轻稀土提纯风机：S(Pr)1175-1.54型单级高速离心鼓风机技术解析与应用

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轻稀土提纯风机：S(Pr)1175-1.54型单级高速离心鼓风机技术解析与应用

作者：王军（139-7298-9387）

关键词：轻稀土提纯镨提纯离心鼓风机 S系列风机配件风机维修工业气体输送轴瓦碳环密封

引言

在轻稀土（铈组稀土）的湿法冶金提纯工艺中，特别是针对镨（Pr）元素的分离与富集，高效、稳定、可靠的流体输送与气体加压设备至关重要。离心鼓风机作为提供工艺气体动力源的核心装备，其性能直接影响到氧化焙烧、气流分级、物料输送及环保脱硫等关键环节的效率与稳定性。本文将以S(Pr)1175-1.54型单级高速双支撑加压风机为核心，结合“C(Pr)”、“CF(Pr)”等其他系列专用风机，系统阐述其在轻稀土提纯领域的基础知识、核心配件构成、维修要点以及对各类工业气体的适应性，旨在为相关领域的技术人员提供一份深入、实用的参考。

一、稀土提纯工艺对离心鼓风机的特殊要求

轻稀土提纯过程复杂，涉及焙烧、酸溶、萃取、沉淀、煅烧等多个单元操作。作为气体动力源的风机，需满足以下苛刻条件：

介质多样性：需处理空气、工艺烟气（可能含酸性成分）、保护性气体（如氮气、氩气）等。 压力与流量稳定性：萃取搅拌、气流分级等工艺要求气体压力与流量高度稳定，波动会影响反应平衡与产品粒度分布。 耐腐蚀性与密封性：输送含氟、氯、硫氧化物的工艺烟气时，风机过流部件需具备良好的耐腐蚀性；同时必须防止工艺气体泄漏污染环境或润滑介质，以及空气渗入影响工艺气氛。 高可靠性：生产线连续运行，要求风机具备长周期、免维护或易维护的特性。

二、风机系列概览与S(Pr)1175-1.54型号深度解读

为满足不同工艺环节的需求，衍生出多个专用风机系列：

“C(Pr)”型多级离心鼓风机：适用于中等流量、较高压比的稳定送风场景，如物料气力输送系统。 “CF(Pr)”、“CJ(Pr)”型系列专用浮选离心鼓风机：针对稀土浮选工艺优化，注重流量调节范围和运行经济性。 “D(Pr)”型高速高压多级离心鼓风机：为需要极高出口压力的特殊工艺（如深层氧化）设计。 “AI(Pr)”型单级悬臂加压风机：结构紧凑，适用于空间受限的中低压力场合。 “AII(Pr)”型单级双支撑加压风机：转子稳定性优于悬臂式，用于中等负荷。 “S(Pr)”型系列单级高速双支撑加压风机：本文重点，以高转速、高单级压升、高运行效率为特点，是轻稀土提纯中高压气体供应的主力机型。

对S(Pr)1175-1.54型号的完整解析：
该型号编码蕴含了风机的核心性能参数。

“S”：代表“单级高速双支撑”结构。单级指仅一个叶轮，通过高转速达到所需压比；双支撑指转子两端均有轴承支撑，这种结构刚性好，能承受更高的转速和更大的负载，运行稳定性极佳。 “(Pr)”：明确标示该风机专为镨（Pr）及相关轻稀土的提纯工艺流程设计与优化，在材料选择、间隙设定、防腐蚀处理等方面具有针对性。 “1175”：表示风机在标准进气状态（通常为进口压力1个标准大气压，温度20℃，相对湿度50%）下的额定体积流量，单位为立方米每分钟。即该风机每分钟可输送1175立方米的介质气体。此流量是工艺设计选型的基础。 “-1.54”：表示风机的出口绝对压力为1.54个大气压（绝对压力）。根据定义，风机的压升或排气压力（表压）等于出口绝对压力减去进口绝对压力。本例中，若未特殊标注进口压力（即默认进口压力为1个标准大气压），则其产生的压升为0.54个大气压（约54kPa）。若进口压力非标准值，型号中会以“/”分隔表示，例如“S(Pr)1175/0.95-1.54”表示进口压力0.95个大气压，出口压力1.54个大气压。 配套与选型：如同系列中的“S(Pr)800-2.4”常用于与跳汰机配套，S(Pr)1175-1.54则可能对应于特定的萃取槽曝气、氧化炉供风或产品气流干燥等工艺环节，其参数由具体的工艺计算和系统阻力确定。

