轻稀土钐（Sm）提纯工艺专用离心鼓风机技术解析：以D(Sm)2520-1.69型风机为核心

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轻稀土钐（Sm）提纯工艺专用离心鼓风机技术解析：以D(Sm)2520-1.69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)2520-1.69型离心鼓风机、稀土矿提纯气体输送、风机核心配件、风机维修维护、工业气体输送鼓风机

引言：离心鼓风机在轻稀土提纯中的关键角色

轻稀土元素钐（Samarium， Sm）的提取与提纯是现代稀土工业中的重要环节，其工艺通常涉及焙烧、酸溶、萃取、沉淀、煅烧等多个步骤。在这些过程中，可靠、稳定且高效的气体输送与加压设备是保障连续生产、优化反应条件、实现能耗控制的核心。离心鼓风机，凭借其输送气体清洁、流量稳定、调节性能好、维护相对简便等优势，已成为稀土冶炼，特别是气流输送、气动搅拌、流化床供风、烟气循环及保护性气体输送等环节的关键动力设备。

本文旨在系统阐述应用于轻稀土钐提纯领域的离心鼓风机基础知识，并重点围绕D(Sm)2520-1.69型高速高压多级离心鼓风机这一典型型号，深入剖析其技术内涵、配件构成及维修要点。同时，将对适用于不同工艺阶段的各类风机系列及广泛的工业气体输送能力进行概述，为从事风机技术管理、设备维护及工艺设计的同仁提供参考。

第一部分：稀土提纯用离心鼓风机系列概览

针对稀土矿提纯，尤其是钐分离工艺中复杂多样的气体输送需求，发展出了多个专用风机系列，各系列在结构、压力、流量及适用场景上各有侧重：

“C(Sm)”型系列多级离心鼓风机：采用多级叶轮串联结构，专注于提供中等流量、较高压力的气体输送。结构坚固，效率曲线平缓，适用于对压力有稳定要求但流量波动不大的工况，如某些萃取塔的氧化空气供给或物料的气力输送。 “CF(Sm)”与“CJ(Sm)”型系列专用浮选离心鼓风机：专为稀土矿浮选工艺设计。浮选过程需要大量、稳定、压力特定的空气产生气泡，这两种系列风机优化了在此特定压力区间（通常较低至中等）的效率与可靠性，确保气泡大小与分布均匀，直接影响选矿指标。 “D(Sm)”型系列高速高压多级离心鼓风机：本系列是处理高压力需求的核心机型。通过采用高转速设计（通常由增速齿轮箱驱动）结合多级叶轮，能在相对紧凑的结构下实现远高于普通多级风机的出口压力。D(Sm)2520-1.69型即是该系列的杰出代表，特别适用于钐提纯后期需要高压气体进行物料吹扫、系统加压或驱动精密气动仪表等环节。 “AI(Sm)”型系列单级悬臂加压风机：结构紧凑，转子为悬臂式。适用于流量较大、压力要求中低的场合，如车间的通风换气、部分燃烧供风或冷却气流输送。其优势在于占地面积小，安装维护方便。 “S(Sm)”型系列单级高速双支撑加压风机：采用单级高速叶轮，转子两端支撑。兼顾了较高转速带来的单级升压能力与双支撑结构带来的良好转子稳定性。适用于需要较高压头但级数不宜过多的工况。 “AII(Sm)”型系列单级双支撑加压风机：作为经典的双支撑单级鼓风机，结构稳健，运行可靠，维护便捷。广泛应用于各种对压力、流量要求适中的稳定气源供应点。

在气体适应性方面，上述系列风机，通过材料选择、密封设计和结构优化，能够安全输送包括但不限于：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）以及各种混合无毒工业气体。这确保了其在钐提纯全流程中，从氧化焙烧的助燃空气到保护性惰性气体覆盖，都能找到合适的机型。

