重稀土镝（Dy）提纯风机D(Dy)1669-2.68技术解析与应用

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重稀土镝（Dy）提纯风机D(Dy)1669-2.68技术解析与应用

作者：王军（139-7298-9387）

关键词：重稀土镝（Dy）提纯风机、D(Dy)1669-2.68离心鼓风机、稀土矿提纯、多级离心风机、工业气体输送、风机配件、风机修理、轴瓦、碳环密封

一、引言：稀土提纯工艺中的离心鼓风机技术

在稀土矿物冶炼与提纯工业中，离心鼓风机作为关键气体输送与增压设备，扮演着至关重要的角色。特别是对于重稀土（钇组稀土）中的镝（Dy）等元素的分离与提纯，工艺过程往往涉及复杂的化学反应环境、严格的气体控制要求以及高压、高流量的气体输送需求。针对这些特殊工况，专用的离心鼓风机系列应运而生，其中“D(Dy)型系列高速高压多级离心鼓风机”以其高效、稳定、耐用的特性，成为重稀土镝提纯生产线上的核心动力设备之一。本文将围绕型号为D(Dy)1669-2.68的风机，系统阐述其基础知识、结构特点、配件构成以及维护修理要点，并对稀土工业中其他相关风机系列及气体输送应用进行介绍。

二、风机型号解析：D(Dy)1669-2.68的含义

风机型号是理解其性能参数与应用场景的首要钥匙。参照贵单位提供的命名规则，对 “D(Dy)1669-2.68”这一完整型号进行拆解分析：

“D”：代表风机所属的系列，即“D型系列高速高压多级离心鼓风机”。该系列专为需要较高出口压力（通常超过1.5个大气压）和较大流量的工艺流程设计，采用多级叶轮串联的结构形式，通过逐级增压来达到最终压力要求，效率高，压比范围广。 “(Dy)”：此为特殊标识，明确指明该风机是专为重稀土元素镝（Dysprosium）的提纯工艺而设计或适配的。这意味着在风机的材质选择、密封形式、防腐处理以及工况点设定上，都充分考虑了镝提纯过程中可能接触的介质（如特定酸雾、氟化物气体或混合工业气体）和工艺条件（如温度、压力波动）。 “1669”：表示风机在标准进气状态下的额定流量，单位为立方米每分钟（m³/min）。即，该风机设计流量为每分钟1669立方米。这是一个非常重要的选型参数，直接关系到能否满足生产工艺的气体需求量。 “-2.68”：表示风机在额定流量下运行时，其出口法兰处的气体压力（表压）为2.68个大气压（或约0.268 MPa）。此压力值为风机提供的净增压值。根据说明，型号中未出现“/”符号，因此默认进口压力为1个标准大气压（绝压）。故风机总压比为出口绝对压力与进口绝对压力之比，计算为 (2.68 + 1) / 1 = 3.68。

举例对比：如参考型号“D(Dy)300-1.8”，则表示同系列用于镝提纯的、流量为300 m³/min、出口压力为1.8个大气压的风机。D(Dy)1669-2.68显然是一款大流量、较高压力的机型，适用于规模更大或气体需求更旺盛的镝提纯环节。

三、D(Dy)型系列高速高压多级离心鼓风机基础知识

1. 工作原理与结构概述

D(Dy)型风机属于多级离心式鼓风机。其核心原理是：驱动电机通过联轴器带动风机主轴高速旋转，固定在主轴上的多个叶轮随之转动。气体从进气室轴向进入第一级叶轮，在高速旋转的叶轮叶片作用下获得动能和压力能；流出叶轮后，进入扩压器将部分动能转化为压力能；随后气体经回流器导流，改变方向后进入下一级叶轮，再次被加压。如此逐级重复，经过所有叶轮（级）的连续增压后，最终达到设计压力，从蜗壳出口排出。

主要结构组件包括：

转子总成：由主轴、各级叶轮、平衡盘（鼓）、轴套等组件过盈配合或键连接而成，是旋转做功的核心部件。动平衡精度要求极高。 机壳（缸体）：通常为水平剖分式，便于安装检修。内部固定有各级扩压器、回流器及隔板，形成气体流道。 轴承系统：采用滑动轴承（轴瓦）支撑转子。高速高压风机常采用可倾瓦轴承或椭圆瓦轴承，以提供良好的稳定性和油膜阻尼。 密封系统：包括气封（级间密封和轴端密封，防止级间窜气和气体外泄）、油封（防止轴承箱润滑油外泄）以及关键的碳环密封（用于密封工艺气体，尤其适用于不允许润滑油污染或某些特殊气体工况）。 轴承箱：容纳轴承、油封，并提供润滑油循环空间。进气室、排气蜗壳、底座、润滑系统、冷却系统、监测仪表等。

