轻稀土提纯风机：S(Pr)1826-2.35型离心鼓风机技术深度解析

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轻稀土提纯风机：S(Pr)1826-2.35型离心鼓风机技术深度解析

作者：王军（139-7298-9387）

关键词：轻稀土提纯、铈组稀土、镨提纯、S(Pr)1826-2.35离心鼓风机、风机配件、风机修理、工业气体输送、稀土冶炼气体输送

引言

在稀土工业，特别是以镧(La)、铈(Ce)、镨(Pr)、钕(Nd)等为代表的轻稀土（铈组稀土）分离提纯工艺中，高效、稳定、可靠的气体输送设备是保障生产连续性、产品纯度及经济效益的核心环节。作为关键动力源的风机，其性能直接关系到萃取、煅烧、浮选、输送等多个单元的稳定运行。在众多专用风机型号中，“S(Pr)”型系列单级高速双支撑加压风机以其独特的结构优势和性能特点，在镨等轻稀土提纯的高压气体输送环节扮演着至关重要的角色。本文将围绕型号为 S(Pr)1826-2.35的离心鼓风机，深入剖析其技术基础、型号释义、核心配件构成、维护修理要点，并扩展探讨其在输送各类工业气体时的技术考量。

第一章轻稀土提纯工艺与风机选型概述

轻稀土提纯是一个复杂的物理化学过程，通常涉及焙烧、酸溶、萃取、沉淀、煅烧等步骤。在此过程中，风机广泛应用于：

富氧空气/纯氧输送：用于稀土精矿的焙烧环节，提供氧化气氛。 工艺空气加压：为气动输送系统、流化床、搅拌等提供动力。 烟气再循环或排放：处理焙烧、煅烧产生的工艺烟气。 保护性气体输送：在特定还原或保护性煅烧工序中输送氮气(N₂)、氩气(Ar)等惰性气体。 浮选工艺供风：为浮选机提供稳定、特定压力的空气，是矿物分离的关键。

针对不同的工艺段和气体介质，风机选型差异显著。例如，“CF(Pr)”与“CJ(Pr)”系列专攻浮选工况；“D(Pr)”系列适用于更高压力需求的反应气体注入；而“AI(Pr)”与“AII(Pr)”系列则分别适用于中等压力的悬臂或双支撑场景。对于镨提纯工艺中要求流量适中、出口压力较高、运行稳定性极严的环节，如高压氧化、精密气力输送或反应釜强制鼓风，S(Pr)系列单级高速双支撑加压风机便成为优选方案。

第二章 S(Pr)1826-2.35型风机技术详解

2.1 型号释义与技术参数解读

型号 S(Pr)1826-2.35是一个包含丰富技术信息的编码：

“S”：代表“S系列”，即单级高速双支撑加压风机。单级指叶轮仅有一级，结构相对紧凑；高速指转子工作转速高，通常通过齿轮箱或变频电机驱动达到每分钟数千乃至上万转，以满足单级叶轮产生高压头的需求；双支撑指叶轮主轴两端均有轴承支撑，这种结构刚性优于悬臂式，稳定性好，适用于更高转速和载荷。 “(Pr)”：表明该风机是为镨(Pr)元素提纯工艺或其相关气体工况特殊设计或优选的型号系列。这意味着在材料选择、气动设计、密封方案上可能针对镨工艺中常见的气体成分（如可能含微量酸性气体、水汽、粉尘）或操作习惯进行了优化。 “1826”：表征风机的流量参数。参照同系列“S(Pr)800-2.4”的解释逻辑，此处“1826”极有可能表示风机在标准进气状态（进气压力1个大气压，温度20℃，相对湿度50%，空气介质）下的额定体积流量为每分钟1826立方米。这是风机选型的核心参数之一。 “-2.35”：表示风机在达到上述额定流量时，其出口法兰处的气体表压为2.35个大气压（即绝对压力约为3.35 atm）。该压力是工艺系统设计的依据。 进气压力默认值：根据说明，型号中没有“/”符号，因此默认进气口压力为1个标准大气压（绝压）。若进气有预压或负压，型号表示会不同。

