括：全面清洗各部件；精确测量主轴、轴瓦、密封间隙等关键尺寸并与标准对比；检查叶轮磨损、腐蚀及有无裂纹；检查机壳流道有无腐蚀或结垢；更换所有密封件和已达到寿命的轴承。 振动故障处理：振动是风机常见故障。需系统排查：转子动平衡是否失效；对中是否不良；基础是否松动；轴承是否磨损；进气流场是否均匀（如滤网堵塞）等。处理振动必须找到根本原因，而非简单紧固。 性能下降处理：当发现风量、压力不足时，应检查：滤清器是否堵塞（进口负压增大）；密封间隙是否磨损过大导致内泄漏增加；叶轮是否严重污垢或腐蚀导致效率降低；管网阻力是否发生变化。 温升过高处理：轴承温度高，检查润滑油的油位、油质、油温及冷却系统；检查轴承装配间隙是否过小或已发生磨损。气体温升过高，则需核实运行点是否偏离设计工况过远，或压缩机内部效率是否严重下降。 特殊气体风机的修理注意：对于输送氧气、氢气等气体的风机，修理现场必须彻底禁油、禁火，使用专用工具和清洗剂。所有部件组装前需进行严格的脱脂清洗。密封形式的选择和维护标准更为严格。

第五章工业气体输送风机的选型与应用

在钕提纯乃至整个冶金化工领域，输送不同工业气体对风机有特定要求：

气体特性与风机适配： 惰性气体（N₂, Ar, He, Ne）：性质稳定，风机选材以通用钢材为主。重点在于密封可靠性，防止空气混入或气体外泄影响工艺指标或造成浪费。对于氦气等分子量小的气体，需注意其压缩性变化，风机设计需特殊计算。 氧气（O₂）：强烈的助燃剂。风机必须进行全流程的防爆、禁油设计。所有过流部件需采用不锈钢等不易产生火花的材料，并进行脱脂处理。密封多采用碳环密封或干气密封，绝对避免润滑油进入气腔。轴承箱需有气密隔离。 氢气（H₂）：密度小、易泄漏、易燃易爆。风机设计强调极高的密封性能，防止氢气外泄积聚。同时，高速下对叶轮强度和气动设计有特殊要求。材质需考虑氢脆可能性。 二氧化碳（CO₂）：可能含水形成碳酸，具有弱腐蚀性。湿二氧化碳工况下，风机需考虑防腐材质（如不锈钢）或涂层。温度控制需注意，防止干冰形成。 工业烟气：成分复杂，可能含腐蚀性成分（SOx, NOx）、粉尘及湿度。风机需选用耐腐蚀材质（如双相不锈钢、涂层），设计上考虑防磨、防结垢，并易于清理。进口可能需要设置更高效的过滤装置。 选型核心原则： 介质确认：明确气体组分、温度、湿度、洁净度、毒性、爆炸极限。 工况参数：准确计算工艺所需的进口状态流量（Qv）和出口压力（P2），或压比（ε）。 性能曲线匹配：在风机的性能曲线图上，使所需工况点落在高效区（通常为峰值效率点的±10%范围内），并考虑一定的余量。 材质与密封选择：根据气体腐蚀性、危险性确定过流部件材质和密封形式。 安全规范：严格遵守针对特定气体（如氧气、氢气）的行业设计、制造与安全规范。

结论

离心鼓风机作为轻稀土钕提纯工业的“肺部”，其稳定高效运行是保障生产顺行、提升产品质量与经济效益的基础。以AII(Nd)828-1.87型为代表的各系列专用风机，通过其精密的型号定义、优化的结构设计和严格的关键配件要求，满足了不同工艺环节的差异化需求。深入理解风机型号的含义、掌握核心配件的维护修理技术、并依据输送介质的特性进行科学选型，是每一位风机技术与管理人员的必备素养。随着稀土产业向精细化、绿色化发展，对风机设备的效率、可靠性和智能化控制水平也提出了更高要求，这将继续推动风机技术在材料、设计和运维管理上的不断创新。

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