轻稀土钕(Nd)提纯风机AII(Nd)1159-1.38技术详析及配套风机系统概述

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轻稀土钕(Nd)提纯风机AII(Nd)1159-1.38技术详析及配套风机系统概述

作者：王军（139-7298-9387）

关键词：稀土提纯、离心鼓风机、轻稀土钕(Nd)、AII(Nd)1159-1.38、风机配件、风机维修、工业气体输送、轴瓦、碳环密封、转子总成

引言

在稀土产业链中，轻稀土（铈组稀土）的分离与提纯是获取高纯单一稀土元素（如钕Nd）的关键环节。这一过程涉及焙烧、溶解、萃取、沉淀、煅烧等多道工序，其中，为各类反应釜、分离设备、干燥系统及气力输送提供稳定、可靠且特定工艺参数气源的离心鼓风机，扮演着“工业肺腑”的角色。风机的性能直接关系到生产连续性、产品质量、能耗与安全。本文将围绕轻稀土钕提纯工艺中应用广泛的AII(Nd)1159-1.38型单级双支撑加压风机展开深度技术说明，并系统阐述其关键配件、维修要点，同时梳理稀土行业相关的其它系列风机及其在输送各类工业气体中的应用。

第一章轻稀土钕提纯工艺对风机的核心要求

轻稀土提纯（以钕为例）属于精细化冶金化工过程，其风机选型与设计需满足以下特殊要求：

介质多样性：需处理空气、氮气（N₂，用于惰性保护）、氧气（O₂，用于焙烧）、工业烟气（含腐蚀性成分）、乃至氢气（H₂，在特定还原环节）等，要求风机材质与密封具备相应的耐腐蚀、防爆特性。 压力与流量稳定性：萃取搅拌、气力提升、流化床干燥等工序要求气源压力与流量高度稳定，波动将直接影响化学反应平衡与物理分离效率。 连续性要求：生产线常为连续作业，风机需具备高可靠性、长寿命，维护窗口期短。 节能高效：提纯是能耗密集型产业，风机效率直接影响生产成本。 可控性：需便于通过变频、导叶调节等方式实现风量风压的精确控制，以适应工艺变化。

第二章核心机型详解：AII(Nd)1159-1.38型单级双支撑加压风机

AII(Nd)1159-1.38，该型号是专为稀土提纯工艺设计的加压风机典型代表。

型号解析： “AII”：代表“AII型”系列，指单级、双轴支撑结构。这种结构转子两端由轴承支撑，稳定性好，适用于中等压力、较大流量的工况，比悬臂式（AI型）承载能力更强，临界转速更高。 “(Nd)”：标示此风机设计优化适用于钕（Nd）及其他轻稀土元素的提纯工艺流程环境，可能在材质选择（如过流部件采用不锈钢或特殊涂层）、间隙设定、密封形式上做了针对性考虑。 “1159”：通常表示风机在设计工况下的流量参数。参考同系列命名规则，此处1159很可能指进口容积流量约为1159立方米每分钟（m³/min）。这是选型的核心参数之一，需与工艺计算需求严格匹配。 “-1.38”：表示风机出口的绝对压力为1.38个大气压（ata），或表压约为0.38公斤力每平方厘米（kgf/cm² 或 bar.g）。此压力适用于需要克服管网阻力并进行一定程度气体加压的环节，如物料的气力输送或反应釜的鼓泡搅拌。 进风压力：根据规则，型号中未用“/”分隔进风压力，表示默认进风口压力为1个标准大气压。 技术特点与适用工序：结构：单级叶轮实现所需压升，结构相对简单；双支撑轴承箱确保转子运行平稳。性能：提供中等压力、大风量，特别适用于稀土提纯中的通风换气、流化床干燥供风、粉末物料的气力输送等需要较大气量但压力要求不极高的环节。 驱动与调节：常采用电机通过联轴器直驱或带增速箱驱动，可通过进口导叶或变频调速实现流量调节。材质：根据输送气体性质（如是否含酸性烟气），机壳、叶轮可能采用304、316L不锈钢或更高等级耐蚀材料。

