轻稀土提纯风机之S(Pr)1711-1.20型离心鼓风机基础知识详解

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轻稀土提纯风机之S(Pr)1711-1.20型离心鼓风机基础知识详解

作者：王军（139-7298-9387）
关键词：轻稀土提纯、铈组稀土、镨提纯、离心鼓风机、S(Pr)1711-1.20、风机配件、风机修理、工业气体输送

一、引言：轻稀土提纯工艺中的风机核心地位

稀土元素作为现代工业的“维生素”，其提纯工艺对装备的性能与可靠性提出了极高要求。在轻稀土（铈组稀土）的冶炼与分离过程中，尤其是镨（Pr）元素的提纯，涉及焙烧、溶解、萃取、结晶等多个环节，这些环节常需使用鼓风机输送特定气体（如空气、氮气、烟气等）以提供氧化、惰性保护或物料输送动力。离心鼓风机以其高效、稳定、可控性强等特点，成为稀土提纯生产线中不可或缺的关键设备。本文将围绕适用于镨提纯的S(Pr)1711-1.20型单级高速双支撑加压风机，系统阐述其技术原理、型号含义、配件构成、维护修理要点，并延伸探讨稀土行业常用风机系列及工业气体输送的特殊要求。

二、风机型号解读：以S(Pr)1711-1.20为例

在稀土提纯领域，风机型号通常包含系列代号、介质标识、性能参数及压力条件等信息。以S(Pr)1711-1.20为例：

“S”：代表单级高速双支撑加压风机系列。该系列风机采用单级叶轮、高转速设计，转子两端由独立轴承支撑，结构刚性强，适用于中高压力场合。 “(Pr)”：表示风机专为输送含镨介质或用于镨提纯工艺设计，内部材质（如过流部件）需具备一定的耐腐蚀性或特殊涂层处理，以适应工艺气体可能带有的微量化学物质。 “1711”：通常指示风机的流量参数。参考类似型号“S(Pr)800-2.4”中“800”表示流量为800立方米/分钟，此处“1711”可解读为设计流量为1711立方米/分钟（具体需依据厂家曲线确认）。 “-1.20”：表示风机出口压力为1.20个大气压（表压）。该压力值针对进风口为常压（1个大气压）条件设定，若进风口非标压，型号中常以“/”分隔进、出口压力值。
此型号风机可为镨提纯过程中的气体循环、氧化反应供气或物料气流输送提供稳定气源，其流量与压力参数需与跳汰机、反应釜等主工艺设备严格匹配选型。

三、稀土提纯常用风机系列概览

除S系列外，稀土提纯各工序中还需多种风机配合，主要系列包括：

C(Pr)型系列多级离心鼓风机：采用多级叶轮串联，逐级增压，适用于较高压力、中等流量的工艺环节，如烟气再循环或高压气体输送。 CF(Pr)与CJ(Pr)型系列专用浮选离心鼓风机：专为稀土浮选工序设计，注重流量稳定性与抗堵塞能力，适应浮选槽气泡生成所需的气体特性。 D(Pr)型系列高速高压多级离心鼓风机：结合高速转子与多级结构，实现更高压比，用于需突破系统阻力的长距离管道输送或高压反应环境。 AI(Pr)型系列单级悬臂加压风机：结构紧凑，适用于中低压力、空间受限的场合，如局部气体补充或小型反应器供气。 AII(Pr)型系列单级双支撑加压风机：与S系列类似但转速或支撑形式略有差异，常用于备份或变工况调节。
这些风机可根据工艺需求输送空气、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，气体性质差异将直接影响风机材质选型与密封方式。

