轻稀土提纯风机：S(Pr)1764-1.73型离心鼓风机技术详解与维护指南

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轻稀土提纯风机：S(Pr)1764-1.73型离心鼓风机技术详解与维护指南

作者：王军（139-7298-9387）

关键词：轻稀土提纯风机，S(Pr)1764-1.73型离心鼓风机，稀土镨提纯，离心鼓风机配件，风机维修，工业气体输送，单级高速双支撑加压风机

引言

在轻稀土（铈组稀土）元素提纯领域，特别是镨（Pr）的分离与精制过程中，气体输送与加压设备的选择至关重要。离心鼓风机作为提供稳定气流与压力环境的核心设备，其性能直接影响稀土提纯的效率、能耗和最终产品质量。S(Pr)1764-1.73型离心鼓风机是一款专为稀土提纯工艺设计的单级高速双支撑加压风机，本文将从其型号解读、技术特点、关键配件、维修要点以及在工业气体输送中的应用等多个维度进行系统阐述。

第一章 S(Pr)1764-1.73型风机型号解读与技术定位

1.1 型号编码规则解析

S(Pr)1764-1.73型风机的型号遵循特定的命名规范，每一部分都承载着关键的技术信息：

“S”：代表“S系列”，即单级高速双支撑加压风机。该系列风机采用单级叶轮设计，转子高速旋转，并通过两端轴承支撑确保运行稳定性。 “(Pr)”：明确标识该风机主要应用于镨（Pr）元素的提纯工艺流程。这表明风机在材料兼容性、密封设计和工况适应性上，都针对镨提纯环境（可能存在的特定气体、温湿度、微腐蚀性等）进行了优化。 “1764”：表示风机在设计工况下的额定流量为每分钟1764立方米。这是选型的关键参数，需与提纯工艺所需的气体循环量或供给量精确匹配。 “-1.73”：表示风机的出口压力为1.73个标准大气压（绝压），即出口相对于标准大气压的表压约为0.73bar。这为提纯过程中的反应器加压、气体穿透料层等提供了必要的压力驱动。 进口气压：型号中未出现“/”符号，根据规则，表示该风机的进口压力默认为1个标准大气压（即常压进气）。

1.2 在稀土提纯工艺中的技术定位

在镨等轻稀土提纯的湿法冶金或火法冶金流程中，常涉及焙烧、气体还原、气态产物输送、流化床供风等环节。S(Pr)1764-1.73型风机凭借其中等流量、中低压升的特点，非常适合：

为流化床或反应塔提供稳定、洁净的流化空气或保护性气体（如氮气）。在气体循环系统中驱动工艺气体（如混合工业气体）克服系统阻力，实现循环。与跳汰机或类似分离设备配套，提供精确可控的气流，用于物料的分级或分离。
其单级高速设计使其结构相对紧凑，效率较高，双支撑结构确保了在长期连续运行下的可靠性，满足了稀土生产连续化、自动化的需求。

第二章风机核心结构、配件详解与选材考量

2.1 核心旋转组件

风机主轴：功能：传递电机扭矩，支撑转子部件高速旋转的核心部件。 技术要求：必须具有极高的强度、刚度和疲劳抗力。通常采用高强度合金钢（如42CrMo）锻件，经调质处理、精密加工和动平衡校正。与轴承、叶轮配合的部位，其尺寸精度、形位公差和表面粗糙度要求极为严格。 针对Pr提纯：若工艺气体具有轻微腐蚀性或含有微量腐蚀介质，主轴表面可能需进行特殊的镀层（如镀铬）或喷涂处理，以增强耐腐蚀性。 风机转子总成：构成：主要包括主轴、叶轮、平衡盘（若有）、联轴器等旋转部件的组合体。叶轮：作为能量转换的核心，S系列风机通常采用后向或径向型叶轮，以实现较高的压升和效率。叶轮材料需兼顾强度与耐腐蚀性，常用不锈钢（如304、316）或高强度铝合金，并经过精密铸造或数控加工。叶轮的动平衡等级要求极高（通常达到G2.5或更高），以抑制高速下的振动。 动平衡：转子总成在装配后必须进行整体动平衡，确保残余不平衡量在标准允许范围内，这是保证风机平稳运行、延长轴承寿命的前提。

