轻稀土钐（Sm）提纯离心鼓风机技术详解：以D(Sm)662-2.11型号为核心

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轻稀土钐（Sm）提纯离心鼓风机技术详解：以D(Sm)662-2.11型号为核心

作者：王军（139-7298-9387）

关键词：轻稀土钐提纯风机，D(Sm)662-2.11离心鼓风机，风机配件，风机修理，工业气体输送，多级离心鼓风机，稀土冶炼

前言

在稀土冶炼工业，特别是轻稀土元素如钐（Samarium, Sm）的提取与提纯工艺中，高效、稳定、可靠的流体输送设备是保障生产连续性、产品纯度和经济效益的关键。离心鼓风机作为提供工艺气流（如空气、惰性气体等）的核心动力设备，在其中扮演着不可替代的角色。其性能直接关系到浮选、焙烧、气体保护、物料输送等多个环节的效能。本文将聚焦于稀土矿提纯领域应用的离心鼓风机，以“D(Sm)662-2.11”这一典型高速高压多级离心鼓风机型号为切入点，系统阐述其基础知识、型号含义、关键配件构成、维护修理要点，并对输送各类工业气体的风机选型与应用进行说明，旨在为相关领域技术人员提供参考。

一、稀土提纯工艺与风机类型概述

轻稀土钐的提纯是一个复杂的物理化学过程，通常涉及采矿、选矿（如浮选）、焙烧、酸溶、萃取、还原等多个单元操作。在这些工序中，风机主要用于：

浮选供风：为浮选机提供充足、稳定的空气，形成气泡，实现稀土矿物与脉石的有效分离。 流态化与输送：在焙烧炉或干燥系统中，提供热风或冷风，形成流态化床或进行物料气力输送。 工艺气体供应：提供氮气（N₂）、氩气（Ar）等惰性保护气，或氧气（O₂）、二氧化碳（CO₂）等参与反应的气体。 烟气处理与排放：输送工艺产生的工业烟气至净化系统。

针对不同工艺环节的压力、流量、气体介质特性要求，发展出了系列化的专用离心鼓风机：

“C(Sm)”型系列多级离心鼓风机：适用于中压、大风量场合，结构坚固，常用于通用供气及部分烟气处理。 “CF(Sm)”与“CJ(Sm)”型系列专用浮选离心鼓风机：专门为浮选工艺优化设计，强调流量稳定性和抗工况波动能力，通常具有特定的压力-流量曲线以适应浮选机群的工作特性。 “D(Sm)”型系列高速高压多级离心鼓风机：本文重点。采用高转速设计，通过多级叶轮串联实现较高压升，适用于需要较高出口压力的工艺环节，如穿透深床层滤料、提供高压反应气体、或作为前级增压设备。 “AI(Sm)”型系列单级悬臂加压风机：结构紧凑，适用于中小流量、中低压力的场合，维护相对简便。 “S(Sm)”型系列单级高速双支撑加压风机：高转速单级叶轮，效率较高，适用于对效率和压力有特定要求的中等工况。 “AII(Sm)”型系列单级双支撑加压风机：双支撑结构运行更平稳，适用于流量和压力介于悬臂与多级之间的场合。

二、核心型号解读：D(Sm)662-2.11高速高压多级离心鼓风机

型号“D(Sm)662-2.11”完整地表达了该风机的系列、应用、主要性能和设计条件。

“D(Sm)”：表示该风机属于D型系列，专为高速高压多级离心式设计，应用于钐（Sm）及相关轻稀土提纯工艺。 “662”：表示风机在标准进口条件下的体积流量，单位为立方米每分钟（m³/min）。即该风机设计流量为每分钟662立方米。这是风机选型的核心参数之一，需根据工艺总用气量、管网阻力及安全余量综合确定。 “-2.11”：表示风机的出口表压（即超出环境大气压的压力值），单位为公斤力每平方厘米（kgf/cm²）或俗称的“公斤”，约等于0.1兆帕（MPa）。此处2.11表示出口压力为2.11 kgf/cm²（绝对压力约为3.11 ata）。这个压力是克服下游工艺设备、管道、阀门等所有阻力，并满足工艺点所需压力的总和。 进风口压力默认条件：根据行业惯例，型号中若无特殊注明（如“/”符号后带进口压力值），则表示进风口压力为1个标准大气压（约101.325 kPa，1 ata）。这是风机的设计进口条件。若实际进口压力或气体状态（温度、密度）与设计值差异较大，需进行性能换算。