三、 S(Pr)系列风机核心配件技术详解

风机的长期稳定运行依赖于各部件的精密配合与可靠性。以下对关键配件进行说明：

风机主轴：作为转子的核心骨架，承载所有旋转部件。通常采用高强度合金钢（如42CrMo）整体锻造，经调质处理和精密磨削，确保极高的强度、韧性和同轴度。其临界转速必须远高于工作转速，以避免共振。 风机转子总成：包括主轴、叶轮、平衡盘（如有）、联轴器等。叶轮是心脏部件，为达到1.54个大气压的出口压力，S系列采用后向或径向出口的高强度叶轮，叶片型线经CFD优化。转子组装后必须进行高速动平衡校正，精度通常达到G2.5或更高等级，以将振动降至最低。 风机轴承与轴瓦：对于高速重载的S系列，滑动轴承（轴瓦）因其承载能力强、阻尼性能优、运行平稳而成为首选。轴瓦通常为剖分式，内衬巴氏合金。其润滑由强制供油系统保障，油膜的形成是轴承正常工作的关键。维护中需重点关注巴氏合金层的磨损、脱落及油膜压力、温度。 密封系统：这是防止介质泄漏和油污染的关键。 气封与油封：在轴承箱与机壳之间，采用迷宫密封、浮环密封或机械密封的组合，阻止气体外泄和润滑油进入流道。 碳环密封：在输送易燃、易爆、有毒或贵重气体（如氢气、工艺烟气）时，碳环密封是高端选择。它由多个石墨环在弹簧力作用下紧贴轴套组成，磨损小，自润滑，能在高速下实现极低泄漏，安全可靠性高。对于S(Pr)1175-1.54，若输送特殊气体，碳环密封可能是标准或可选配置。 轴承箱：容纳轴承、轴瓦和部分密封的壳体，设计有合理的润滑油腔、冷却水路（如有）和监测仪表接口（温度、振动探头），其刚性和散热性直接影响轴承寿命。

四、风机常见故障与维修要点

基于S系列的结构特点，维修应注重以下方面：

振动超标：原因：转子不平衡（结垢、磨损）、对中不良、轴承（轴瓦）磨损、基础松动、喘振。维修：检查并清洁叶轮，重新进行动平衡；激光对中仪精确校正联轴器；检查轴瓦间隙（常用压铅法测量），超标则更换；紧固地脚；调整运行点远离喘振区。 轴承温度高：原因：润滑油油质劣化、油量不足、油冷却器故障、轴瓦刮研不良、负载过大。维修：化验并更换合格润滑油；检查油泵、滤网、管道；清洗冷却器；研修或更换轴瓦，保证接触面积和油楔形状；检查系统阻力是否异常。 性能下降（压力、流量不足）：原因：叶轮腐蚀或磨损严重，间隙（特别是口环密封间隙）过大，滤网堵塞，管网泄漏。维修：检测叶轮尺寸，修复或更换；调整或更换密封件；清洗进气过滤器；排查管路。 气体或油泄漏：原因：密封件（碳环、迷宫齿、O型圈）老化、磨损、安装不当。维修：定期检查密封状况，按规范更换密封组件。对于碳环密封，需检查环的磨损量、弹簧弹力及环槽清洁度。

维修总则：必须遵循制造商手册，大修后应重新进行单机试车（检查振动、温度、性能）和工艺联调。

五、输送不同工业气体的适应性说明

S(Pr)1175-1.54等风机在轻稀土提纯中可输送多种气体，但需针对性调整：

空气：最常用介质。注意进气过滤，防止粉尘磨损。 工业烟气：常含腐蚀性成分。需选用耐蚀材料（如不锈钢316L、双相钢）的叶轮和机壳，密封需加强，壳体应考虑冷凝液排放口。 二氧化碳(CO₂)、氮气(N₂)、氩气(Ar)：惰性气体。材料无特殊要求，但需注意密封，防止泄漏浪费。密度与空气不同，风机性能曲线会偏移，选型时需换算。 氧气(O₂)：助燃气体。严禁油脂，所有过流部件需严格脱脂，采用禁油设计和材料，防止起火爆炸。 氢气(H₂)：密度小、易泄漏、易燃爆。风机设计需侧重：极严密的密封（如采用干气密封或高级碳环密封）；防爆电机和电器；转子设计考虑氢气的低密度特性；通常为筒式结构保证强度。 氦气(He)、氖气(Ne)：稀有贵重气体。核心要求是零泄漏，密封系统等级最高，常采用双端面干气密封等。 混合无毒工业气体：需明确成分比例，计算平均分子量、密度、绝热指数等物性参数，据此修正风机设计（叶轮型线、转速、功率）和性能预测。

性能换算核心：当输送气体密度（ρ）与空气不同时，风机的压头（H）特性不变，但压力（P=ρgH）、轴功率（N）与密度成正比。流量（Q）在转速不变时，理论体积流量基本不变。选型时必须进行严格的气体物性换算。

结语

S(Pr)1175-1.54型单级高速双支撑离心鼓风机，代表了轻稀土镨提纯领域高性能气体加压装备的技术水平。其成功的应用，离不开对型号参数的精准理解、对核心配件（如轴瓦、碳环密封）特性的掌握、对维修保养要点的严格执行，以及对输送气体物性的灵活适配。随着稀土材料需求的增长和工艺的不断升级，对风机的效率、可靠性和智能化水平提出了更高要求。未来，集成在线状态监测、自适应控制、预测性维护功能的智能型S(Pr)系列风机，必将为轻稀土提纯工业的绿色、高效、高质量发展提供更强劲的动力保障。

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