轻稀土钐(Sm)提纯风机D(Sm)2728-1.87技术解析与应用

节能蒸气风机	节能高速风机	节能脱硫风机	节能立窑风机	节能造气风机	节能煤气风机	节能造纸风机	节能烧结风机
节能选矿风机	节能脱碳风机	节能冶炼风机	节能配套风机	节能硫酸风机	节能多级风机	节能通用风机	节能风机说明

轻稀土钐(Sm)提纯风机D(Sm)2728-1.87技术解析与应用

作者：王军（139-7298-9387）

关键词：轻稀土钐提纯、离心鼓风机、D(Sm)2728-1.87、多级离心风机、风机配件、风机修理、工业气体输送、稀土冶炼设备

一、轻稀土钐提纯工艺与风机需求概述

稀土元素是现代工业的“维生素”，其中轻稀土钐(Sm)因其在永磁材料、核工业及特殊合金中的关键作用而备受关注。钐元素提纯是一个复杂的物理化学过程，涉及焙烧、浸出、萃取、还原等多个环节，这些环节对气体输送设备提出了特殊要求。在钐提纯工艺中，离心鼓风机承担着输送工艺气体、提供氧化还原气氛、维持系统压力平衡等重要功能，其性能直接影响到产品纯度、能耗指标和生产安全性。

稀土冶炼环境具有强腐蚀性、高温及可能含有固体颗粒的特点，普通工业风机难以适应。专门设计的稀土提纯风机必须解决耐腐蚀、密封可靠、压力稳定、流量可控等技术难题。针对钐提纯工艺，国内风机行业开发了多个专用系列，包括C(Sm)型多级离心鼓风机、CF(Sm)型专用浮选离心鼓风机、CJ(Sm)型专用浮选离心鼓风机、D(Sm)型高速高压多级离心鼓风机、AI(Sm)型单级悬臂加压风机、S(Sm)型单级高速双支撑加压风机以及AII(Sm)型单级双支撑加压风机等，形成了完整的稀土冶炼专用风机产品体系。

二、D(Sm)型高速高压多级离心鼓风机技术特性

2.1 D(Sm)系列风机设计理念与结构特点

D(Sm)系列高速高压多级离心鼓风机是专门为稀土冶炼高压气体输送工况设计的设备系列。该系列采用多级叶轮串联结构，每级叶轮对气体做功，逐级提高气体压力，最终达到工艺所需的高压输出。与单级风机相比，多级设计在相同转速下可获得更高压比，特别适合钐提纯过程中需要1.5-3.0个大气压的工艺环节。

D(Sm)系列采用轴向进气、径向出气的流道设计，减少了气流损失。机壳采用水平剖分式结构，便于内部组件的检查与维护。叶轮采用高强度耐腐蚀合金材料，经过精密动平衡校正，确保在高速旋转下的稳定性。该系列风机转速通常设置在5000-15000转/分钟范围，通过齿轮箱或直接驱动的方式实现高速运转。

2.2 D(Sm)2728-1.87型号详解与技术参数

风机型号D(Sm)2728-1.87的完整解读如下：

“D”代表D系列高速高压多级离心鼓风机，这是该设备的基础平台型号；“(Sm)”表示该风机针对钐提纯工艺进行了特殊设计和材料选择，包括耐腐蚀处理、密封强化等；“2728”为风机设计序列号，包含了叶轮尺寸、级数等关键设计信息，其中“27”可能表示叶轮直径为270mm，“28”可能表示风机有2级或8级叶轮，具体需参考制造商技术文档；“-1.8”表示风机出风口压力为1.8个大气压（表压），这是风机在额定工况下的出口压力值；“7”可能表示该型号的第七种变型设计或第七代产品。

值得注意的是，在该型号标注中，没有“/”符号出现，这表示风机进风口压力为标准大气压（1个大气压）。如果型号中出现“/”，如“D(Sm)2728/1.2-1.8”，则表示进风口压力为1.2个大气压。这种标注方式在行业中是通用的，便于快速识别风机工作条件。

