轻稀土钕(Nd)提纯风机AII(Nd)679-2.28技术详解及风机配件与修理实践

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轻稀土钕(Nd)提纯风机AII(Nd)679-2.28技术详解及风机配件与修理实践

作者：王军（139-7298-9387）

关键词：稀土提纯、离心鼓风机、钕(Nd)提纯、风机配件、风机维修、工业气体输送、AII(Nd)679-2.28、轴瓦、碳环密封

第一章轻稀土提纯工艺与离心鼓风机概述

1.1 轻稀土(铈组稀土)提纯工艺特点

轻稀土元素，特别是钕(Nd)的提纯是稀土产业链中的关键技术环节。钕作为制造永磁材料的重要原料，其纯度直接影响到最终产品的磁性能。在稀土矿的冶炼分离过程中，通常采用溶剂萃取、离子交换、浮选等多种工艺相结合的方法。这些工艺对气体输送设备提出了特殊要求：需要提供稳定、连续且可控的气体流量和压力，以保障化学反应条件、物料悬浮、氧化还原反应等过程的顺利进行。

1.2 离心鼓风机在稀土提纯中的作用

离心鼓风机在钕提纯过程中扮演着“气体动力心脏”的角色。其主要功能包括：

提供氧化/还原气氛：在焙烧、还原工序中，通过输送特定气体（如空气、氮气、氢气等）创造必要的化学反应环境。 物料流态化与输送：在流化床反应器或气力输送系统中，为固体物料提供悬浮和移动的动力。 工艺气体循环：实现工艺气体的密闭循环，提高气体利用率，减少排放。 尾气处理与环保：输送废气至处理系统，满足环保要求。

针对这些复杂需求，开发了专门针对稀土提纯的系列离心鼓风机，如文中提到的C(Nd)、CF(Nd)、CJ(Nd)、D(Nd)、AI(Nd)、S(Nd)、AII(Nd)等系列。每个系列根据其结构、性能和应用场景进行区分，共同构成了服务于稀土提纯产业的专用风机体系。

第二章核心机型详解：AII(Nd)679-2.28单级双支撑加压风机

2.1 型号命名规则解析

以本文重点介绍的AII(Nd)679-2.28型号为例，解读其命名含义：

“AII”：表示该风机属于AII系列单级双支撑加压风机。A系列通常为单级结构，II代表双支撑结构，即叶轮两侧均有轴承支撑。这种结构刚性好，运行稳定，适用于中等流量和压力的场合。 “(Nd)”：特指该风机适用于钕(Nd)提纯工艺环境，在材料选择、密封设计和防腐处理上考虑了稀土冶炼中可能存在的腐蚀性介质（如酸性气体、氟化物等）。 “679”：代表风机在设计工况下的流量，为每分钟679立方米（m³/min）。这是风机选型的核心参数之一，需根据实际工艺用气量确定。 “-2.28”：表示风机出口气体压力为2.28个大气压（绝对压力）。这意味着风机将气体从进口压力（通常默认为1个大气压，除非特别标注如“/xx”形式）压缩至2.28倍。此压力值对保障气体穿透液层、维持流化床稳定或克服系统阻力至关重要。

2.2 结构特点与技术优势

AII(Nd)679-2.28作为单级双支撑加压风机的典型代表，其设计充分考虑了稀土提纯工况的稳定性与可靠性要求：

转子动力学性能优异：双支撑结构使得转子两端受力均衡，临界转速高，有效避免了高速下的振动问题，保证了在变工况下的平稳运行。 承压能力强：蜗壳和端盖经过加强设计，能够承受2.28atm及以上的出口压力，确保长期运行无泄漏。 材料针对性选择：与介质接触的部件（如叶轮、蜗壳内衬）可根据输送气体的具体成分（如是否含腐蚀性杂质）选用不锈钢、特种合金或进行表面涂层处理，以抵抗腐蚀。 维护便捷性：水平剖分或端盖式结构，使得对风机内部进行检修和维护时，无需拆卸进出口管道，大大降低了维护工作量和时间成本。