2. 应用于重稀土镝提纯的特殊考量

镝的提纯通常涉及溶剂萃取、离子交换、真空蒸馏或熔盐电解等工序，可能使用或产生含有腐蚀性成分的混合工业气体。因此，D(Dy)1669-2.68在设计和选材上需注意：

材料兼容性：与工艺气体接触的过流部件（如叶轮、机壳内表面、密封）需根据具体气体成分（如是否含卤素、酸性气体）选用不锈钢（如304、316L）、双相钢、镍基合金或进行特殊涂层处理。 密封可靠性：为防止贵重或有毒气体泄漏，以及空气渗入影响工艺，轴端密封尤为重要。碳环密封因其自润滑、耐高温、适用于多种介质且无污染的特性，在此类应用中备受青睐。它由一组精密的碳环组成，在弹簧力作用下紧贴轴套或密封座，实现动态密封。 清洁度要求：防止润滑油系统与工艺气体系统交叉污染。采用轴承箱与机壳完全隔离的设计，并确保油封（通常为迷宫式或唇形密封）的有效性。 性能稳定性：提纯工艺对气体流量和压力的稳定性要求高，要求风机在较宽的工况范围内能平稳运行，抗喘振能力强。

四、核心配件详解

风机主轴：作为转子的骨架，传递全部扭矩并承受巨大的交变应力。通常由高强度合金钢（如42CrMo）锻制，经调质处理，具有高韧性、高疲劳强度。轴颈部位经高频淬火或渗氮处理，提高表面硬度以匹配轴瓦，并满足与碳环密封接触面的耐磨要求。其直线度、同心度及关键部位的尺寸精度、表面粗糙度要求极为苛刻。 风机轴承与轴瓦：D(Dy)系列高速风机普遍采用液体动压滑动轴承。轴瓦是核心摩擦副零件，内衬巴氏合金（白合金）。巴氏合金层具有良好的嵌入性、顺应性和抗咬合性，能保护轴颈。轴瓦的间隙、油楔形状、预负荷等参数经过精心设计，以确保在高速下形成稳定的润滑油膜，控制振动。运行中需持续监控轴承温度和油膜压力。 风机转子总成：这是一个高度集成的动态平衡组件。包括主轴、多级叶轮（通常为后弯式或翼型设计，材料可能为铝合金、不锈钢或钛合金）、平衡盘（用于抵消部分轴向推力）、轴套（保护主轴，作为密封摩擦副）以及锁紧螺母等。组装后必须进行高速动平衡校验，将不平衡量控制在极低范围内（如G2.5级或更高），这是保证风机平稳运行、降低振动和噪音的关键。 气封与油封：气封：主要指安装在隔板与轴之间、用于减少级间气体泄漏的迷宫密封。其齿形与间隙直接影响风机内效率。在输送危险或贵重气体时，轴端气封尤为关键，常与碳环密封组合使用，形成多道屏障。油封：位于轴承箱两端，防止润滑油沿轴向外泄。常见形式有迷宫油封、甩油环+迷宫组合、或接触式唇形密封（如氟橡胶材质）。要求密封可靠且摩擦功耗小。 轴承箱：承载轴承并储存润滑油的壳体。设计上需保证足够的刚性，防止变形影响轴承对中；内部油路设计合理，确保润滑油能充分循环带走热量并形成油膜；设有观察窗、温度计接口、油位计等。 碳环密封：在D(Dy)1669-2.68这类要求严格密封的工艺风机中，碳环密封往往是标准或可选配置。它由多个分割的碳环、弹簧、密封座（或称密封腔体）组成。碳环在弹簧力作用下径向抱紧轴套，形成多道密封点。其优点包括：适应高速、干运转或少量缓冲气、介质兼容性广、磨损后有一定自补偿能力。维护时需要关注碳环的磨损量和弹簧的弹性。