D(Sm)2728-1.87的主要技术参数通常包括：额定流量范围200-350立方米/分钟（具体数值需根据实际选型确定），出口压力1.8个大气压（表压），进口压力1个大气压（绝对压力），工作转速约9800转/分钟，轴功率约220-280kW，效率可达82%-85%。这些参数使其非常适合钐提纯中的高压气体输送需求，如高压氧化、气流输送等环节。

三、D(Sm)2728-1.87关键配件详解

3.1 风机主轴系统

风机主轴是传递动力、支撑旋转部件的核心零件。D(Sm)2728-1.87的主轴采用42CrMoA或类似高强度合金钢制造，经过调质处理和精密加工，确保足够的强度、刚度和疲劳寿命。主轴设计考虑了临界转速避开率，工作转速应在一阶临界转速的75%以下或二阶临界转速的125%以上，避免共振。主轴与叶轮的连接通常采用过盈配合加键连接的方式，部分高速型号采用液压装配技术，确保在高速旋转下不会松动。

主轴的径向跳动和轴向窜动都有严格要求，通常径向跳动不超过0.02mm，轴向窜动不超过0.05mm。这些精度指标直接影响风机的振动水平和寿命。在钐提纯应用中，主轴表面通常进行特殊的防腐处理，如喷涂耐腐蚀合金层或进行氮化处理，以抵抗工艺气体中可能含有的腐蚀性成分。

3.2 轴承与轴瓦系统

D(Sm)2728-1.87采用滑动轴承（轴瓦）支撑转子系统，这是高速高压风机的典型配置。滑动轴承相比滚动轴承具有承载能力大、阻尼性能好、适合高速运转等优点。轴瓦材料通常为锡锑轴承合金（巴氏合金），这种材料具有良好的嵌入性和顺应性，即使有微小杂质进入润滑系统，也不易损伤轴颈。

轴瓦采用压力润滑方式，润滑油在压力下进入轴瓦与轴颈之间，形成稳定的油膜，实现液体摩擦。油膜厚度计算基于雷诺方程和流体动压润滑理论，确保在工作转速和负载范围内始终保持足够油膜厚度。轴瓦间隙是关键参数，通常控制在轴颈直径的0.1%-0.15%范围，既保证润滑效果，又限制转子过大的径向运动。

3.3 转子总成与动平衡

转子总成包括主轴、叶轮、平衡盘、联轴器等所有旋转部件的组合体。D(Sm)2728-1.87采用多级叶轮结构，每个叶轮都经过精密加工和单独动平衡校正。组装成转子总成后，需要进行整体动平衡，确保在工作转速下振动水平符合标准。动平衡精度通常要求达到G2.5级或更高，残余不平衡量通过计算确定。

转子总成的轴向力平衡是多级离心风机的关键技术。D(Sm)2728-1.87采用平衡盘或平衡活塞结构，利用气体压差产生与叶轮轴向力方向相反的平衡力，减少推力轴承的负荷。平衡盘间隙是重要调整参数，直接影响平衡效果和风机效率。

3.4 密封系统：气封、油封与碳环密封

密封系统是防止气体泄漏和润滑油泄漏的关键，在稀土提纯环境中尤为重要。D(Sm)2728-1.87采用多层次密封设计：

气封（迷宫密封）安装在叶轮与机壳之间，由一系列环形齿和齿槽组成，形成曲折的泄漏路径，增加气体泄漏阻力。迷宫密封的设计基于节流膨胀原理，气体每次通过齿隙时压力下降，流速增加，但进入齿槽后速度能转化为热能，压力进一步降低，从而实现密封效果。

油封主要用于轴承箱的密封，防止润滑油泄漏。常见的油封类型包括唇形密封和机械密封。D(Sm)2728-1.87在高速端通常采用机械密封，由动环、静环、弹簧和辅助密封圈组成，依靠端面贴合实现密封。

碳环密封是近年来在高速风机中广泛应用的新型密封技术，由多个碳环组成，每个碳环在内径方向有多个切口，形成类似于活塞环的结构。碳环密封具有自润滑、耐高温、适应轴少量偏摆等优点，特别适合钐提纯工艺中可能存在的微小固体颗粒环境。