该型号综合解读为：一款专为镨提纯工艺设计的单级高速双支撑离心鼓风机，在标准进气条件下，能够提供每分钟1826立方米的空气流量，并将气体压力提升2.35个大气压（表压）。

2.2 核心结构与工作原理

S(Pr)系列风机虽然为单级，但通过高转速（由高速齿轮箱或变频电机实现）使单个叶轮获得极高的周向速度。根据离心式压缩机的基本原理:欧拉涡轮机方程，叶轮对气体所做的功与叶轮进出口的切向速度变化成正比。高转速直接增大了叶轮外缘的线速度，从而单级就能产生较高的压升。

其基本气流路径为：气体经进口消音器/过滤器进入进气箱，被轴向引导至叶轮入口。在高速旋转的叶轮作用下，气体获得巨大的动能和压力能。从叶轮出来的高速气体进入蜗壳（扩压器），流速降低，部分动能进一步转化为压力能。最终，加压后的气体从出口管路排出。

双支撑结构是S系列高稳定性的关键：主轴两端由独立的径向轴承支撑，叶轮位于两轴承之间。这种布局极大减少了主轴挠度，提高了转子系统的第一阶临界转速，使得风机能够在更高的设计转速下平稳运行，抵抗工艺波动带来的扰动能力更强。

第三章风机核心配件系统剖析

S(Pr)1826-2.35风机的可靠运行依赖于以下精密配件系统的协同工作：

风机主轴：作为转子的核心骨架，通常采用高强度合金钢（如42CrMo）整体锻制，经过精密加工、热处理（调质）和动平衡校正。它必须具备极高的强度、刚性和疲劳韧性，以承受高速旋转下的离心力、传递巨大扭矩，并保持长期尺寸稳定。 风机转子总成：这是风机的“心脏”，包括主轴、叶轮、平衡盘（如有）、联轴器等旋转部件的集合体。叶轮是核心中的核心，对于输送可能含有腐蚀性成分的工业气体，其材质常选用不锈钢（如304、316）、双相不锈钢，甚至更高等级的耐蚀合金。叶轮型线采用三元流设计，以追求高效率和高压力系数。整个转子总成在装配后需进行高速动平衡，确保在工作转速下振动值极低。 轴承与轴瓦：对于高速重载的S系列风机，滑动轴承（轴瓦）比滚动轴承更为常见。轴瓦通常采用巴氏合金（锡基或铅基）作为衬层，附着在钢背上，具有优异的嵌藏性、顺应性和抗胶合能力。润滑油在轴与瓦之间形成稳定的流体动压油膜，实现纯液体摩擦。润滑系统包括主油泵、辅油泵、冷油器、过滤器等，是轴承生命的保障。 密封系统：防止气体泄漏和油污染至关重要。 气封与油封：在轴承箱与蜗壳之间的轴端，采用碳环密封是先进且常见的设计。碳环组依靠弹簧力抱紧主轴，形成多道迷宫式阻隔，能有效密封工艺气体，防止其窜入轴承箱污染润滑油，同时也防止润滑油向外泄漏。碳环具有自润滑、耐高温、适应微小径向跳动的优点。 叶轮轮盖密封：在叶轮入口与机壳之间，通常设有迷宫密封，以减少高压气体向进气口的内部泄漏，维持风机效率。 轴承箱：是容纳径向轴承和推力轴承、建立稳定润滑环境的关键部件。它要求有足够的刚性防止变形，良好的散热设计，以及精确的油路通道。

