轻稀土钷(Pm)提纯离心鼓风机技术基础与D(Pm)1037-2.6型号专项解析

作者：王军（139-7298-9387）

关键词：轻稀土钷提纯风机；D(Pm)1037-2.6型离心鼓风机；风机配件维修；多级离心鼓风机；工业气体输送；碳环密封；稀土冶炼气体输送

引言

在稀土矿物冶炼与提纯，特别是针对具有特定放射性与化学活性的轻稀土元素钷(Pm)的工艺中，气体输送与分离环节至关重要。作为工艺流程中的“肺腑”，离心鼓风机为浮选、焙烧、气体置换、尾气处理等关键工序提供稳定、可靠且符合特定压力与洁净度要求的气流动力。其性能的可靠性、密封的严密性以及材质的兼容性，直接关系到钷的提取效率、产品纯度、生产安全与环境合规。本文将系统阐述应用于稀土矿提纯领域的离心鼓风机基础知识，并重点针对D(Pm)1037-2.6型高速高压多级离心鼓风机进行深度技术说明，同时对风机核心配件、修理要点以及面向多种工业气体的输送适应性进行详细分析。

第一章 稀土提纯工艺与离心鼓风机选型概述

钷(Pm)作为轻稀土家族中的放射性成员，其提纯过程通常涉及复杂的物理化学方法，如溶剂萃取、离子交换、真空蒸馏以及需要特定气体氛围保护的还原反应等。这些工艺对配套风机的需求具有鲜明特点：

介质多样性：需处理空气、惰性保护气（如氮气N₂、氩气Ar）、工艺反应气（如氢气H₂）、以及可能含有腐蚀性成分的工业烟气。

压力需求：从浮选鼓风的中低压，到气体加压输送、穿透填料塔或维持系统正压/负压所需的中高压。

洁净与密封：防止放射性粉尘或贵重稀土物料泄漏，杜绝外部空气污染工艺气体，要求极高的密封等级。

材料兼容性：输送氢气等气体时需考虑氢脆，输送腐蚀性烟气时需选用耐蚀材料。

为满足上述多元需求，形成了针对性的风机系列，如“C(Pm)”型多级离心鼓风机适用于稳定流量和中高压场合；“CF(Pm)”与“CJ(Pm)”型专用浮选离心鼓风机针对浮选工艺优化了气动性能和耐磨性；“AI(Pm)”型单级悬臂加压风机结构紧凑，适用于中等压力；“S(Pm)”与“AII(Pm)”型单级高速或双支撑加压风机则适合更高转速或更大流量的单级增压。而“D(Pm)”型系列高速高压多级离心鼓风机，凭借其通过多级叶轮串联实现高压输出的能力，成为诸多高压气力输送、系统加压保压环节的核心设备。

第二章 D(Pm)1037-2.6型高速高压多级离心鼓风机深度解析

一、型号含义与基本参数
型号“D(Pm)1037-2.6”解读如下：

“D(Pm)”：表示该风机属于D系列高速高压多级离心鼓风机，专为钷(Pm)及相关稀土提纯工艺设计或适配，在材料选择、密封配置上考虑了工艺特性。

“1037”：代表风机在设计进气状态下的额定体积流量，单位为立方米每分钟。即该风机的额定流量为1037立方米每分钟。这是一个关键选型参数，需与工艺系统的气量需求精确匹配。

“-2.6”：表示风机出口的表压为2.6个大气压（即相对于标准大气压的压升为2.6 bar(g)）。值得注意的是，此标注默认风机进口压力为标准大气压（约1.013 bar(a)）。若标注为类似“2.6/1.2”等形式，则“/”后数字表示进口绝对压力（单位大气压）。因此，D(Pm)1037-2.6的总压比约为出口绝对压力3.6个大气压与进口绝对压力1个大气压之比，即3.6。

