轻稀土提纯风机：S(Pr)456-1.95型离心鼓风机技术解析

作者：王军（139-7298-9387）

关键词：轻稀土提纯、铈组稀土、镨提纯、S(Pr)456-1.95离心鼓风机、风机配件、风机修理、工业气体输送、离心鼓风机技术

一、轻稀土提纯工艺与风机技术概述

轻稀土（铈组稀土）主要包括镧、铈、镨、钕等元素，在冶金、磁性材料、催化等领域具有重要应用价值。镨（Pr）作为重要的轻稀土元素，广泛应用于永磁材料、陶瓷颜料和玻璃着色剂等领域。在镨的湿法冶金提纯过程中，离心鼓风机是不可或缺的关键设备，主要用于气体输送、氧化反应供氧、搅拌曝气等工艺环节。提纯工艺对风机的稳定性、耐腐蚀性和压力控制精度要求极高，任何运行异常都可能影响产品纯度和回收率。

我国稀土提纯行业经过多年发展，已形成专用风机产品系列，包括“C(Pr)”型系列多级离心鼓风机、“CF(Pr)”型系列专用浮选离心鼓风机、“CJ(Pr)”型系列专用浮选离心鼓风机、“D(Pr)”型系列高速高压多级离心鼓风机、“AI(Pr)”型系列单级悬臂加压风机、“S(Pr)”型系列单级高速双支撑加压风机和“AII(Pr)”型系列单级双支撑加压风机等。这些风机针对稀土提纯的特殊工况设计，能够适应高温、腐蚀性气体及连续稳定运行的要求。

二、S(Pr)456-1.95型单级高速双支撑加压风机详解

1. 型号标识与基本参数

“S(Pr)800-2.4”型风机型号中，“S”代表S系列单级高速双支撑加压风机；“Pr”表示该风机专为镨提纯工艺优化设计；“456”表示风机额定流量为每分钟456立方米；“-2.4”表示出风口压力为2.4个大气压（表压）。值得注意的是，如果型号中没有“/”符号，则表示进风口压力为标准大气压（1个大气压）。这种命名方式直观反映了风机的核心性能指标，便于工程选型和工艺匹配。

S(Pr)456-1.95型风机是为中等规模镨提纯生产线设计的专用设备，其流量和压力参数能够满足大多数湿法冶金工艺的需求。1.95个大气压的出风口压力足以克服管道阻力、液位高度和反应器背压，确保气体稳定输送至反应体系中。

2. 结构特点与工作原理

该风机采用单级高速设计，叶轮直接安装在电机轴上，转速可达8000-15000转/分钟，通过高速旋转产生离心力，将气体加速后经蜗壳收集并增压输出。双支撑结构指叶轮两侧均有轴承支撑，这种设计大大提高了转子系统的稳定性，减小了轴挠度，特别适合较高压力工况。

气动性能方面，该风机遵循离心式压缩机的基本原理：气体从轴向进入叶轮，在高速旋转的叶轮中获得动能和压力能，随后在扩压器中将部分动能转化为压力能。其压力与流量关系可通过离心风机特性曲线描述：在恒定转速下，压力随流量增加而降低，存在一个最高效率点。实际操作中应使风机在高效区运行，以降低能耗并提高稳定性。

3. 材料选择与防腐处理

鉴于稀土提纯过程中可能接触酸性气体、水蒸气及化学雾滴，S(Pr)456-1.95型风机接触气体的部件采用特殊材料：

此外，关键部位可增加防腐涂层，如环氧树脂涂层或聚四氟乙烯衬里，进一步延长风机在恶劣工况下的使用寿命。

三、风机核心配件详解

1. 风机主轴系统

主轴是传递动力的核心部件，S(Pr)456-1.95型风机主轴采用高强度合金钢整体锻造，经调质处理和精密加工，保证足够的强度和刚度。主轴与叶轮的连接通常采用过盈配合加键连接的双重固定方式，确保高速旋转下不会松动。主轴的动平衡精度要求极高，残余不平衡量需控制在G2.5级以内，以减少振动和噪音。