3.5 轴承箱与润滑系统

轴承箱是支撑转子、容纳轴承和密封的结构部件。D(Sm)2728-1.87的轴承箱采用铸铁或铸钢制造，具有足够的刚度和减振性能。轴承箱设计考虑了热膨胀因素，确保在风机从冷态到工作温度的变化过程中，轴对中状态不会发生显著改变。

润滑系统为轴承和齿轮提供清洁、足量、适当温度的润滑油。系统包括油箱、油泵、冷却器、过滤器和监控仪表。润滑油压力、温度、流量都有严格标准，通常油压维持在0.15-0.25MPa，油温控制在40-50℃范围。过滤器精度不低于25μm，确保润滑油清洁度。

四、风机维护、修理与故障处理

4.1 日常维护要点

D(Sm)2728-1.87的日常维护包括振动监测、温度检查、润滑油分析和密封状态检查。振动值应定期记录，通常要求轴承处振动速度不超过4.5mm/s（RMS值）。温度监测点包括轴承温度、润滑油进出口温度，轴承温度一般不超过85℃。

润滑油应每三个月取样分析一次，检查粘度、水分含量、酸值和污染度。密封泄漏情况需要每日检查，特别是碳环密封和气封，泄漏量增加往往是密封磨损或失效的前兆。进风口滤网应每周清理，防止杂物进入风机内部。

4.2 常见故障与修理方法

振动超标是最常见的故障现象。可能原因包括转子不平衡、轴承磨损、对中不良、基础松动等。修理时首先检查对中情况，风机与电机的对中精度要求轴向偏差不超过0.05mm，角度偏差不超过0.05mm/m。如果对中正常，则需要检查转子平衡状态，可能需要重新进行动平衡校正。

轴承温度过高可能由润滑不良、轴承间隙不当或负载过大引起。修理时需要检查润滑油路是否畅通，油品是否符合要求，轴承间隙是否在标准范围内。轴瓦的刮研是精密工作，需要由经验丰富的技师操作，确保接触面积和间隙符合要求。

压力或流量不足可能由密封磨损、叶轮腐蚀或进口堵塞引起。修理时首先检查密封间隙，迷宫密封的径向间隙通常为轴径的0.5%-1%，过大则需要更换密封件。叶轮表面如有明显腐蚀或磨损，需进行修补或更换。

4.3 大修周期与内容

D(Sm)2728-1.87的大修周期通常为2-3年或运行20000-30000小时，具体取决于工作环境和负荷情况。大修内容包括：完全解体风机，清洗所有部件；检查主轴直线度和表面状态；检查或更换所有轴承和密封；检查叶轮腐蚀和磨损情况，必要时进行动平衡校正；检查机壳和管道腐蚀状况；更换所有垫片和密封胶。

大修后需要进行全面的性能测试，包括空载试车、负载试车和性能测试，确保风机达到设计指标。试车过程中应逐步增加负载，监测振动、温度等参数，确保一切正常后才能投入正式运行。

五、工业气体输送风机的选型与应用

5.1 不同工业气体的输送特点

稀土提纯工艺中涉及多种工业气体，每种气体对风机的要求各不相同：

空气是最常见的输送介质，成分相对稳定，但对湿度和洁净度有要求。在钐提纯中，压缩空气常用于气动设备、氧化反应和物料输送。

工业烟气成分复杂，可能含有腐蚀性物质和固体颗粒，需要风机具有优异的耐腐蚀性和耐磨性。烟气温度通常较高，需要考虑风机的耐热设计。

二氧化碳(CO₂)密度大于空气，在相同压力和温度下，输送CO₂所需功率大于空气。CO₂在一定条件下可能形成干冰，需要注意温度控制。

氮气(N₂)是惰性气体，常用于保护性气氛。氮气密度略低于空气，分子量小，对风机密封性要求高，防止泄漏造成气氛破坏。

氧气(O₂)是强氧化剂，对材料选择和清洁度有特殊要求。氧气风机必须杜绝油污染，所有与氧气接触的部件需进行脱脂处理。

稀有气体(He、Ne、Ar)通常价值较高，需要风机具有极低的泄漏率。这些气体分子量差异大，从氦气的4到氩气的40，风机性能会相应变化。

氢气(H₂)密度极小，容易泄漏，且与空气混合有爆炸风险。氢气风机必须采用特殊的防爆设计和材料选择。

5.2 气体性质对风机选型的影响

气体密度直接影响风机的功率消耗，功率计算公式为：轴功率等于质量流量乘以压升除以效率。对于轻气体如氢气，相同体积流量下质量流量小，理论功率较低，但实际中需要考虑气体压缩性等因素。