2.3 性能曲线与选型匹配

该风机的性能曲线（压力-流量曲线、效率-流量曲线、功率-流量曲线）是选型的基础。对于钕提纯的特定工艺点（流量679m³/min，压升1.28atm），AII(Nd)679-2.28应运行在其高效率区间内。选型时还需考虑：

气体介质：输送空气与输送氮气或氩气时，因气体密度和绝热指数不同，风机的实际性能会发生偏移，需进行换算。 进口条件：温度、压力和湿度会影响气体密度，从而影响风机的体积流量和质量流量。 系统阻力：精确计算工艺管路、阀门、反应器等的压力损失，确保风机提供的压力足够克服总阻力并留有适当余量。

第三章关键配件详解与维护要点

风机的长期可靠运行离不开高品质的配件和科学的维护。以下是AII(Nd)系列及类似风机核心配件的说明。

3.1 风机主轴

主轴是传递扭矩、支撑转子旋转的核心部件。要求具有极高的强度、刚性和疲劳寿命。通常采用高强度合金钢（如40CrNiMoA）经锻造、粗加工、调质热处理、精加工、动平衡等多道工序制成。表面需有足够的硬度以耐磨，内部需有良好的韧性以抗冲击。维护中需定期检查轴颈的圆度、圆柱度及表面粗糙度，防止因磨损或腐蚀导致的失衡或振动加剧。

3.2 风机轴承与轴瓦

对于AII(Nd)这类双支撑风机，常采用滑动轴承（轴瓦）。其优势在于承载能力大、运行平稳、耐冲击、阻尼性能好。

轴瓦材料：常用巴氏合金（白合金）衬层，其具有良好的嵌藏性、顺应性和抗胶合能力，能保护主轴。在特殊工况下，也采用铜基合金或铝基合金。 润滑与冷却：建立稳定的强制润滑油系统至关重要。油压、油温、油质需严格监控。润滑油不仅起到润滑作用，还带走轴承摩擦产生的热量。 间隙监测：轴承间隙是关键参数。间隙过小易导致发热抱轴，间隙过大会引起振动。需定期通过压铅法或千分表测量，确保其在设计范围内。

3.3 风机转子总成

转子总成是高速旋转部件，包括主轴、叶轮、平衡盘（如有）、联轴器部件等。其动平衡精度直接决定风机振动水平。

叶轮：多为后向或径向叶片，采用焊接或铆接工艺。需定期检查有无磨损、腐蚀、裂纹或积垢。对于稀土提纯环境，需特别注意介质对叶轮的侵蚀。 动平衡：大修或更换叶轮后，必须进行转子动平衡校正，通常要求达到G2.5或更高精度等级，以保证高速下的平稳。

3.4 密封系统

密封是防止气体泄漏和油污污染的关键，在输送贵重、有毒或易燃工业气体时尤为重要。

气封与油封：在轴承箱与机壳之间，设有气封（迷宫密封、碳环密封等）和油封（骨架油封、迷宫油封等）组合，分别防止气体外泄和润滑油进入机壳。 碳环密封：在AII(Nd)679-2.28这类加压风机中，碳环密封是常用的一种非接触式气封。由多个分裂的碳环组成，依靠弹簧力抱紧在轴套上。其密封效果好，耐磨，允许微量热膨胀。维护时应检查碳环的磨损量、弹簧弹力以及各环瓣活动的灵活性，确保密封面贴合良好。

3.5 轴承箱

轴承箱是容纳轴承、轴瓦并为其提供稳定支撑和润滑空间的部件。要求刚性足、散热好、密封可靠。需定期检查箱体有无裂纹、渗漏，清洁内部油路，确保冷却水通道（如有）畅通。

第四章风机常见故障诊断与修理实践

4.1 振动超标

原因：转子不平衡（叶轮积垢、磨损不均、部件松动）、对中不良、轴承磨损、基础松动、临界转速共振等。处理：首先检查地脚螺栓和联轴器对中。进行振动频谱分析，判断主要振源。若为不平衡，则进行现场动平衡或拆下转子做动平衡。检查并更换损坏的轴承或轴瓦。

4.2 轴承温度过高

原因：润滑油量不足或变质、油路堵塞、冷却不良、轴承间隙过小、负载过大、对中不良。处理：检查油位、油压、油质及冷却系统。清洗滤网和油路。检查并调整轴承间隙。复核工艺负载是否超过风机设计能力。

