轻稀土(铈组稀土)镨(Pr)提纯专用离心鼓风机技术详解:以S(Pr)2158-1.87型风机为核心

作者：王军（139-7298-9387）

关键词：轻稀土提纯、铈组稀土、镨(Pr)、离心鼓风机、S(Pr)2158-1.87、风机结构、配件维护、工业气体输送

引言

在稀土元素分离与提纯的复杂工艺流程中，尤其是针对轻稀土（铈组稀土）中的关键元素:镨（Pr）的提纯环节，稳定、可靠且精确的气体输送与压力控制是保障产品纯度、生产安全与效率的核心。离心鼓风机作为提供动力气体的关键设备，其性能直接影响到萃取、吹扫、气氛保护及物料输送等多个工序。本文将深入阐述应用于镨(Pr)提纯工艺的离心鼓风机基础知识，并以其典型代表:S(Pr)2158-1.87型单级高速双支撑加压风机为具体案例，进行详细剖析。同时，将对风机的核心配件、常见修理维护要点，以及其在输送多种工业气体时的特殊考量进行系统性说明。

第一章 稀土提纯工艺与风机应用概述

轻稀土（镧、铈、镨、钕等）的分离提纯通常采用溶剂萃取法、氧化还原法等，过程中涉及大量气体的使用。例如，需要用洁净空气或氮气进行料液搅拌与吹扫，用特定气体创造惰性气氛防止产品氧化，或利用高压气体驱动气动设备。这些工况对鼓风机提出了严苛要求：高可靠性、流量与压力的稳定性、良好的密封性以杜绝泄漏（尤其是贵重或有害气体）、材质与输送介质的兼容性、以及易于维护。

为此，发展出了针对不同工艺段和气体介质的专用风机系列，如“C(Pr)”型多级离心鼓风机适用于中高压稳定输送，“CF(Pr)”与“CJ(Pr)”型专为浮选工序设计，“D(Pr)”型满足更高压力需求，“AI(Pr)”、“AII(Pr)”及“S(Pr)”型则覆盖了从单级悬臂到高速双支撑的各种加压场景。其中，“S(Pr)”系列以其高转速、结构紧凑、双支撑转子稳定性高等特点，在镨提纯的中高压气体输送环节占据重要地位。

第二章 S(Pr)2158-1.87型风机详解

2.1 型号解读
型号“S(Pr)2158-1.87”蕴含了该风机的关键性能参数：

2.2 设计与性能特点
S(Pr)2158-1.87风机是依据空气动力学原理设计的离心式机械。其核心工作原理是：高速旋转的叶轮对气体做功，将机械能转化为气体的压力能和动能。气体沿轴向进入叶轮，在离心力作用下被径向甩出，进入截面逐渐扩大的扩压器和蜗壳，气体的速度能进一步转化为压力能，最终以较高的压力输出。
其性能曲线（压力-流量曲线、效率-流量曲线、功率-流量曲线）是选型和运行的依据。对于该固定型号，其最佳效率点（BEP）应设计在流量2158 m³/min、压升0.87 bar附近。运行时应尽可能靠近此点，以保证高效稳定。

第三章 风机核心配件与结构解析

S(Pr)系列风机的可靠性建立在各精密配件的协同工作上。以下对关键部件进行说明：

3.1 转子总成
这是风机的“心脏”，主要由风机主轴、叶轮、平衡盘（如有）、联轴器等部件组成并经过动平衡校正。主轴采用高强度合金钢，保证在高转速下的强度和临界转速远高于工作转速。叶轮通常为闭式后向型，采用不锈钢或特种合金，以抵御可能的气体腐蚀和高速下的离心应力。

3.2 轴承与润滑系统
S(Pr)系列采用双支撑结构，意味着转子两端各有一套轴承支撑。通常使用滑动轴承（轴瓦），其承载能力大、运行平稳、阻尼特性好，适合高速重载。轴瓦内衬巴氏合金，需与主轴轴颈保持极佳的油膜润滑。轴承箱容纳轴承并提供润滑油路，要求密封良好，防止漏油和异物进入。

3.3 密封系统
这是防止工艺气体泄漏和润滑油污染的关键，尤为关键：

3.4 机壳与进出口
机壳（蜗壳）由铸铁或铸钢制成，具有足够的强度和刚度以承受内部压力并降低振动噪声。进、出风口法兰需与管道可靠连接，进气口常带导流器以优化进气流场。

第四章 风机的维护与常见修理

预防性维护和及时修理是保障风机长周期运行的关键。

4.1 日常巡检与维护

4.2 常见故障与修理

第五章 输送不同工业气体的特殊考量

S(Pr)系列风机设计基准虽是空气，但经材质、密封和系统适配后，可安全输送多种工业气体。在镨提纯工艺中，可能涉及以下气体：

通用原则：在选配用于非空气介质的S(Pr)风机时，必须进行性能换算。风机的压头（能量头）特性与气体密度无关，但压力、功率与气体密度成正比。因此，输送密度不同于空气的气体时，风机产生的压力及所需轴功率将按密度比进行相应变化，在选配驱动电机时必须充分考虑。

第六章 总结

应用于轻稀土（铈组稀土）镨(Pr)提纯的S(Pr)2158-1.87型单级高速双支撑加压风机，是精密设计与工艺需求紧密结合的产物。其每分钟2158立方米的流量和1.87个大气压的出口压力，能够有效满足特定工艺环节的气体动力需求。深入理解其型号含义、掌握其以转子总成、轴瓦轴承、碳环密封等为核心的结构特点，是进行科学选型、规范操作和高效维护的基础。

同时，面对稀土提纯工艺中可能出现的多样化工况与气体介质，技术人员必须建立起清晰的认知：风机并非通用设备，针对氢气、氧气等特殊气体的输送，必须在密封、防爆、材质等方面进行专项适配。唯有将风机的可靠运行与工艺系统的特殊要求深度融合，才能确保镨提纯生产线的安全、稳定与高效，为我国稀土工业的高质量发展提供坚实的装备保障。