轻稀土钕(Nd)提纯风机:AII(Nd)1940-1.59型离心鼓风机技术解析与应用维护

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轻稀土钕(Nd)提纯风机:AII(Nd)1940-1.59型离心鼓风机技术解析与应用维护

作者：王军（139-7298-9387）

关键词：轻稀土提纯钕(Nd) 离心鼓风机 AII(Nd)1940-1.59 风机配件风机修理工业气体输送轴瓦碳环密封

引言：稀土提纯工艺与风机关键作用

在稀土湿法冶金与分离提纯领域，尤其是轻稀土（铈组稀土）中钕（Nd）元素的提取与纯化，离心鼓风机是不可或缺的关键动力设备。该工艺涉及焙烧、酸溶、萃取、结晶等多个单元操作，需要鼓风机为氧化、搅拌、气浮、物料输送及环境控制等环节提供稳定、可控的气体介质。输送的气体可能包括空气、氮气、氧气等，以满足不同化学反应条件或保护性气氛的要求。因此，风机的性能、可靠性及对特定工艺气体的适应性直接关系到产品质量、回收率与生产成本。本文将围绕轻稀土钕提纯专用风机，特别是AII(Nd)1940-1.59型单级双支撑加压风机，深入阐述其技术基础、型号释义、核心配件及维护修理要点，并对相关工业气体输送风机系列进行系统性说明。

第一章：轻稀土提纯用离心鼓风机系列概览

针对稀土提纯工艺的多样性和复杂性，风机技术发展出了多个专用系列，以满足不同压力、流量及介质要求。

“C(Nd)”型系列多级离心鼓风机：采用多级叶轮串联结构，每级叶轮对气体做功增压，最终获得较高的出口压力。该系列风机效率高，性能曲线平坦，适用于需要中等至高压力、大流量且工况稳定的钕提纯环节，如大型萃取槽的鼓风氧化或料液的气动输送。 “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优化设计。浮选过程需要大量、稳定、压力特定的空气产生微小气泡。这两种型号在气动设计、调节特性方面针对气泡生成与矿化需求进行了特殊匹配，确保浮选效率与精矿品位。 “D(Nd)”型系列高速高压多级离心鼓风机：采用齿轮箱增速，使叶轮在极高转速下运行，从而在单台风机上实现更高的压比。结构紧凑，适用于对出口压力要求非常高的工艺段。型号示例如D(Nd)300-1.8，其中“D”代表系列；“300”指额定流量为每分钟300立方米；“-1.8”表示出口绝对压力为1.8个标准大气压（通常默认进口压力为1个标准大气压）。该型风机常与跳汰机等重选设备配套。 “AI(Nd)”型系列单级悬臂加压风机：叶轮悬臂安装于主轴一端，结构简单，维护方便。适用于中低压、中小流量的气体输送场景，如小型反应釜的充气或局部气氛置换。 “S(Nd)”型系列单级高速双支撑加压风机：同样追求高转速、高压比，但叶轮采用双支撑结构（轴承位于叶轮两侧），转子动力学稳定性优于悬臂式，适用于更高功率或更严苛的工况。 “AII(Nd)”型系列单级双支撑加压风机：本文核心机型所属系列。它平衡了结构强度、运行稳定性和维护便捷性。叶轮置于两个支撑轴承之间，受力合理，轴承受力小，能承受一定的轴向推力变化，振动值低，适合长时间连续运行，是钕提纯生产线中主流程加压供气的优选机型。

第二章：核心机型深度解析:AII(Nd)1940-1.59型风机

AII(Nd)1940-1.59是该系列中一个典型规格，其型号解读与性能特点如下：

型号释义： AII：代表单级、双支撑、加压式离心鼓风机的基本结构形式。 (Nd)：明确该风机设计及材料选用针对钕（Nd）提纯工艺环境，可能接触相关工艺气体或气氛，在防腐、密封等方面有特殊考量。 1940：表示风机在设计工况下的进口体积流量，单位为立方米每分钟（m³/min）。即该风机每分钟可输送1940立方米的进气状态气体。 -1.59：表示风机出口的绝对压力值为1.59个标准大气压（ata）。这意味着风机对气体的加压能力，使其出口压力比进口（通常默认为1个标准大气压）提高了约0.59个大气压（表压约为0.059MPa或59kPa）。这个压力范围非常适合用于向浸出槽、沉淀槽等提供鼓风氧化动力，或用于气体输送管网。 结构特点与应用：
AII(Nd)1940-1.59风机主要由机壳、转子总成、轴承箱、密封系统、进排气口及润滑系统等组成。其双支撑结构确保了在输送较大流量气体时，转子具有优异的刚性，抵抗由于气体流场不均匀或工艺波动引起的扰动。在钕提纯中，它常作为主线供气风机，为多个工序点提供稳定气源。当输送介质为空气时，用于氧化调价；若需惰性保护，可切换为氮气（N₂）源。其设计确保了在不同密度气体（如从空气换为氮气）时，风机仍能安全稳定运行，但需注意电机功率的适应性。