第四章风机常见故障与修理要点

风机修理是恢复性能、保障安全的重要手段，应遵循“预防为主，修治结合”的原则。

振动超标： 原因：转子不平衡（结垢、磨损、零件脱落）、对中不良、轴承磨损/间隙过大、基础松动、喘振或旋转失速。 修理：停机后首要检查对中。抽出转子总成，进行现场或离线高速动平衡。检查叶轮焊缝有无开裂，叶片有无腐蚀减薄或固体附着物，需彻底清理或补焊修复（需重新平衡）。检查轴瓦巴氏合金层有无磨损、剥落、裂纹，测量间隙，超标需刮研或更换。 轴承温度高： 原因：润滑油质劣化（进水、氧化、杂质）、油量不足、油冷器失效、轴承间隙过小、轴向力过大（平衡盘失效或管路推力）。 修理：化验润滑油，彻底更换并清洗油路。检查冷油器换热效率。复查轴瓦接触面和间隙。检查平衡气管路是否通畅，平衡盘密封是否磨损。 风量或压力不足： 原因：进口过滤器堵塞、密封间隙（特别是叶轮迷宫密封）磨损过大导致内泄漏加剧、转速未达额定值（皮带打滑、变频器问题）、工艺系统阻力增大。 修理：检查并清理滤网。测量迷宫密封间隙，超标则更换密封齿。校验仪表和转速。与工艺专业共同排查系统阻力。 气体或油泄漏： 原因：碳环密封磨损、弹簧失效、O型圈老化；轴承箱盖密封垫片损坏；油封唇口磨损。 修理：定期检修时必须检查碳环的磨损量和自由开口间隙，成套更换。更换所有静密封件。检查轴封处轴颈表面，如有磨损沟槽需修复或采取防护措施。

大修流程一般包括：停机隔离→拆卸对中件及管路→吊出转子→全面清洗→各部件无损探伤与尺寸精度测量→更换所有密封件和标准件→修复或更换核心损坏件（叶轮、轴瓦等）→重新组装并精确对中→油系统冲洗→单机试车（测振动、温度、性能）。

第五章输送各类工业气体的特殊考量

S(Pr)1826-2.35风机虽以“(Pr)”标示，但其设计原理使其经过针对性调整后，可适应轻稀土提纯中多种工业气体，选型和应用时须重点关注：

气体物性影响： 密度：输送氢气(H₂)、氦气(He)等轻气体时，风机产生的压比可能变化，电机电流会显著降低，但体积流量需满足工艺要求。输送二氧化碳(CO₂)、氩气(Ar)等重气体时则相反，需校核电机功率是否足够。 绝热指数（比热容比）：影响压缩温升。输送氧气(O₂)时需严格控制温升以防危险；输送易燃易爆气体（如H₂）时更需谨慎。 腐蚀性：工业烟气可能含SOx、NOx、湿氯气等，氧气在潮湿环境下氧化性强。须选用相应耐蚀材料（如对于湿氯气，可能需采用镍基合金）。 纯净度与危险性：输送氧气要求管路、叶轮绝对禁油，需做脱脂处理，并采用特殊密封。输送氢气需极高等级的防泄漏和防爆设计。 密封的适应性：对于贵重气体（如He、Ne）或危险气体，碳环密封需与其他密封形式（如干气密封）组合，或设计成可引入缓冲气的形式，实现“零泄漏”或泄漏气体的可控收集。 安全规范： 氧气风机：遵守严格的禁油、清洁、材料相容性（避免使用可燃材料）规范。 可燃气体风机：需防爆电机、防静电设计，并设置泄漏检测和紧急切断系统。 惰性气体风机：需注意机房通风，防止惰性气体聚集导致窒息风险。

结论

S(Pr)1826-2.35型单级高速双支撑离心鼓风机是轻稀土（特别是镨）提纯工艺中应对中高压力气体输送需求的精良装备。其型号精准定义了流量与压力两大核心性能参数，双支撑结构与高速设计确保了运行的稳健。深入理解其主轴、转子、轴瓦、碳环密封等核心配件的功能与互动关系，是进行科学维护和高效修理的基础。当将其应用于输送空气、氧气、氮气、氢气乃至复杂工业烟气等不同介质时，必须严格考量气体物性对风机性能、材料兼容性及安全规范的深刻影响，并进行相应的针对性设计与选材。

作为风机技术人员，掌握从型号解读、结构原理到故障维修、气体适配的全链条知识，不仅能保障S(Pr)1826-2.35这类关键设备的长周期稳定运行，更能为轻稀土提纯工艺的优化升级提供可靠的气力输送解决方案，从而为提升我国稀土产业的精细化、高质量发展贡献坚实的技术力量。

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