第二部分：核心型号深度解析:D(Sm)2520-1.69型高速高压多级离心鼓风机

D(Sm)2520-1.69这个型号编码蕴含了该风机的关键性能参数：

“D”：代表该风机属于D系列，即高速高压多级离心鼓风机。 “(Sm)”：表明该风机设计或适用于轻稀土钐（Sm）的提纯工艺环境，可能在材料防腐、密封特殊性或工况适配性上做了针对性考虑。 “2520”：通常表示风机的额定流量。参照类似命名规则（如D(Sm)300-1.8表示流量300立方米每分钟），此处的“2520”极有可能表示其额定流量为2520立方米每分钟。这是一个非常大的流量，结合其高压特性，表明该风机适用于大规模生产线上关键的高负荷气体输送环节。 “-1.69”：代表风机出口的绝对压力值为1.69个大气压（绝对压力）。根据提供的信息注释，如果型号中未标示进口压力，则默认进口压力为1个大气压（绝对压力）。因此，该风机的压升（压比）约为1.69，出口表压约为0.69个大气压（或约69 kPa）。这个压力在离心鼓风机中属于高压范畴，验证了其“高压”特性。 流量与压力的匹配：2520立方米每分钟的流量配合1.69的压比，意味着D(Sm)2520-1.69型风机是一台大流量、高压头的强力动力设备。在钐提纯工艺中，它可能被用于大型流化床反应器的流化风供给、全厂性的压缩空气主干管网供气、或是对大规模气体循环系统的加压驱动。

设计特点：

高速设计：通过集成精密增速齿轮箱，将电机转速提升至数万转每分钟，使得单级叶轮能产生更高的压头，从而在用较少级数的情况下实现目标压力，减小了风机体积。 多级压缩：内部串联多个叶轮和扩压器、回流器，气体被逐级压缩，压力逐步升高。多级结构有利于提高效率，并使每级负荷合理，运行平稳。 高强度结构：机壳、隔板等承压部件设计坚固，以承受内部高压。转子经过严格的动平衡校正，以适应高转速运行。 针对性密封与材料：针对稀土冶炼环境中可能存在的腐蚀性气体或粉尘，过流部件（如叶轮、机壳内表面）可能采用不锈钢或特种涂层；密封系统（如碳环密封）设计更为考究，防止气体泄漏和外界杂质侵入。

第三部分：风机核心配件详解

以D(Sm)2520-1.69型风机为例，其可靠运行依赖于一系列精密的核心配件：

风机主轴：作为整个转子系统的核心承载与动力传递部件，必须具备极高的强度、刚度和疲劳韧性。通常采用优质合金钢（如42CrMo）锻制而成，经过调质热处理，确保其综合机械性能。所有装配轴颈、轴肩处需经过精密磨削，保证尺寸精度和表面光洁度，以与轴承、叶轮等实现高精度配合。 风机转子总成：这是风机的“心脏”，包括主轴、各级叶轮、平衡盘（如有）、联轴器部件等。叶轮通常为闭式或半开式，采用高强度铝合金或不锈钢精密铸造或焊接后加工而成，并经过超速试验。整个转子总成在装配完成后，必须进行高速动平衡校正，使其在工作转速下的剩余不平衡量达到极高标准（通常用振动速度值衡量），这是确保风机平稳、低振动的关键。 风机轴承与轴瓦：对于D(Sm)系列这类高速风机，滑动轴承（采用轴瓦）是主流选择。轴瓦通常由巴氏合金（一种耐磨减摩的白色金属）浇铸在钢背衬上制成，形成油楔以在高速下实现液体动压润滑。轴承箱内设有润滑油路，确保轴瓦得到充分冷却和润滑。轴承的运行状态（温度、振动）是监测风机健康的最重要指标。 密封系统： 气封（迷宫密封）：安装在机壳与转子之间（如级间、轴端），利用一系列节流齿隙对气体形成多次节流膨胀，有效减少级间泄漏和轴端向内/向外的气体窜流，是保证风机效率和内部流场稳定的重要部件。 碳环密封：一种接触式或半接触式机械密封，常用于轴端，特别是输送特殊、贵重或有毒气体时。由多个碳环组合而成，在弹簧力作用下与轴套保持轻微接触，形成极佳的密封效果。其优点是自润滑、耐高温、适应少量轴向窜动，但需要定期检查磨损。油封：主要用于轴承箱的轴承端盖处，防止润滑油泄漏，并阻止外部灰尘、水分进入轴承箱。常用形式包括骨架油封或迷宫式油封。 轴承箱：是容纳和支撑主轴轴承（轴瓦）的独立箱体结构。它不仅提供轴承的安装基座，还构成了润滑油循环系统的重要组成部分。轴承箱需有足够的刚性，防止变形影响轴承对中；内部油路设计需合理，确保润滑油能均匀分布到轴瓦表面并将摩擦热带走。

第四部分：风机常见故障与维修要点

针对D(Sm)2520-1.69型这类复杂高速设备，维修必须遵循严谨的程序和标准。

常见故障模式：

振动超标：最常见的问题。原因可能包括：转子动平衡失效（如叶轮结垢、磨损不均、部件松动）、对中不良、轴承（轴瓦）磨损、基础松动或共振等。 轴承温度过高：可能由于润滑油品质不佳、油量不足、油路堵塞、冷却不良、轴瓦刮研不当、负载过大或对中不良导致载荷异常引起。 性能下降（流量/压力不足）：可能原因有：入口过滤器堵塞、密封（特别是迷宫密封或碳环密封）磨损间隙过大导致内泄漏严重、叶轮腐蚀或磨损、转速下降等。 异常声响：可能存在摩擦（如动静部件刮擦）、轴承损坏、喘振（系统不稳定导致）等问题。

