轻稀土钕(Nd)提纯专用离心鼓风机技术详解

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轻稀土钕(Nd)提纯专用离心鼓风机技术详解

:以AII(Nd)1300-2.79型风机为核心

作者：王军（139-7298-9387）

关键词：轻稀土提纯钕分离工艺离心鼓风机 AII(Nd)1300-2.79 风机维修工业气体输送稀土冶炼装备

一、稀土矿提纯工艺中鼓风机的核心作用

在轻稀土（铈组稀土）提纯领域，钕（Nd）作为重要的稀土元素，其分离纯化过程需要精密的气体输送与压力控制设备。离心鼓风机在此过程中承担着关键角色，主要用于提供氧化焙烧、气流输送、气体保护及浮选分离等环节所需的气体动力。根据稀土冶炼工艺的特殊要求，风机需具备耐腐蚀、压力稳定、流量可调及长期连续运行等特性。

目前稀土行业专用的风机系列包括：

C(Nd)型系列多级离心鼓风机：适用于中等压力、大流量工况 CF(Nd)/CJ(Nd)型系列专用浮选离心鼓风机：针对浮选工艺特殊设计 D(Nd)型系列高速高压多级离心鼓风机：满足高压气体需求 AI(Nd)型系列单级悬臂加压风机：结构紧凑的加压设备 S(Nd)型系列单级高速双支撑加压风机：高转速精密风机 AII(Nd)型系列单级双支撑加压风机：平衡性优异的加压设备

这些风机可输送的气体涵盖空气、工业烟气、二氧化碳(CO₂)、氮气(N₂)、氧气(O₂)、氦气(He)、氖气(Ne)、氩气(Ar)、氢气(H₂)及混合无毒工业气体，适应稀土冶炼全流程的气体需求。

二、AII(Nd)1300-2.79型风机技术解析

2.1 型号命名规则与参数含义

以AII(Nd)1300-2.79为例进行解析：

“AII”：代表单级双支撑加压风机系列，双支撑结构确保转子运行稳定性 “(Nd)”：表示专为钕提纯工艺设计的特种型号，材料与密封针对稀土环境优化 “1300”：标识风机进口状态下的流量为1300立方米/分钟 “2.79”：表示出口绝对压力为2.79个大气压（即工作压差约为1.79kgf/cm²）

对照参考型号D(Nd)300-1.8：

“D”表示高速高压多级离心鼓风机 “300”表示流量300立方米/分钟 “-1.8”表示出口压力1.8个大气压无“/”符号表示进口压力为标准大气压

2.2 设计与性能特点

AII(Nd)1300-2.79采用单级双支撑结构，其核心优势在于：

转子动力学特性优异：双轴承支撑使临界转速远高于工作转速，避免共振 压力稳定性强：出口压力2.79atm可满足钕分离过程中多数加压工序需求 气体兼容性广：过流部件采用特种不锈钢，可输送含微量腐蚀性气体的介质 能效突出：根据风机相似定律，功率与流量、压力关系符合“功率正比于流量乘以压差”的物理规律

三、关键部件技术详解

3.1 风机主轴系统

主轴采用42CrMoA合金钢整体锻造，调质硬度HB280-320，轴颈区域表面淬火处理。主轴设计需满足以下条件：

第一临界转速高于工作转速25%以上轴端跳动量小于0.015mm 与叶轮采用过盈配合+液压装拆结构

3.2 轴承与轴瓦组件

AII(Nd)系列采用滑动轴承（轴瓦），其优势在于：

承载能力大：比压可达2.0-2.5MPa，适应重载工况 阻尼特性好：油膜具有振动衰减作用 寿命长：正常维护下可运行60,000小时以上

轴瓦材料为巴氏合金（ZChSnSb11-6），厚度3-5mm，油槽设计采用“双油楔”结构，确保形成稳定润滑油膜。供油压力需保持0.15-0.25MPa，油温控制在40-45℃区间。

3.3 转子总成

包含叶轮、主轴、平衡盘、联轴器等组件：

叶轮：采用后弯叶片设计，叶片数12-18片，材料为0Cr17Ni12Mo2（316不锈钢），动平衡等级达到G2.5 平衡盘：抵消轴向推力，减少止推轴承负荷 装配精度：叶轮与主轴配合过盈量0.08-0.12mm，热装温度控制在180-220℃