2.2 支撑与密封系统

风机轴承与轴瓦：类型：S系列双支撑风机通常采用滑动轴承（即轴瓦）。滑动轴承在高速重载下运行平稳、阻尼特性好、寿命长。 轴瓦材料：常用巴氏合金（锡基或铅基）衬层，它具有良好的嵌入性、顺应性和抗胶合能力。轴承座内通常设有强制润滑系统和冷却结构。 维护要点：运行中需持续监控轴承温度、油温及油压。定期检查油质，防止杂质进入。大修时需测量轴瓦间隙、接触角，检查巴氏合金层有无磨损、剥落或裂纹。 密封系统： 气封（级间密封与轴端密封）：主要用于减少或防止气体从高压侧向低压侧的泄漏。在S系列风机中，常用迷宫密封。其原理是通过一系列节流齿与轴形成微小间隙，使气体经多次节流膨胀而显著降低泄漏量。迷宫密封非接触、耐磨、可靠性高。 碳环密封：在要求更高密封性能的场合（尤其对于贵重或有毒有害气体），可能采用碳环密封。它由多个碳环组成，在弹簧力作用下紧贴轴套表面，形成接触式密封。碳环具有自润滑、耐磨损、适应少量跑偏的优点，但对轴的表面质量和冷却要求更高。油封：安装在轴承箱靠近转子伸出端的位置，主要作用是防止润滑油从轴承箱泄漏，并阻挡外部灰尘进入。常用骨架油封或迷宫式油封。需定期检查油封唇口的磨损和弹性，及时更换。 轴承箱：功能：容纳轴承、轴瓦，存储润滑油，并为其提供稳定、对中的支撑环境。结构：为铸造或焊接箱体，具有足够的刚性以防止变形。内置油路、观察窗、温度计和压力表接口等。良好的轴承箱设计需保证润滑油的循环畅通和散热。

第三章风机运行维护、常见故障与修理要点

3.1 日常运行与维护

启动前检查：确认润滑油位、油质合格；冷却水系统通畅；各仪表完好；手动盘车无卡涩；安全防护装置齐全。 运行监控：持续监测振动值、轴承温度、油压、油温、进出口压力和流量。建立运行日志，记录趋势变化。S(Pr)1764-1.73型风机的振动烈度应控制在相关国家标准（如GB/T 6075）规定的范围内。 定期保养：按规程更换润滑油；清洗油滤器；检查联轴器对中情况；紧固地脚螺栓。

3.2 常见故障分析与修理

振动超标： 可能原因：转子积垢或磨损导致动平衡破坏；轴承磨损或间隙过大；联轴器对中不良；地脚螺栓松动；基础刚性不足；进入喘振区运行。 修理措施：停机后，首要检查对中和紧固情况。若无效，需拆卸检查轴承、轴瓦。最终手段是进行转子总成的现场动平衡或返回制造厂动平衡。必须查明并消除根本原因。 轴承温度过高： 可能原因：润滑油量不足、油质劣化、油路堵塞；冷却水不足或中断；轴承间隙过小或接触不良；负载过大。 修理措施：检查润滑和冷却系统。停机后测量轴承间隙，检查轴瓦接触斑点。若轴瓦已磨损或损坏，需按工艺规程进行刮研或更换。刮研需保证接触角、接触点数和间隙符合设计要求。 风量或压力不足： 可能原因：进口过滤器堵塞；密封间隙（尤其是迷宫密封间隙）因磨损而过大，导致内泄漏严重；叶轮磨损或腐蚀；转速未达额定值；管网阻力变化。 修理措施：清洗过滤器。测量各级密封间隙，若超过允许值上限的1.5-2倍，应考虑更换密封件。检查叶轮状态，必要时进行修复或更换。 气体泄漏： 可能原因：轴端密封（碳环密封或迷宫密封）失效；壳体结合面密封垫损坏。 修理措施：更换碳环或调整迷宫密封齿隙。更换壳体密封垫片，紧固螺栓。