第三章 AII(Nd)型及配套风机关键配件深度解析

风机的可靠运行依赖于高质量的核心配件。以AII(Nd)型为例，其主要配件包括：

风机主轴：作为转子的核心承载件，要求极高的强度、刚度和动平衡精度。通常采用高强度合金钢（如42CrMo）锻制，经调质处理，轴颈表面高频淬火以增强耐磨性。其尺寸精度和形位公差直接关系到整个转子组件的同轴度。 风机转子总成：这是风机的心脏，包括主轴、叶轮、平衡盘（如有）、联轴器部件等。叶轮是关键气动部件，多为闭式后向或径向叶片设计，采用精密铸造或数控加工而成，并经过严格的超速试验和动平衡校正，平衡精度等级需达到G2.5或更高，以最小化振动。 轴承与轴瓦：对于AII这类中等速度风机，滑动轴承（轴瓦）应用广泛。轴瓦通常为剖分式，瓦衬采用巴氏合金（锡基或铅基），具有良好的嵌入性和顺应对中能力。其润滑依靠压力油系统形成油膜，将旋转的轴颈“托起”，避免金属直接接触。油膜的稳定性是避免油膜振荡、保证平稳运行的关键。 密封系统：这是防止介质泄漏、保证工艺纯净和运行安全的重中之重。 气封（迷宫密封）：安装在机壳与转子之间，通过一系列节流齿隙来减小级间和轴端的气体泄漏。非接触式，可靠性高。 碳环密封：在输送易燃易爆（如H₂）、贵重或有害气体时常用。由多段碳环组成，在弹簧力作用下紧贴轴套，实现接触式密封。具有自润滑、耐高温、适应少量轴窜动的优点。需定期检查磨损情况。油封：主要用于轴承箱两端，防止润滑油外泄和外部杂质侵入。常见的有骨架油封或迷宫式油封。 轴承箱：容纳轴承（轴瓦）、提供稳定润滑空间的壳体。其设计需保证足够的刚性，内部油路设计合理，确保润滑油能均匀覆盖轴颈，并有效带走摩擦热。

第四章风机常见故障与维修要点（以AII(Nd)系列为例）

科学的维修是保障风机长周期运行的关键。

振动超标： 可能原因：转子动平衡破坏（结垢、叶片磨损不均）；对中不良；轴承（轴瓦）磨损或油膜失稳；基础松动；喘振。 维修要点：停车检查，首先复核联轴器对中。拆卸后检查叶轮结垢或磨损情况，严重时需进行现场或离线动平衡校正。检查轴瓦间隙，巴氏合金层有无剥落、磨损，必要时刮研或更换。检查地脚螺栓紧固情况。 轴承温度高： 可能原因：润滑油油质劣化、油量不足或油路堵塞；轴瓦间隙过小或接触不良；冷却系统故障。 维修要点：检查油压、油温、油滤网。取样化验润滑油，按规定周期换油。测量轴瓦顶隙和侧隙，接触斑点应均匀分布。检查冷却水系统。 风量或压力不足： 可能原因：进口过滤器堵塞；密封间隙（特别是迷宫密封）因磨损过大导致内泄漏严重；叶轮腐蚀磨损严重；转速未达额定值。 维修要点：清洁或更换滤芯。测量并调整迷宫密封间隙至设计值。评估叶轮状态，修复或更换。检查驱动系统（电机、变频器）。 气体泄漏： 可能原因：轴端密封（碳环密封或机械密封）失效；壳体或法兰连接处密封垫片损坏。 维修要点：对碳环密封，检查碳环磨损量、弹簧弹力，成组更换。更换失效的垫片，紧固螺栓。 定期维护建议：每日：巡检振动、温度、油位、异响。每月：检查润滑油状况，清理进口滤网。 年度大修：全面解体检查，清洁流道，测量所有配合间隙（轴承间隙、密封间隙、叶轮与机壳间隙），更换易损件，重新做动平衡和对中。