二、结构特点与工作原理
D(Pm)1037-2.6型风机属于多级离心式结构。其核心工作原理是：驱动电机通过增速齿轮箱（或直联）带动风机主轴高速旋转，安装在主轴上的多个风机转子总成（每级包括叶轮、轮盖、轴套等）随之转动。气体由进气室吸入，依次流经各级叶轮和导叶（或扩压器）。在每一级叶轮中，气体受离心力作用获得动能和静压能，随后在导叶或扩压器中部分动能转化为静压能。经过多级这样的“增速-转化”过程，气体在出口处累积达到所需的压力（2.6 bar(g)）。

其主要结构组件包括：

机壳（气缸）：通常为水平剖分式，便于安装检修，材质需根据输送气体性质选择铸铁、铸钢或不锈钢。

风机转子总成：是风机的心脏，要求极高的动平衡精度（G2.5或更高等级）以保障高速运行的平稳。叶轮型线经空气动力学优化，材质常为高强度合金钢或不锈钢。

风机主轴：传递扭矩并支撑转子，需具有高疲劳强度和高精度。通常为高强度合金钢锻件，经调质处理和精密加工。

轴承系统：对于D系列高速高压风机，常采用滑动轴承（风机轴承用轴瓦）。轴瓦内衬巴氏合金，具有良好的耐磨、嵌藏和顺应性。轴承箱提供稳定的支撑和润滑环境。

密封系统：是保障安全、防止介质互串和润滑油泄漏的关键。主要包括：

气封（级间密封与轴端密封）：通常采用迷宫密封，利用多道曲折间隙节流降压，减少级间泄漏和轴端气体外泄。

油封：位于轴承箱端部，防止润滑油沿轴外漏。

碳环密封：在输送易燃易爆（如H₂）、贵重或有害气体时，常作为轴端主密封。由多段高纯度石墨环组成，在弹簧力作用下紧贴轴套表面，形成动态密封，具有极低的泄漏率、良好的自润滑性和耐高温性，是高端工艺风机的标准配置。

润滑系统：独立的强制油站为齿轮箱和滑动轴承提供压力油，进行润滑、冷却和清洁。

冷却系统：对压缩后的气体（必要时）和润滑油进行冷却。

三、性能与选型考量
该风机的性能曲线（压力-流量曲线、效率-流量曲线、功率-流量曲线）是其运行选择的依据。选型时需明确：

工艺气体成分与性质：决定材料、密封和润滑系统的选择。

进口状态：进口压力、温度、湿度。型号中未特殊标注，则默认为标准大气压、常温。

所需流量与压力：以D(Pm)1037-2.6为例，需确认工艺系统在1037立方米每分钟流量下是否需要2.6 bar(g)的出口压力，并考虑管网阻力变化下的工作点。

配套设备：如与跳汰机、反应釜、气体净化塔等设备的联动要求。

第三章 核心配件详解与风机修理维护

一、核心配件功能与技术要点

风机主轴与转子总成：最核心的旋转部件。修理或更换时，必须进行高速动平衡校正，平衡精度需达到ISO 1940 G2.5或更高标准，以消除不平衡力，防止振动超标。叶轮需进行无损探伤（如超声、渗透检测），确保无裂纹、夹渣等缺陷。

风机轴承与轴瓦：滑动轴承的轴瓦巴氏合金层应结合牢固，无脱壳、裂纹、严重磨损或烧熔。装配时需保证合适的轴承间隙（顶隙、侧隙）和接触角，通常通过刮研实现。油膜形成与稳定性直接关系振动水平。

碳环密封：检修时检查碳环的磨损量、径向厚度均匀性以及弹簧弹力。安装需格外精细，确保各环在密封室内能自由浮动但无卡涩，与轴套的接触面光滑贴合。轴套表面硬度（通常镀铬或喷涂硬质材料）和光洁度对碳环寿命至关重要。

气封（迷宫密封）：检查梳齿的磨损、倒伏情况。密封间隙是关键技术参数，过大则泄漏量大，过小易发生摩擦。需严格按照制造厂图纸要求的间隙值（如半径方向间隙）进行装配调整。