4.3 风量或压力不足

原因：进口滤网堵塞、密封间隙过大导致内泄漏严重、转速未达到额定值、叶轮磨损严重、系统阻力增大超出设计。处理：清洁过滤器。检查迷宫密封、碳环密封等的间隙，必要时更换。核对电机转速。检查叶轮状态，严重磨损需修复或更换。重新核算系统阻力。

4.4 异常噪音

原因：轴承损坏、转子与静止件摩擦（如气封摩擦）、喘振现象、叶片松动。处理：通过听音辨位初步判断。停机检查内部间隙，特别是气封处。检查是否有进入喘振工况（压力突然波动，流量大幅摆动），若是则需立即开大出口阀门或放空阀，远离喘振区。

4.5 气体泄漏

原因：机壳结合面密封垫损坏、轴端密封（碳环密封等）失效、管道法兰连接处松动。处理：对于机壳泄漏，停机更换密封垫。对于轴封泄漏，检查碳环磨损情况、弹簧是否失效、密封气压力是否正常。紧固所有连接螺栓。

修理总则：任何修理工作，尤其是涉及转子、轴承的核心部件，必须遵循制造商的技术规范。修理后应进行必要的测试，如手动盘车检查有无摩擦、试运转监测振动、温度、压力等参数，合格后方可投入正式运行。

第五章输送各类工业气体的特别注意事项

稀土提纯中可能涉及多种工业气体，输送不同气体时，对风机的要求侧重点不同。

5.1 共性要求

密封性：所有气体输送均要求良好的密封，防止泄漏造成效率损失、安全隐患或环境污染。碳环密封、干气密封等高效密封形式被广泛采用。 材料兼容性：风机过流部件材料必须与所输送气体相容，防止腐蚀。 清洁度：对于高纯气体（如高纯氮、氧），要求风机内部高度清洁，无油脂、颗粒物污染。

5.2 特定气体输送要点

氧气(O₂)：严禁油脂。所有与氧气接触的部件必须进行严格的脱脂处理。润滑油系统必须与氧气腔室完全隔离，防止任何油雾渗入引发燃爆。通常采用磁力驱动或特殊密封的无油结构。 氢气(H₂)：氢分子小，渗透性强，极易泄漏。对密封要求极高，常采用 tandem干气密封。同时，氢气密度低，压缩机功耗相对较低，但喘振线会发生偏移，防喘振控制需针对性设计。需注意防爆要求。 二氧化碳(CO₂)、工业烟气：可能含有水分和酸性成分，易形成腐蚀性介质。需选择耐腐蚀材料（如316L不锈钢），并注意保温，防止结露加剧腐蚀。对于含尘烟气，进口需设置高效过滤器。 惰性气体(He、Ne、Ar、N₂)：化学性质稳定，主要关注密封性和防止油污染（特别是氦气检漏等应用）。氮气作为常用保护气，需求量往往较大，风机选型需考虑其密度与空气的差异。 混合无毒工业气体：需明确各组分比例，计算平均分子量、绝热指数等物性参数，作为风机设计和选型的依据。

在AII(Nd)系列风机选用于输送上述特定气体时，必须在订货时明确气体组分、纯度、温度、进口压力等详细条件，以便制造商对材料、密封、性能曲线进行针对性配置。

第六章总结与展望

AII(Nd)679-2.28型单级双支撑加压风机，作为服务于轻稀土钕提纯领域的专用设备，其设计融合了特定工艺对流量、压力、稳定性及介质适应性的要求。从主轴、轴瓦、转子到碳环密封，每一个关键配件都承载着保障风机长效、安全、高效运行的重任。

深入理解风机型号的含义、掌握核心配件的维护要点、熟悉常见故障的诊断与修理方法、并深刻认识输送不同工业气体的特殊要求，是每一位风机技术工程师保障稀土提纯生产线平稳运转的必备技能。随着稀土材料需求的增长和提纯工艺的不断进步，对离心鼓风机的效率、可靠性和智能化水平也提出了更高要求。未来，集成状态监测、故障预测与智能控制的“智慧风机”，将在稀土冶炼等关键工业领域发挥更大价值。

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