四、S(Pr)1711-1.20风机核心配件详解

风机的长期稳定运行依赖于各配件的协同工作，关键配件包括：

风机主轴：作为转子系统的核心承载件，通常采用高强度合金钢（如42CrMo）锻制，经调质处理与精密磨削，确保在高速旋转下的动平衡与疲劳强度。主轴的设计需考虑临界转速避开工作转速范围，防止共振。 风机轴承与轴瓦：S系列采用滑动轴承（轴瓦）支撑，材质多为锡基巴氏合金，具有良好的嵌入性与顺应性，可缓冲冲击载荷。轴瓦需强制润滑，油膜形成遵循流体动压润滑原理（即油楔效应），其厚度与转速、粘度、载荷的关系可用雷诺方程描述。日常需监控轴承温度与振动，防止烧瓦。 风机转子总成：包含叶轮、主轴、平衡盘等组件。叶轮为后向或径向形式，材质根据气体腐蚀性可选不锈钢、钛合金或涂层防护。动平衡等级需达G2.5以上，以减小离心力不均引发的振动。 气封与碳环密封：级间与轴端密封多采用迷宫密封与碳环密封组合。碳环密封依靠碳石墨环的自润滑性与弹性紧贴轴颈，实现微间隙密封，尤其适用于不允许润滑油污染的气体介质（如氧气、氢气）。 油封与轴承箱：轴承箱承担润滑油的密封与回收，油封常为骨架油封或机械密封，防止润滑油外泄及外界粉尘侵入。轴承箱设计需保证润滑油循环通畅，并设置视窗与测温点。 附属系统：包括润滑系统（油泵、冷却器、过滤器）、进出口消音器、挠性联轴器及监测仪表（压力、温度、振动传感器）。

五、风机常见故障与修理要点

风机在稀土提纯连续生产中可能因介质腐蚀、疲劳或操作不当出现故障，修理需遵循以下要点：

振动超标：原因：转子动平衡失效（结垢、零件松动）、对中不良、轴承磨损、基础刚度不足。修理：现场动平衡校正（试重法或影响系数法）；重新对中，确保联轴器端面平行度与同心度；更换轴瓦并刮研至接触面积≥75%；检查地脚螺栓紧固状态。 轴承温度过高：原因：润滑油变质、油路堵塞、轴瓦间隙不当、冷却不足。修理：化验润滑油粘度与清洁度，更换新油；清洗油滤器与油冷器；调整轴瓦顶隙与侧隙至设计值（通常为轴径的千分之一至千分之二）；检查冷却水流量。 气封泄漏：原因：碳环磨损、迷宫齿隙增大、轴颈磨损。修理：更换碳环（注意预紧力调整）；补焊或更换迷宫密封片；对轴颈进行喷涂修复或镶套处理。 性能下降：原因：叶轮腐蚀或积垢、进气过滤器堵塞、间隙增大。修理：清洁或更换叶轮（必要时做防腐涂层）；清洗过滤器；调整叶轮与蜗壳的径向间隙至出厂标准。 特殊气体输送的修理注意事项：输送氧气时，所有配件必须彻底脱脂，避免油脂与高压氧接触引发燃爆。输送氢气时，密封系统需升级为双端面干气密封，防止氢气泄漏积聚。修理后需进行气密性试验与氮气吹扫，确保无泄漏与残留杂质。

六、工业气体输送风机的选型与适配

稀土提纯中不同气体对风机的要求差异显著，选型需综合考虑：

气体性质影响：密度：气体密度直接影响风机轴功率，功率计算公式为：轴功率等于流量乘以压升除以效率再除以机械效率。密度变化时需重新核算电机容量。 腐蚀性：如烟气含硫化物，需选择耐酸不锈钢（如316L）或衬氟材质；二氧化碳潮湿环境下具弱酸性，需防护处理。 危险性：氢气、氧气属危险气体，风机需防爆设计并符合相关安全规范。 工况适配要点： 压力与流量调节：稀土提纯工艺常变工况运行，风机宜采用变频调速或进口导叶调节，避免放空浪费。 密封方式选择：对纯净气体（如氩气、氮气），宜用干气密封；对含尘气体（如工业烟气），可选用迷宫密封加除尘冲洗。 材料兼容性：输送氦气、氖气等惰性气体时，材料以碳钢为主；输送湿氯气时需用钛材。 系统集成建议：风机进出口管道设柔性接头，减少振动传递。管路配置气体分析仪与应急切断阀，实现安全联锁。定期对风机性能曲线与工艺需求进行校核，确保匹配度。

七、结论

在轻稀土（尤其是镨）提纯的复杂工艺链中，离心鼓风机扮演着“气体心脏”的角色。S(Pr)1711-1.20型单级高速双支撑加压风机以其合理的结构设计、适配的压力流量参数，成为该领域可靠的选择。深入理解风机型号含义、核心配件功能及维护修理要点，并结合输送气体的特殊性进行选型与适配，是保障稀土提纯生产线连续、高效、安全运行的关键。未来，随着稀土材料需求增长与工艺升级，风机技术也将向更高效率、智能监控与材料创新方向发展，为稀土工业的绿色升级提供坚实支撑。

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