2. 轴承与轴瓦系统

该风机采用滑动轴承（轴瓦）而非滚动轴承，原因在于滑动轴承在高转速、重载荷工况下具有更好的稳定性和更长的使用寿命。轴瓦材料通常为巴氏合金（锡锑铜合金），这种材料具有良好的嵌入性和顺应性，能在润滑油膜暂时破坏时保护轴颈。轴承间隙需严格控制，一般为主轴直径的0.001-0.002倍，过大导致振动，过小则可能引起发热抱轴。

3. 转子总成

转子总成包括叶轮、主轴、平衡盘（若有）和联轴器的一半。叶轮采用后弯式叶片设计，这种设计效率高、稳定工作范围宽。叶轮需进行超速试验（通常为工作转速的115%），确保结构完整性。转子组装后必须进行动平衡校正，平衡精度直接影响风机振动水平和使用寿命。

4. 密封系统

密封系统是防止气体泄漏和油污进入的关键，主要包括：

对于输送易燃或有毒气体的场合，密封系统需特别设计，可采用氮气密封或双端面机械密封，确保零泄漏。

5. 轴承箱与润滑系统

轴承箱不仅支撑轴承，还构成润滑油循环系统的组成部分。S(Pr)456-1.95型风机采用强制润滑系统，包括油箱、油泵、冷却器、过滤器和监控仪表。润滑油不仅润滑，还带走摩擦热，维持轴承正常工作温度（通常不超过70℃）。润滑系统设有压力、温度保护装置，异常时自动报警或停机。

四、工业气体输送技术要点

稀土提纯工艺中，风机可能输送多种工业气体，不同气体的物理性质差异显著，风机设计和操作需相应调整：

1. 气体特性与风机适配

2. 气体参数换算公式

当输送气体不是空气时，风机性能参数需按以下关系换算：

例如，输送二氧化碳时，其密度约为空气的1.5倍，相同流量和压力下，功率约为原值的1.5倍。因此，选型时必须考虑气体成分变化对电机负载的影响。

3. 混合气体输送注意事项

稀土提纯中常使用混合无毒工业气体，此时需确定混合气体的平均分子量、绝热指数和爆炸极限。对于可能形成爆炸性混合物的气体，风机需满足防爆要求，包括防爆电机、无火花结构和静电消除措施。此外，混合气体中各组分是否可能发生冷凝或化学反应也需评估，必要时对气体进行预处理（如脱水、除尘）。

五、风机常见故障与维修技术

1. 振动异常处理

振动是风机最常见的故障现象，可能原因及处理措施：

2. 轴承温度过高

轴承温度持续超过75℃需引起重视：

3. 性能下降

风量或压力达不到设计值：

4. 密封失效

气体泄漏或油泄漏：

5. 定期维护计划

为确保S(Pr)456-1.95型风机长期稳定运行，建议实施以下维护计划：

六、稀土提纯风机选型与运行优化

1. 选型原则

针对镨提纯工艺选择风机时，需综合考虑：

对于S(Pr)456-1.95型风机，其适用范围为中等规模生产线，当工艺参数变化超过±15%时，应考虑重新选型或调整现有风机（如改变转速、调整叶片角度）。

2. 运行优化措施

3. 安全注意事项

稀土提纯风机操作需特别注意：

七、结语

S(Pr)456-1.95型单级高速双支撑加压风机作为轻稀土镨提纯的关键设备，其性能直接影响提纯效率和产品质量。深入理解风机结构原理、掌握配件特性和维修技术，是确保风机长期稳定运行的基础。随着稀土产业向精细化、高效化发展，对专用风机的技术要求也将不断提高，未来稀土提纯风机将向更高效率、更智能控制、更长寿命方向发展。

在实际应用中，技术人员应根据具体工艺条件和气体特性，合理选择、正确操作、精心维护风机设备，充分发挥S(Pr)456-1.95型风机的性能优势，为我国稀土产业的持续发展提供可靠装备保障。