3.3 大修要点

风机运行一定周期（通常1-3年，视工况而定）或出现严重性能下降时，应进行解体检修。大修内容包括：

全面检查、清洗所有零部件。 转子总成：进行无损探伤（如磁粉探伤），检查有无裂纹；重新进行高速动平衡。 轴承与轴瓦：测量、调整间隙；更换磨损件。 密封系统：更换所有气封、油封等易损密封件。 校正对中：风机与电机重新进行精确对中。
大修后应进行单机试车和性能测试，确保达到原设计指标。

第四章稀土提纯及相关工业气体输送风机选型综述

4.1 各类风机系列在气体输送中的应用

除了S系列，针对稀土提纯及其他化工过程中不同的气体性质和工况，还有多种风机系列可供选择：

“C(Pr)”型系列多级离心鼓风机：采用多级叶轮串联，适用于更高压比的场合（出口压力可达数个大气压以上），但效率曲线相对平坦，流量调节范围较宽。 “D(Pr)”型系列高速高压多级离心鼓风机：结合了多级增压和齿轮箱增速技术，压力更高，结构紧凑，是高压气体输送（如工艺气增压循环）的优选。 “AI(Pr)”型系列单级悬臂加压风机与“AII(Pr)”型系列单级双支撑加压风机：均为单级风机，前者为悬臂式，结构更简单紧凑，适用于中小流量；后者为两端支撑，稳定性更好，适用于流量稍大的场合。两者压力一般低于S系列高速风机。 专用浮选风机：如“CF(Pr)”、“CJ(Pr)”型系列，专门针对矿浆浮选工艺设计，其性能曲线特别注重在特定压力下提供稳定的大流量空气，以确保浮选槽内气泡均匀弥散。

4.2 输送不同工业气体的特殊考量

S(Pr)1764-1.73及其他系列风机可输送的气体种类多样，选型时必须考虑气体特性：

密度影响：风机的压头（能量头）与气体密度无关，但压力、功率与气体密度成正比。输送氢气(H₂)、氦气(He)等轻气体时，在相同转速和流量下，产生的压力和消耗的功率远低于输送空气；而输送二氧化碳(CO₂)等重气体时则相反。选型时必须进行性能换算，将实际气体工况下的参数换算到风机标准进气状态（通常为空气）下的参数。 腐蚀性与材料选择：输送氧气(O₂)时，所有流道部件需采用禁油设计和不易产生火花的材料（如铜合金或不锈钢特定牌号）。输送含有水分的工业烟气或二氧化碳时，需考虑材料的耐腐蚀性，可能需选用不锈钢或进行涂层保护。 安全性：输送氢气时，对密封性要求极高，通常采用干气密封或特殊设计的迷宫密封，并考虑防爆要求。输送氧气需严格禁油防爆。 纯度保持：输送氮气(N₂)、氩气(Ar)等惰性保护气体时，需关注风机本身的密封和润滑系统是否会污染气体，可能需采用无油润滑轴承或磁悬浮轴承等特殊设计。

结论

S(Pr)1764-1.73型单级高速双支撑加压风机是轻稀土镨提纯工艺中一款性能优良、可靠的关键动力设备。其型号精确定义了流量、压力及适用领域。深入理解其主轴、转子、轴承（轴瓦）、气封（碳环密封、迷宫密封）、油封、轴承箱等核心配件的功能、材料与维护要求，是保障风机长期稳定运行的基础。科学规范的故障诊断与修理流程，能有效延长设备寿命，降低非计划停机风险。

在更广阔的工业气体输送领域，从C系列、D系列到AI/AII系列，风机选型是一个综合考量工艺气体特性（种类、密度、腐蚀性、安全性）、所需流量与压力、运行效率及成本的系统工程。作为风机技术人员，必须掌握不同系列风机的性能特点，并能根据具体气体介质进行准确的性能换算与适应性分析，从而为包括稀土提纯在内的各类工业生产流程选择最匹配、最经济、最安全的离心鼓风机解决方案。

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