第五章稀土提纯全流程配套风机系列概览

除AII型外，稀土提纯涉及多种工况，对应不同的风机系列：

“C(Nd)”型系列多级离心鼓风机：采用多级叶轮串联，每级增压较低，总压比高，运行平稳。适用于需要中等流量、较高压力的场合，如浸出槽的深度曝气、长距离气力输送。效率高，调节范围相对较宽。 “CF(Nd)”与“CJ(Nd)”型系列专用浮选离心鼓风机：专为稀土原矿浮选工艺设计。浮选需要大量、稳定、低压的空气产生气泡。这两种机型通常为低速、多级、大风量设计，强调气量的稳定性和运行的可靠性，以保障浮选指标。“CF”与“CJ”可能在具体结构（如进气方式、冷却形式）上有差异，以适应不同规模的浮选车间。 “D(Nd)”型系列高速高压多级离心鼓风机：采用齿轮箱增速，使叶轮工作在很高转速，单级压比高，整机结构紧凑。以D(Nd)300-1.8为例，它表示：D系列，流量300 m³/min，出口压力1.8 ata。适用于需要小流量、高压力的工艺点，例如某些高压反应釜的搅拌、精密物料的加压输送，或与跳汰机等精选设备配套。 “AI(Nd)”型系列单级悬臂加压风机：叶轮悬臂安装，结构最简单、紧凑。适用于流量和压力均相对较低、对安装空间有要求的场合。维护方便，但转子刚性相对双支撑较弱。 “S(Nd)”型系列单级高速双支撑加压风机：同样是双支撑，但通常与增速齿轮箱集成，追求高转速以获得较高的单级压升。性能介于AII型和D型之间，适用于需要较高压力但流量中等的工况，是流化床焙烧炉、喷雾干燥塔等设备的理想气源之一。

第六章输送各类工业气体的特殊考量

稀土提纯中输送不同气体，风机需特殊设计和选材：

空气：最普遍，注意过滤粉尘，防止叶轮磨损和结垢。 氮气(N₂)、氩气(Ar)等惰性气体：常用于保护性气氛。重点在于密封的绝对可靠性，防止空气渗入破坏惰性环境，多采用干气密封或高品质碳环密封。由于气体分子量与空气不同，风机性能曲线需重新核算。 氧气(O₂)：强氧化性，禁油是关键。所有接触氧气的部件需彻底脱脂清洗，轴承采用特殊润滑脂或设计为无油润滑结构（如磁悬浮轴承），密封也需采用无油形式。材料需考虑在纯氧环境下的易燃性。 氢气(H₂)：密度极小，分子易于泄漏，且易燃易爆。风机设计需极高防泄漏等级，采用双端面干气密封等特殊密封。由于氢气密度低，压缩机所需功率相对较小，但叶轮型线需特殊设计以适应气体特性。电气部分需满足防爆要求。 二氧化碳(CO₂)、工业烟气：可能含有水分和酸性成分（如SO₂, HCl），产生腐蚀。材料需选用耐酸不锈钢（如316L）或更高等级合金，甚至内衬防腐涂层。需注意烟气中可能存在的颗粒物导致的磨损问题。 氦气(He)、氖气(Ne)：稀有气体，贵重。对密封泄漏率要求极严，以降低气体损耗。同样需根据其物性参数重新计算风机性能。

结论

在轻稀土钕的提纯这一高技术、精要求的产业中，离心鼓风机绝非通用设备，而是深度定制化的工艺装备。AII(Nd)1159-1.38作为其中适用于大风量、中低压工况的典范，其稳定运行依赖于对转子、轴承、密封等核心配件的深刻理解与精心维护。同时，从C系列的多级平稳，到D系列的高速高压，再到针对浮选的CF/CJ系列，以及应对不同气体介质的特种设计，构成了一个完整服务于稀土冶炼提纯的“风机生态系统”。

作为风机技术人员，不仅需掌握风机本身的机械知识与维修技能，更要深入了解稀土提纯的工艺原理，明晰各工序对气源参数（流量、压力、纯度、稳定性）的确切需求，并与工艺工程师密切配合，才能实现风机的精准选型、优化运行和预知性维护，最终为保障稀土生产的“稳、优、低、安”:即运行稳定、产品优质、能耗降低、生产安全:提供坚实支撑。未来，随着稀土材料需求增长和工艺升级，对风机的智能化控制、能效提升和适应更苛刻介质的能力，将提出更高要求。

风机选型参考:AI600-1.2282/1.0282离心鼓风机技术说明

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