因此，D(Sm)662-2.11风机表示：这是一台为轻稀土钐提纯工艺设计的D系列高速高压多级离心鼓风机，在设计进口为1个标准大气压的条件下，能够提供流量为662 m³/min、出口压力为2.11 kgf/cm²（表压）的符合工艺要求的气体。

其工作原理是：原动机（通常为电动机，可能通过增速齿轮箱）驱动风机主轴高速旋转，安装在主轴上的多个叶轮按顺序排列。气体从进气室吸入，依次通过每一级叶轮和导流器（或扩压器）。在每一级叶轮中，气体受离心力作用获得动能和压力能；在导流器中，部分动能进一步转化为压力能。经过多级这样的叠加作用，最终在风机出口获得所需的高压气体。

三、 D(Sm)系列风机关键配件详解

一台高效稳定的D(Sm)系列多级离心鼓风机，依赖于其精密的内部组件。以下对核心配件进行说明：

风机主轴：作为整个转子系统的核心承力与传动部件，通常采用高强度合金钢（如42CrMo）锻制，经过精密加工、热处理（调质）和动平衡校正。它必须具有极高的刚度、疲劳强度和临界转速，以承受多级叶轮产生的巨大离心力、扭矩以及高速旋转下的交变应力，确保长期稳定运行。 风机转子总成：这是风机的“心脏”，由主轴、各级叶轮、平衡盘、联轴器部件等组装而成。每个叶轮都需单独进行超速试验和动平衡，然后整个转子总成在专用动平衡机上进行高速动平衡，将残余不平衡量控制在极低标准（通常用振动速度值如毫米每秒来要求），以保证风机运转平稳，振动值达标。 风机轴承与轴瓦：D(Sm)系列高速高压风机常采用滑动轴承（轴瓦）。轴瓦材料多为巴氏合金，具有良好的耐磨性、顺应性和嵌藏性。润滑油在轴与轴瓦间形成稳定的油膜，实现液体摩擦，承载转子重量及各种动态载荷，同时阻尼振动。轴承性能直接关系到转子稳定性、振动水平和寿命。 气封与碳环密封：用于减少或阻止气体在风机内部级间及轴向泄漏的关键部件。 气封（迷宫密封）：通常安装在隔板与轴之间、平衡盘等处，利用一系列节流齿隙形成流动阻力，有效降低级间泄漏。结构简单，非接触，可靠性高。 碳环密封：一种接触式或半接触式密封，由多个碳环组成，在弹簧力作用下紧贴轴套表面，实现更优的密封效果，尤其适用于有毒、贵重或要求泄漏量极小的气体（如氢气、氦气等）。在D(Sm)系列输送特殊工业气体时可能选用。油封：主要安装在轴承箱两端，防止润滑油从轴承箱泄漏，并阻止外部杂质进入轴承箱。通常采用骨架油封、迷宫油封或机械密封的组合形式。 轴承箱：容纳和支持主轴轴承（轴瓦）的箱体结构，内部构成润滑油路，保证轴承的充分润滑和冷却。轴承箱设计需保证刚性，并常配备振动、温度监测探头接口。