3.4 密封系统

气封：采用迷宫密封结构，密封间隙0.25-0.35mm，材料为铝青铜 碳环密封：用于轴承箱与大气隔离，碳环材料为浸渍呋喃树脂石墨油封：骨架油封（氟橡胶材质）与迷宫密封组合使用

3.5 轴承箱

为铸铁整体结构，内含：

润滑油路系统（进油、回油、溢流通道）测温测振探头安装孔水冷夹套（可选）

四、输送工业气体的特殊设计

4.1 不同气体的适应性改造

可燃气体（H₂）输送 采用双端面干气密封+氮气隔离系统静电导出装置（电阻值小于10⁶Ω）防爆电机（Ex d IIB T4等级） 腐蚀性气体（烟气、CO₂湿气） 过流部件涂覆聚四氟乙烯或喷涂硬质合金增加疏水阀和加热夹套防止结露 惰性气体（Ar、N₂、He） 重点优化密封系统，降低泄漏率（小于0.5%）轴承箱充微正压氮气防止外部湿气侵入

4.2 气体参数换算

当输送气体密度变化时，风机性能需按以下规律调整：

压力与气体密度成正比关系功率与气体密度成正比关系流量与转速成正比关系（在一定范围内）

例如输送氢气（密度为空气的1/14）时，相同转速下压力仅为空气工况的1/14，需重新选型或调速。

五、风机维护与故障处理

5.1 日常维护要点

振动监测：轴承座振动速度值应小于4.5mm/s（RMS） 温度控制：轴承温度不超过75℃，温升不超过40℃ 油液分析：每月取样检测水分、颗粒度、酸值 密封检查：碳环密封磨损量每季度测量，单边磨损大于3mm需更换

5.2 常见故障与处理

振动超标：可能原因包括转子积垢（需清洗）、对中不良（重新对中）、基础松动（紧固地脚） 压力波动：检查进气过滤器压差（应小于1.2kPa）、密封间隙（是否过大） 轴承温度高：排查润滑油量（油位应在视窗1/2-2/3）、冷却水系统（进出水温差应大于5℃）

5.3 大修技术要求

大修周期通常为24,000运行小时，内容包括：

转子组件 叶轮超声波探伤检查主轴直线度检测（全长小于0.03mm）动平衡校正（剩余不平衡量小于80g·mm） 轴承系统 轴瓦刮研（接触面积大于70%）间隙调整（顶隙为轴颈直径的0.12%-0.15%） 密封更换 迷宫密封径向间隙按设计值的±10%控制碳环密封压紧弹簧自由高度检测（变形量小于10%）

六、选型与应用指南

6.1 选型参数确定

流量确定：根据工艺气体需求量增加10-15%裕量 压力计算：系统阻力加上工艺要求压力，再考虑10%余量 气体性质：明确密度、湿度、腐蚀性成分含量 安装环境：海拔高度影响电机功率，每升高1000米功率下降约10%

6.2 在钕提纯流程中的配置建议

氧化焙烧段：选用D(Nd)系列高压风机提供富氧空气 浮选分离段：CF(Nd)/CJ(Nd)系列专用浮选风机 气体保护段：AII(Nd)系列输送氮气/氩气 尾气处理段：C(Nd)系列大流量引风

6.3 节能运行措施

变频控制：根据工艺需求调节转速，节电率可达20-35% 热回收：对压缩热进行回收，用于工艺加热 系统优化：减少管路弯头、定期清洗过滤器降低系统阻力

七、技术发展趋势

智能化监测
安装在线监测系统，实时采集振动、温度、压力、流量参数，通过大数据分析预测故障。 新材料应用 叶轮采用钛合金或镍基合金提升耐腐蚀性轴承涂层技术（如DLC类金刚石涂层）降低摩擦系数 高效化设计 三元流叶轮设计提升效率3-5% 磁悬浮轴承技术实现无油运行 标准化与模块化
建立稀土行业风机标准系列，缩短交货周期，降低备件库存。

结语

AII(Nd)1300-2.79型离心鼓风机作为轻稀土钕提纯工艺中的关键设备，其双支撑结构、特种材料选择和针对性密封设计，确保了在复杂工业气体环境下的可靠运行。正确的选型、规范的维护和及时的修理，是保障风机长期稳定运行、提升稀土生产效率的重要环节。随着稀土产业向精细化、绿色化方向发展，离心鼓风机技术也将持续升级，为稀土资源的高效利用提供更加完善的装备支撑。

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