轴承箱与润滑系统：轴承箱需清洁无杂质，油路畅通。润滑油定期化验，监测粘度、水分、金属颗粒含量。油泵、冷却器、过滤器等辅助设备需工作正常。

二、常见故障与修理流程

振动超标：最常见故障。原因可能包括转子不平衡（需重新动平衡）、对中不良（重新激光对中）、轴瓦磨损或损坏（更换或刮研修复）、基础松动或管道应力（消除应力）、油膜涡动或振荡（调整轴承参数或油温）。

轴承温度高：油路堵塞、油量不足、油质劣化、轴瓦间隙过小、负载过大或冷却失效。需逐项排查。

气体泄漏：轴端密封（碳环或迷宫）磨损失效、密封间隙过大、密封气压力设置不当。需更换密封件或调整。

性能下降（压力/流量不足）：可能内部流道积垢（清洗）、密封间隙过大导致内泄漏严重（调整或更换密封）、转速下降（检查驱动）、进口过滤器堵塞。

修理通用流程：停机隔离→拆卸解体→全面清洗→零部件检查测量（关键尺寸记录）→故障诊断→配件修复或更换（严格执行质量标准）→精心装配（确保各部间隙）→单机试车（检查振动、温度、噪声）→工艺联调。

第四章 面向多元工业气体的输送适应性

D(Pm)系列及其他系列风机输送介质不限于空气，广泛适应于稀土提纯中的各种工业气体，设计时需针对性调整：

惰性气体（氮气N₂、氩气Ar、氦气He、氖气Ne）：性质稳定，主要考虑密封严密性，防止空气渗入污染工艺氛围。碳环密封是优选。需注意分子量不同对风机压头（离心力与气体密度成正比）和功率的影响。

氧气O₂：强氧化性，严禁油脂。润滑系统需特殊设计（如采用无油润滑轴承或特殊相容性润滑油），所有接触部件需彻底脱脂，材质选用铜合金或不锈钢以降低火花风险。

氢气H₂：密度小，分子量小，所需压缩功相对较小，但极易泄漏、易燃易爆。对密封（必须采用如碳环密封等高效密封）要求极高，材料需考虑抗氢脆（如选用奥氏体不锈钢），机壳设计需考虑防爆泄压。

二氧化碳CO₂：可能含有水分形成碳酸，具有一定腐蚀性。在低温或高压下可能液化，需控制级间和出口温度高于露点。材质可考虑不锈钢防护。

工业烟气：成分复杂，可能含腐蚀性气体（如SO₂、HCl）、粉尘和水分。需前置高效除尘和脱酸处理，风机过流部件采用耐蚀材料（如双相不锈钢、涂层防护），设计上考虑防积灰和易清理，必要时增加冲洗口。

混合无毒工业气体：需明确混合气体的平均分子量、绝热指数、湿度、腐蚀性成分等，以准确计算风机性能参数和选择合适的材料密封方案。

对于所有特殊气体，风机的设计压力、试验压力和安全附件（安全阀、爆破片）的设置均需遵循相关压力容器和特种设备规范。

结论

在轻稀土钷(Pm)的精细化提纯产业链中，离心鼓风机，特别是如D(Pm)1037-2.6型这样的高速高压多级离心鼓风机，扮演着无可替代的动力核心角色。深入理解其型号含义、结构原理、性能特点，是进行正确选型、高效运行和科学维护的基础。而对风机主轴、转子总成、轴瓦、碳环密封等核心配件的精细维护与修理，更是保障其长周期、高可靠性、安全稳定运行的生命线。同时，面对从空气、惰性气体到氢气、氧气、腐蚀性烟气等复杂的输送介质，必须在风机设计、材料选择、密封配置及运行管理中采取针对性策略，确保风机不仅是一个动力设备，更是整个提纯工艺安全、环保、高效运行的坚实保障。随着稀土材料战略地位的不断提升，对与之配套的高端特种风机的技术钻研与创新，将持续推动整个产业向更高水平迈进。