五、风机修理与维护要点

D(Dy)系列高压风机的修理是一项专业性极强的工作，必须由具备资质的专业人员执行。

定期维护与状态监测： 日常巡检：检查油位、油温、油压；监听运行声音；监测轴承振动和温度；检查密封有无泄漏。 定期分析：定期对润滑油进行化验分析，检测水分、杂质和金属磨损颗粒。 在线监测：建议安装在线振动监测系统，实时跟踪转子动态，预警不平衡、不对中、松动或摩擦故障。 常见故障与修理： 振动超标：最常见原因包括转子不平衡（需现场动平衡或返厂平衡）、对中不良（重新对中）、轴承磨损（更换轴瓦，刮研至要求间隙）、基础松动或管道应力。修理需逐步排查。 轴承温度高：可能由于润滑油问题（油质、油量、油路堵塞）、轴承间隙不当、轴瓦巴氏合金损伤或冷却不佳。需检查润滑油系统，必要时拆检轴承，修复或更换轴瓦。 气体泄漏：轴端泄漏多与碳环密封或迷宫密封磨损有关。需停机更换磨损的碳环，检查弹簧弹力，测量并调整密封间隙。检查O型圈等静密封件。 性能下降（流量/压力不足）：可能原因有内部流道积垢（需化学或机械清洗）、密封间隙磨损过大导致内泄漏增加（需调整或更换密封）、叶轮腐蚀或磨损（严重时需更换叶轮或整个转子总成）。异响：可能预示喘振（需检查工况和防喘振系统）、旋转件与静止件摩擦（如气封摩擦，需检查间隙）、或轴承损坏。 大修流程：通常包括拆卸、清洗、全面检查、修复或更换损坏件、重新组装、对中、单机试车等步骤。重点检查：主轴的直线度、表面损伤；叶轮的磨损、腐蚀、裂纹（需做无损探伤）；轴瓦的巴氏合金结合情况、磨损、划痕；所有密封件的磨损量；碳环密封组件的完整性。大修后必须重新进行动平衡校验和机械运转试验。

六、稀土提纯工艺中其他相关风机系列及工业气体输送

除了D系列，贵单位提到的其他系列风机在稀土矿采选冶各个环节也各有应用：

“C(Dy)”型系列多级离心鼓风机：通常为一般流量压力范围的多级风机，可能用于萃取槽鼓风氧化、料液搅拌供气或环境通风。 “CF(Dy)”与“CJ(Dy)”型系列专用浮选离心鼓风机：专门为稀土矿浮选工序设计。浮选需要稳定、持续的气源产生气泡，对风机的压力-流量特性有特定要求，通常压力中等，流量范围广，且需适应可能潮湿的进气环境。 “AI(Dy)”型系列单级悬臂加压风机/ “S(Dy)”型系列单级高速双支撑加压风机/ “AII(Dy)”型系列单级双支撑加压风机：这些单级风机结构相对简单，维护方便。适用于压力要求不高（通常低于1.5个大气压）但需要洁净气源的场合，如向反应釜提供保护气（N₂）、氧化气（O₂）或参与某些气体循环。S型高速设计可能用于需要较高单级压升的特定环节。AI为悬臂式，结构紧凑；AII和S为双支撑，转子稳定性更好。

关于输送工业气体：
D(Dy)1669-2.68及其同系列风机，以及上述其他系列，其设计和材料选择使其能够安全输送多种工业气体，包括但不限于：

空气：最常用介质。 工业烟气：需防腐处理，并注意除尘和冷却。 二氧化碳(CO₂)、氮气(N₂)、氧气(O₂)：常见工艺气体。输送氧气时，需严格遵守禁油规定，所有接触氧气的部件需彻底脱脂，并采用特殊密封（如碳环密封非常适合）。 稀有气体：如氦气(He)、氖气(Ne)、氩气(Ar)。通常为惰性，材料兼容性好，但氦气分子小，易泄漏，对密封要求极高。 氢气(H₂)：密度小，易泄漏，渗透性强，对密封（尤其是碳环密封或干气密封）和防爆要求严格。 混合无毒工业气体：需明确具体成分，以确定腐蚀性、密度、湿度等对风机设计和材料的影响。

选型确定：如示例中“与跳汰机配套选型确定”，意味着风机的流量和压力参数必须与后端工艺设备（如跳汰机、浮选柱、反应器）的气体需求曲线相匹配，同时考虑管网阻力，由专业计算确定，以确保风机在高效区内稳定运行，避免喘振。

七、结论

重稀土镝（Dy）提纯风机D(Dy)1669-2.68作为一款大流量、高压力的多级离心鼓风机，是现代重稀土冶炼工业中的关键动力设备。其型号编码精准反映了其系列归属、应用对象和核心性能参数。深入理解其基于多级离心原理的工作方式，掌握包括主轴、轴瓦、转子总成、碳环密封等在内的核心配件特性，并实施科学规范的维护与修理，是保障其长期稳定运行、确保镝提纯生产线连续高效作业的基础。同时，稀土工业中多样化的工艺环节催生了从C、CF、CJ到AI、S、AII等多种系列的专用风机，它们与D系列风机共同构成了覆盖不同气体介质（从空气到各种特殊工业气体）和工艺要求的完整风机解决方案体系。作为风机技术从业者，持续深化对设备原理、结构及应用场景的理解，是提供优质技术服务、支撑高端稀土材料国产化的重要一环。

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