气体比热比影响压缩过程中的温升，温升计算公式为：出口温度等于进口温度乘以压比的气体特性指数减一次方。对于单原子气体如氦气、氩气，比热比较小，温升较低；对于双原子气体如氮气、氧气，温升较高。

气体腐蚀性决定材料选择。酸性气体如含有SO₂的烟气，需要采用耐酸不锈钢或复合材料；碱性环境则需要考虑耐碱材料。

气体纯度要求影响密封设计。高纯度气体输送需要采用零泄漏密封，如干气密封或磁力传动，避免润滑油污染。

5.3 D(Sm)2728-1.87在工业气体输送中的适应性

D(Sm)2728-1.87在设计时考虑了多种工业气体的输送需求。通过材料选择、密封优化和结构适应，该型号可以安全、高效地输送空气、氮气、氩气等多种气体。对于特殊气体如氧气和氢气，需要在标准型号基础上进行特殊处理：氧气输送版本需采用禁油设计和特殊材料；氢气输送版本需加强密封和防爆措施。

在实际应用中，用户需要提供详细的气体成分、温度、压力、纯度要求等信息，制造商根据这些参数进行适应性调整。例如，输送高温烟气时需要增加冷却措施；输送腐蚀性气体时需要选用更高级别的耐腐蚀材料；输送易燃易爆气体时需要符合防爆标准。

六、结论与展望

D(Sm)2728-1.87高速高压多级离心鼓风机是专门为轻稀土钐提纯工艺设计的专用设备，通过优化的多级叶轮设计、精密的转子平衡技术、多层次的密封系统和可靠的支撑结构，满足了钐提纯过程中对高压气体输送的严苛要求。该型号风机在配件选择、材料应用和结构设计上都体现了针对稀土冶炼特殊环境的考虑，是提升钐提纯效率和质量的关键设备之一。

随着稀土工业的不断发展，对提纯效率和产品纯度的要求越来越高，这给风机技术提出了新的挑战。未来，稀土提纯风机将朝着更高效率、更智能控制、更长寿命和更低维护成本的方向发展。新材料如陶瓷涂层、复合材料叶轮的应用，新密封技术如干气密封、磁流体密封的推广，以及智能监测和预测性维护系统的集成，都将进一步提升稀土提纯风机的性能。

对于风机技术人员而言，深入理解设备原理、掌握维护技能、熟悉工艺需求是确保风机长期稳定运行的基础。D(Sm)2728-1.87作为当前技术水平的代表，其设计理念和维护经验对于未来风机技术的发展具有重要参考价值。通过不断的技术积累和创新，中国稀土工业专用设备必将达到新的高度，为全球稀土产业的发展做出更大贡献。

硫酸风机基础知识及AI600-1.365型号详解

硫酸风机AI250-1.25基础知识解析

AI1075-1.2224/0.9878离心鼓风机技术解析及配件说明

稀土矿提纯风机D(XT)1174-2.62基础知识解析

多级离心鼓风机C150-1.8（滑动轴承）基础知识解析及配件说明

S1250-1.332/0.903高速离心风机解析及配件说明

混合气体风机：9-16№5.8A型离心风机深度解析

离心风机基础知识解析：AI(M)180-1.345/1.2245悬臂单级鼓风机配件详解

单质金(Au)提纯专用风机技术详解:以D(Au)1992-2.11型离心鼓风机为核心

特殊气体煤气风机基础知识解析：以C(M)2194-2.82型号为例

冶炼高炉风机：D2947-2.86型号深度解析与维修指南

离心风机基础知识：C120-1.44/0.95型二氧化硫输送风机解析