维修核心要点：

拆卸与检查：必须按技术手册顺序进行，标记所有零部件位置。重点检查：转子（叶轮、主轴）有无磨损、腐蚀、裂纹；轴瓦的巴氏合金层有无剥落、划伤、磨损量；迷宫密封齿的磨损情况；碳环密封的磨损量与弹簧张力；所有流道内有无结垢或异物。 转子动平衡校正：这是高速风机维修后的强制性关键步骤。一旦叶轮经过清理、修复或更换，或转子重新组装，必须在高精度动平衡机上，于工作转速附近（或按标准进行低速与高速双面平衡）进行校正，直至剩余不平衡量符合严格标准。 轴瓦的刮研与装配：滑动轴承的装配是技术核心。新轴瓦或修复后的轴瓦需要与主轴轴颈进行精密刮研，确保接触面积（通常要求≥70%）和接触点分布均匀，形成理想的油楔空间。装配时，需严格控制轴承间隙（顶隙、侧隙），这直接影响油膜形成和运行稳定性。 密封更换与间隙调整：更换磨损的迷宫密封条或碳环密封组件。严格按照图纸要求安装，并确保所有径向、轴向间隙在允许公差范围内。过小的间隙可能导致摩擦，过大的间隙则导致泄漏损失增大。 对中复查：维修后，必须重新精确校正电机、增速箱、风机之间的同心度（联轴器对中）。不良的对中是引发振动和轴承损坏的主要原因之一。通常采用激光对中仪等精密工具进行。 系统清洗与油品更换：彻底清洗润滑油路、轴承箱，更换符合标号的新鲜润滑油。检查油泵、冷却器等辅助系统是否工作正常。

预防性维护，包括定期监测振动、温度、压力、流量等参数，定期分析润滑油质，按计划进行巡检和保养，是避免突发故障、延长D(Sm)2520-1.69型风机及其它系列风机寿命的根本。

第五部分：输送各类工业气体的特殊考量

在钐提纯工艺中，风机输送的介质远不止空气，对特殊气体的输送需特别关注：

氧气（O₂）：强氧化性。风机所有与氧气接触的部件必须彻底脱脂，确保无油污，防止燃爆。材料需选用抗氧化、不易产生火花的（如特定不锈钢）。密封需更严格，通常禁止使用含油润滑的普通密封形式，可能采用无油润滑或特殊密封结构。 氢气（H₂）：密度小、易泄漏、易燃易爆。对风机壳体和管道的密封性要求极高。由于氢气密度低，风机设计需考虑其气动特性（如更高的转速以获得压头）。常采用高精度的干气密封或改进型碳环密封。 氮气（N₂）、氩气（Ar）等惰性气体：虽惰性，但可能用于保护性气氛，要求风机泄漏率低，以维持系统纯度和降低成本。密封设计同样是重点。 二氧化碳（CO₂）：某些条件下可能产生碳酸腐蚀，需注意材料的耐腐蚀性。低温下可能形成干冰，需注意进气温度。 工业烟气：可能含有腐蚀性成分（如SO₂, HCl）、湿气和粉尘。风机需考虑防腐材料（如不锈钢衬里、特种涂层）、有效的密封（防止粉尘进入轴承）以及可能的排水设计。入口需设置高效过滤器，保护叶轮。

对于D(Sm)2520-1.69型风机，当用于输送上述特殊气体时，其型号可能会在材料代号、密封配置上有所区别，在选型、操作和维护时必须严格遵循为该特定介质制定的技术规范和安全规程。

结论

离心鼓风机作为轻稀土钐提纯工业的“肺”与“心脏”，其技术水平与运行状态直接关系到生产的连续性、经济性与安全性。D(Sm)2520-1.69型高速高压多级离心鼓风机作为应对大流量、高压需求工况的典型设备，体现了现代风机技术在材料、设计、制造与密封方面的集成创新。深入理解其型号含义、掌握核心配件的工作原理与维修技术，并明晰输送不同工业气体的特殊要求，是风机技术人员保障设备高效、长周期稳定运行，进而为稀土提纯这一国家战略产业保驾护航的必备技能。随着稀土工艺的不断进步，对风机设备的效率、可靠性和智能化水平也提出了更高要求，持续的技术学习与实践经验积累，对于每一位从业者而言都至关重要。

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