轻稀土钐（Sm）提纯风机关键技术详解:以D(Sm)2219-2.48型风机为核心

作者：王军（139-7298-9387）

关键词：轻稀土钐提纯风机、D(Sm)2219-2.48多级离心鼓风机、稀土矿提纯离心鼓风机、风机配件与修理、工业气体输送、C(Sm)型多级离心鼓风机、CF(Sm)浮选离心鼓风机、CJ(Sm)浮选离心鼓风机、AI(Sm)单级悬臂加压风机、S(Sm)单级高速双支撑加压风机、AII(Sm)单级双支撑加压风机

一、轻稀土钐（Sm）提纯工艺对离心鼓风机的特殊要求

稀土元素钐（Samarium）作为轻稀土家族中的重要成员，在永磁材料、核工业、电子器件等领域具有不可替代的作用。其提纯工艺主要涉及矿石破碎、焙烧、酸溶、萃取、还原等工序，其中多个环节需要离心鼓风机提供精确的气体输送和压力支持。特别是浮选、气流分级、烟气处理和惰性气体保护等工序，对鼓风机的气体介质适应性、压力稳定性、耐腐蚀性和密封可靠性提出了极高要求。

轻稀土提纯用离心鼓风机与传统工业鼓风机的根本区别在于：第一，介质多样性，可能交替或混合输送空气、工业烟气、氮气、氩气等；第二，工况苛刻，常伴有酸性气体成分和微量粉尘；第三，压力精度要求高，萃取和分级工艺对气压波动敏感；第四，连续性要求严格，非计划停机可能导致整批物料报废。因此，针对钐提纯开发的专用风机系列，在材料选择、结构设计、密封形式和运行控制方面均进行了特殊优化。

二、稀土提纯专用离心鼓风机系列概览

根据钐提纯各工序的气体输送需求，目前已形成多个专用风机系列，每个系列针对特定工况设计：

“C(Sm)”型系列多级离心鼓风机：采用多级叶轮串联结构，适用于中等流量、中高压力的气体输送场合，如焙烧炉助燃风、烟气循环等。其特点为效率曲线平坦，在工况波动时仍能保持较高效率。

“CF(Sm)”型系列专用浮选离心鼓风机与“CJ(Sm)”型系列专用浮选离心鼓风机：专为稀土浮选工序设计。浮选工艺需向矿浆中充入大量细微、均匀的空气气泡，以吸附目标矿物。这两类风机通过特殊设计的叶轮和扩压器，实现低压头、大流量的稳定输出，并确保气泡尺寸分布符合工艺要求。CF型侧重经济性与可靠性，CJ型则在调节精度和气体混合均匀性方面更优。

“AI(Sm)”型系列单级悬臂加压风机：采用单级叶轮与悬臂式转子结构，结构紧凑，适用于小流量、中低压力的加压点，如试剂储罐的气体覆盖保护。其维护简便，常用于辅助工序。

“S(Sm)”型系列单级高速双支撑加压风机与“AII(Sm)”型系列单级双支撑加压风机：二者均为单级结构，但采用转子两端支撑的刚性设计，运行稳定性更高。S系列通过齿轮箱增速，达到更高转速和压头，适用于需要较高出口压力的单一气体输送。AII系列则为直联或皮带传动，转速适中，兼顾效率与耐用性，在惰性气体输送中应用广泛。

“D(Sm)”型系列高速高压多级离心鼓风机：作为钐提纯工艺中的核心动力设备，尤其适用于对压力要求最高、连续性最关键的环节，如高压气流分级、还原炉气体循环、以及需要克服系统巨大阻力的长距离气体输送。该系列融合了高速齿轮传动技术与多级压缩技术，是本文重点阐述的对象。

风机型号编码规则：以“D(Sm)300-1.8”为例进行解读。“D”代表D系列高速高压多级离心鼓风机；“(Sm)”明确其适用于钐提纯工艺，在材料与内部间隙上可能有特殊配置；“300”表示风机在标准进气状态下的额定流量为每分钟300立方米；“-1.8”表示风机设计出口表压为1.8个标准大气压（即绝对压力约为2.8ata）。需要注意的是，此压力标注是基于进气压力为标准大气压（1ata）的条件。若型号中无压力标注，通常默认进气压力为1ata。型号中的流量与压力参数是依据具体工艺系统（如跳汰机、分级塔等）的阻力计算和气体需求，通过严格的选型计算确定的。

三、核心设备深度解析：D(Sm)2219-2.48型高速高压多级离心鼓风机

3.1 型号含义与基本性能参数

D(Sm)2219-2.48型号解码如下：

该风机主要设计用于输送空气或特定的无毒工业混合气体。在钐提纯中，可能用于为高压气流分级设备提供动力风，或为某些高压反应环节提供循环气体。其驱动方式通常为电机通过增速齿轮箱驱动，转速可达每分钟数千转至上万转，从而实现单机多级叶轮下的高压输出。