四、风机维护与修理要点

对D(Sm)662-2.11这类关键设备，预防性维护和精准修理至关重要。

日常巡检与维护： 振动与温度监测：定期记录轴承箱振动（速度、位移）和温度，是判断转子平衡、对中、轴承状况的最直接手段。趋势性增长是早期故障的征兆。 润滑油系统：检查油位、油压、油温，定期化验润滑油品，及时过滤或更换。清洁的润滑油是滑动轴承的生命线。 密封与泄漏检查：观察气封、油封是否有异常泄漏。对于碳环密封，关注其磨损指示或泄漏监测数据。 性能监测：记录进口压力、温度、流量、出口压力、电流等参数，与设计曲线对比，评估效率下降情况。 定期检修与关键修理项目： 对中复查与调整：风机与电机/齿轮箱的对中不良是引起振动和部件损坏的常见原因，需定期使用激光对中仪进行精密校正。 转子动平衡：当振动值超标且排除了对中、松动等原因后，应考虑转子现场动平衡或返厂动平衡。这是解决振动问题最有效的方法之一。平衡精度计算公式（如允许残余不平衡量等于转子质量乘以许用偏心距）是指导修理的标准。 轴瓦检查与更换：检查巴氏合金层有无磨损、刮伤、疲劳剥落、裂纹等。测量轴瓦间隙（常用压铅法）、顶隙、侧隙，确保在制造厂标准范围内。严重损坏需刮研或更换新瓦。 密封更换：迷宫密封齿磨损超标需更换密封体或镶齿。碳环密封达到磨损极限必须整套更换，安装时注意弹簧预紧力均匀。 叶轮检查与清洗：检查叶轮流道有无腐蚀、磨损、结垢或附着物。轻微的结垢可用专业清洗剂在线或离线清洗，严重的腐蚀或磨损需评估对性能的影响，必要时更换叶轮。 主轴检查：重点检查轴颈、与密封配合处、键槽等部位的尺寸精度、圆度、表面光洁度及有无裂纹（可进行磁粉或超声波探伤）。

修理后必须严格按照规程进行组装，并重新进行完整的运行测试，包括机械运转试验和性能测试，确保各项指标合格后方可投入正式运行。

五、输送各类工业气体的风机技术考量

稀土提纯中可能涉及多种工业气体，输送不同气体对风机设计、材料和操作有特定要求：

空气：最常用介质。主要考虑湿度、含尘量。含尘高时需前置过滤器，并可能对叶轮进行防磨处理。 工业烟气：可能具有高温、腐蚀性（含硫、氟等）、含尘特点。需选用耐腐蚀材料（如不锈钢特种合金），设计冷却系统，并考虑结垢的清理便利性。 二氧化碳（CO₂）、氮气（N₂）、氩气（Ar）：一般惰性或化学稳定性气体。重点在于其分子量、密度、比热容与空气不同，会导致风机压力-流量-功率特性曲线偏移。选型时必须根据实际气体成分和状态（温度、压力）进行性能换算，核心是使用风机定律：压力比与密度比成正比，功率比也与密度比成正比等关系进行计算，确保电机功率足够且工作点落在高效区。密封要求通常高于空气。 氧气（O₂）：强氧化性气体。极度忌油！所有与氧气接触的部件必须进行严格的脱脂处理。轴承箱需采用特殊密封防止润滑油蒸汽渗入。材料需考虑相容性，避免在高压纯氧下引发燃爆。 氢气（H₂）：密度极小、易燃易爆、渗透性强。输送氢气时，风机设计更注重防泄漏（采用如干气密封、高性能碳环密封等），防静电，以及电机防爆等级。由于其密度低，达到相同压升所需的多级叶轮数或转速可能与空气不同，需特殊设计。 氦气（He）、氖气（Ne）：稀有惰性气体，通常贵重。密封性要求极高，最大限度减少泄漏损失。材料兼容性通常良好，但需注意其物理性质对性能的影响。 混合无毒工业气体：需提供明确的气体组分、比例、温度、压力，由风机厂家进行综合的气体性质计算和性能换算，并评估组分对材料的潜在影响（如腐蚀）。

对于D(Sm)系列及其他系列风机，在用于非空气介质时，必须在订货时明确告知气体详细信息，以便制造商进行正确的气动设计、材料选择、密封方案制定和性能保证。

结语

D(Sm)662-2.11高速高压多级离心鼓风机是轻稀土钐提纯产业链中高端流体装备的代表。深入理解其型号含义、掌握其核心配件的工作原理、实施科学的维护与精准修理，并充分认识输送不同工业气体的特殊技术要求，是保障稀土冶炼装置安全、稳定、高效、长周期运行的技术基石。随着稀土产业向精细化、高附加值方向不断发展，对配套风机的可靠性、能效和适应性也提出了更高要求，这需要设备制造商与用户技术人员的持续交流与共同创新。

风机选型参考:C335-1.4411/1.0638离心鼓风机技术说明

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