第三章：风机核心配件详解

风机的长期稳定运行依赖于关键配件的可靠性与性能。

风机主轴：作为转子的核心承载件，传递扭矩并支撑所有旋转部件。需采用高强度合金钢锻造，并经过精密加工和热处理，具有极高的尺寸精度、表面光洁度和抗疲劳强度。其临界转速必须远高于工作转速，避免发生共振。 风机转子总成：包含主轴、叶轮、平衡盘（如有）、联轴器等部件的组合体。叶轮是核心气动元件，其叶片型线、出口角度、宽度等决定了风机的压力-流量特性。转子在装配后必须进行严格的动平衡校正，将不平衡量控制在极低范围内（单位通常为克·毫米），这是保证低振动的根本。 风机轴承与轴瓦：在AII(Nd)这类大型风机中，滑动轴承（轴瓦）应用普遍。轴瓦通常由巴氏合金衬层与钢背结合而成，具有良好的嵌入性、顺应性和抗疲劳性。润滑油在轴与轴瓦间形成动压油膜，实现纯液体摩擦。轴瓦的间隙（常通过压铅法测量）、接触角、油槽设计至关重要。 密封系统： 气封与油封：气封（通常为迷宫密封）位于叶轮轮盖与机壳之间，通过一系列节流齿隙减少高压气体向低压区的泄漏。油封位于轴承箱两端，防止润滑油外泄并阻止外部杂质进入。 碳环密封：在输送特殊气体（如氢气H₂、氧气O₂）或要求零泄漏的场合，会采用碳环密封。它由多个碳环组成，在弹簧力作用下紧贴轴套，实现接触式密封，泄漏量远小于迷宫密封。但其对轴套硬度、表面光洁度及冷却要求更高。 轴承箱：容纳轴承（轴瓦）、提供润滑油路和冷却空间的部件。要求刚性好，确保轴承座孔同心度，并有效隔绝外部热源和污染。

第四章：风机常见故障与修理要点

针对钕提纯风机在严苛工况下的运行，维护修理需专业规范。

振动超标：原因：转子动平衡破坏（叶轮磨损、结垢、附着异物）；对中不良；轴承（轴瓦）磨损、间隙增大；基础松动；喘振或旋转失速。修理：停机检查，重新进行现场动平衡。校正联轴器对中。检查轴瓦，若巴氏合金层磨损、脱落或出现裂纹、烧灼，需重新刮研或更换。紧固地脚螺栓。 轴承温度高：原因：润滑油油质劣化、油量不足；冷却系统故障；轴瓦间隙过小或过大；负载过大或进入喘振区。修理：化验并更换合格润滑油。清洗油冷器，保证冷却水畅通。重新调整轴瓦间隙至设计值。检查工艺系统，调整风机运行点，避开喘振区。 风量或压力不足：原因：进口过滤器堵塞；密封间隙（尤其是叶轮口环密封）磨损过大，内泄漏严重；转速未达额定值；工艺管网阻力变化。修理：清洗或更换过滤器。测量并调整或更换密封件，恢复设计间隙。检查电机及传动系统。复核管网设计。 特殊气体输送的修理注意事项： 氧气风机：修理前必须进行彻底的脱脂清洗，所有工具、配件不得沾有油污，防止燃爆。密封需选用防静电材料。 氢气风机：重点检查碳环密封的磨损情况，确保极低的泄漏率。修理区域需通风良好，严禁明火。 腐蚀性气体风机：检查机壳、叶轮材料的腐蚀状况，必要时采用更高等级耐蚀材料或涂层修复。

第五章：工业气体输送风机的选型与适配

稀土提纯中，输送不同工业气体对风机有特定要求：

气体性质的影响：密度：风机产生的压头与气体密度密切相关。公式表述为：风机压头等于出口压力与进口压力之差除以气体密度与重力加速度的乘积。密度变化会直接改变风机所需的轴功率（功率与密度成正比）。例如，从输送空气（密度约1.2kg/m³）切换为氮气（N₂，密度约1.16kg/m³）时，在相同流量和压比下，功率略有下降；而切换为氢气（H₂，密度极低）时，功率需求大幅下降，但需严防泄漏。 腐蚀性：如工业烟气可能含硫化物、氟化物，需选择不锈钢、特种合金或带防腐涂层的部件。 危险性：氧气（O₂）助燃，氢气（H₂）易爆，要求防爆电机、特殊密封和静电消除措施。纯度：输送高纯气体（如氦He、氖Ne、氩Ar）时，需确保风机内腔极其清洁，密封绝对可靠，防止污染。 选型匹配原则： 确定工艺参数：明确所需气体的种类、流量（折算到进口状态）、进口压力、出口压力、温度。 选择风机系列：根据压力-流量需求，参考前述系列特点选择。高压选用D型或S型，大流量中压选用C型或AII型，专用浮选选CF/CJ型。 材料与密封适配：根据气体腐蚀性选定过流部件材质；根据泄漏要求与气体危险性选定密封形式（迷宫密封、碳环密封、干气密封等）。 驱动与调节：确定电机功率（考虑气体密度），并选择调节方式（进口导叶、变频调速等）以适应工艺波动。 安全与附属：配置必要的安全阀、喘振保护系统、气体泄漏检测仪、氮气吹扫接口等。

结论

离心鼓风机是轻稀土钕提纯工业的“肺部”，其高效稳定运行是保障生产连续性与经济性的基石。AII(Nd)1940-1.59型作为单级双支撑加压风机的代表，以其结构稳健、适应性强等特点，在主流提纯流程中发挥着关键作用。深入理解其型号含义、核心配件构造与功能，掌握基于状态监测的预防性维修和针对性修理技术，并能根据输送工业气体的特殊性质进行科学选型与适配，是每一位风机技术人员的核心职责。随着稀土材料需求增长与工艺进步，对风机的高效、智能、可靠及特种气体适应能力提出了更高要求，这将持续推动风机技术在材料、设计、制造与运维方面的创新与发展。

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