3.2 核心结构与工作原理

D(Sm)2219-2.48型风机为多级离心式结构。气体从进气口进入，依次流经各级叶轮和扩压器。每经过一级叶轮，气体获得动能，随后在扩压器中部分动能转化为静压能。如此逐级压缩，最终达到设计出口压力。

其性能遵循离心式鼓风机的基本特性：在转速恒定、输送介质密度不变的情况下，风机的压力-流量特性曲线呈下降趋势，即流量增大时，出口压力降低；功率-流量曲线则呈上升趋势。风机的工作点由风机特性曲线与管网阻力曲线的交点决定。对于钐提纯工艺，要求工作点稳定在高效区内，以避免喘振（压力脉动剧烈）和阻塞（流量过大导致效率骤降）等不稳定工况。防喘振控制是此类高压风机安全运行的关键。

四、关键配件详解与维护核心

4.1 风机转子总成

转子总成是风机的“心脏”，由主轴、多级叶轮、平衡盘、联轴器等部件组成。对于D(Sm)系列，主轴采用高强度合金钢（如40CrNiMoA）整体锻制，经调质处理和精密加工，确保在高转速下的强度和动态平衡性。叶轮根据输送气体性质（如是否含腐蚀性成分）选用不锈钢（如304、316L）或高强度铝合金，并采用三元流设计以提高效率。每个叶轮在装配前都需进行超速试验和单独的动平衡校正。整个转子总成装配完毕后，必须在高速动平衡机上达到G2.5或更高精度等级，这是保证风机长期平稳运行、振动值达标的基础。

4.2 风机轴承与轴瓦

高速高压离心鼓风机常采用滑动轴承（轴瓦）而非滚动轴承。滑动轴承在高转速、重载条件下具有更好的阻尼特性和寿命。轴瓦材料多为巴氏合金（锡锑铜合金），其良好的嵌入性和顺应性，可承受转子微小的不对中或瞬时冲击。轴承的润滑至关重要，采用压力油循环润滑系统，不仅提供润滑，还带走摩擦热。油温、油压、轴瓦温度是监控轴承健康状态的关键参数。轴瓦间隙需严格按照制造厂要求调整，间隙过大会导致振动加剧，间隙过小则可能引起烧瓦。

4.3 密封系统

密封系统是防止气体泄漏和润滑油污染的关键，对于输送贵重、有害或高纯度工业气体的风机尤为重要。

4.4 轴承箱与润滑系统

轴承箱是容纳轴承、轴瓦并为其提供稳定支撑的部件，其刚性直接影响转子动力学特性。润滑系统包括主油泵、辅助油泵、油箱、冷却器、滤油器和一系列监控仪表。必须确保润滑油清洁（定期滤油）、温度适宜（通常控制在40-50℃）且油压稳定（满足轴承所需压力）。任何润滑故障都可能导致灾难性的轴承损坏。

五、风机常见故障与修理要点

风机修理必须由专业人员进行，遵循“先诊断，后拆解”的原则。

大修流程通常包括：停机隔离置换（对输送有害气体至关重要）→ 拆卸联轴器、进出口管路 → 揭盖吊出转子总成→ 全面检查测量各部件间隙（轴承间隙、密封间隙、叶轮口环间隙）→ 检查叶轮、主轴、轴承箱有无裂纹或变形 → 根据检查结果，更换磨损件（如轴瓦、碳环密封、气封齿）→ 清理所有流道 → 回装并按标准重新校正对中和动平衡 → 单机试车及性能测试。

六、输送各类工业气体的特殊考量

D(Sm)系列及其他提纯风机可输送的气体介质多样，设计选型时必须针对性考虑：

七、总结

轻稀土钐的提纯是一项精密的工业过程，其专用离心鼓风机，特别是以D(Sm)2219-2.48型为代表的高速高压多级离心鼓风机，是整个流程稳定高效运行的核心动力保障。从C(Sm)、CF(Sm)到AI(Sm)、S(Sm)等系列，每一类风机都针对特定工序的气体输送需求而优化。深刻理解风机型号编码规则、掌握以转子总成、主轴、轴瓦、轴承箱、气封、油封、碳环密封为代表的关键部件的结构与功能，是进行正确选型、规范操作和科学维护修理的基础。同时，面对从空气到氢气等各类工业气体的输送任务，必须充分考虑气体物性对风机性能、材料及密封的特殊要求。只有将风机技术与具体工艺需求深度融合，才能确保稀土提纯生产线的长期、稳定、高效运转，为我国稀土战略资源的精深加工提供可靠装备支持。