轻稀土钐(Sm)提纯专用风机:D(Sm)2145-1.74型高速高压多级离心鼓风机技术详解

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轻稀土钐(Sm)提纯专用风机:D(Sm)2145-1.74型高速高压多级离心鼓风机技术详解

作者：王军（139-7298-9387）

关键词：轻稀土提纯、钐(Sm)分离、离心鼓风机、D(Sm)2145-1.74、风机配件、风机维修、工业气体输送、多级离心风机

引言：稀土提纯工艺中的关键动力装备

在轻稀土元素分离与提纯，尤其是钐(Sm)的萃取、浮选、冶炼等关键工艺环节中，对工艺气体的稳定、高效、可控输送是保障产品质量与生产效率的核心。离心鼓风机作为提供动力的核心设备，其性能直接关系到系统的分离效率、能耗与运行稳定性。针对钐(Sm)提纯工艺中常涉及的高压比、中等流量、以及对气体纯净度和压力稳定性的苛刻要求，专用的“D(Sm)”型系列高速高压多级离心鼓风机应运而生。本文将深入剖析该系列中的典型型号:D(Sm)2145-1.74，并系统阐述其工作原理、配件构成、维护修理要点，同时拓展介绍适用于输送各类工业气体的风机选型体系。

第一部分：轻稀土钐(Sm)提纯工艺对风机的特殊要求

钐(Sm)的提纯通常涉及溶剂萃取、离子交换、真空蒸馏或还原等工序。这些工序往往需要：

稳定的气体压力与流量：用于气动传输、搅拌、吹扫或作为保护气、反应气，压力波动会严重影响化学平衡与分离效果。 介质适应性：可能输送空气、氮气（N₂，作为保护气）、氧气（O₂，用于氧化步骤）、或特定混合工业气体。气体性质（密度、粘度、腐蚀性）差异大。 高洁净度要求：防止润滑油污染工艺气体，或工艺气体泄漏污染环境。 较高的出口压力：为克服萃取塔、反应器、管道系统及末端设备的阻力，常需要高于常规通风的压力。

“D(Sm)”型系列风机正是为满足这些综合需求而设计的高速高压多级离心式鼓风机。

第二部分：D(Sm)2145-1.74型风机型号详解与技术参数解析

完整型号：D(Sm)2145-1.74

系列标识“D(Sm)”：代表“D”型系列高速高压多级离心鼓风机，专门针对钐(Sm)及相关轻稀土元素提纯工艺优化设计。“Sm”下标明其专用性。 流量参数“2145”：表示风机在设计工况下的进口体积流量为每分钟2145立方米（m³/min）。这是风机选型的首要参数，需根据工艺系统的气体需求量精确匹配。 压力参数“-1.74”：此标识具有双重含义： 首要含义：表示风机的出口绝对压力为1.74个大气压（ata），即相对于绝对真空的压强。通常，若无特殊进气压强调，默认为风机在标准大气压（1 ata）的进气条件下，能够将气体压缩至出口1.74 ata。其产生的压升（压力增量）为0.74个大气压，或约为74 kPa（千帕），74,000 Pa。这满足了提纯工艺中对气体施加显著压力提升的需求。 压力环境理解：根据参考信息中“如果没有‘/’就表示进风口压力是1个大气压”的规则，此型号完整描述了其标准运行条件：进口压力 = 1 ata，出口压力 = 1.74 ata。 性能推导： 压力比（压缩比）：出口绝对压力 / 进口绝对压力 = 1.74 / 1.0 = 1.74。压升：1.74 - 1.0 = 0.74 ata ≈ 74 kPa。对于输送空气（标准工况密度约1.2 kg/m³），该风机提供的压升足以克服复杂的工艺系统阻力，确保气体到达使用点时仍有充足的压力。

该型号风机通常由电动机通过增速齿轮箱驱动，使风机主轴达到每分钟数千转甚至上万转的高转速，从而使多级叶轮对气体连续做功，逐级提高气体压力。

第三部分：D(Sm)2145-1.74风机核心配件与密封系统

一台完整的D(Sm)型多级离心鼓风机主要由驱动机（电机+齿轮箱）、风机本体、润滑系统、冷却系统、控制系统及管路附件组成。其风机本体的核心配件包括：

风机转子总成：这是风机的“心脏”。由风机主轴、多个闭式或半开式离心叶轮、定距套、平衡盘（用于平衡轴向推力）以及联轴器部件等精密组装而成。每个叶轮及其对应的扩压器、回流器构成一个“级”。D(Sm)2145-1.74的多级结构使其能在单台机器内实现较高的压比。转子在装配前需进行严格的动平衡校验，确保在高转速下运行平稳。 风机轴承与轴瓦：高速高压风机通常采用滑动轴承（轴瓦），因其承载能力大、阻尼性能好、适合高转速运行。轴瓦内衬巴氏合金，由轴承箱支撑并提供稳定的润滑油膜。轴承箱集成了进回油路、测温测振仪表接口，是转子系统的稳定支座。推力轴承则用于承受转子剩余的轴向力。 密封系统：这是防止气体泄漏和油品污染的关键，尤其对于输送贵重或特殊工业气体的风机。 气封（迷宫密封）：安装在机壳两端和级间，利用一系列节流齿与轴形成微小间隙，大幅增加气体泄漏的流动阻力，减少内部级间窜气和向外泄漏。结构简单，非接触，可靠性高。油封：位于轴承箱两端，防止润滑油沿轴泄漏到箱体外。常用甩油环、骨架油封或组合式密封。 碳环密封：在输送易燃易爆（如氢气H₂）、昂贵或有毒气体时，作为轴端主密封。由多段碳环在弹簧力作用下紧贴轴套表面，形成相对运动的接触式密封，泄漏量远小于迷宫密封。其材料具有自润滑性，磨损后可在运行中自动补偿，安全可靠性极高。对于D(Sm)系列，若输送氮气、氩气等，可能会采用“迷宫密封+碳环密封”的组合形式，确保工艺气体零外泄。 机壳与隔板：通常为水平剖分式，便于检修。内部分隔成各个级的气室，安装扩压器和回流器，引导气体有序流动。

第四部分：风机常见故障与修理要点

针对D(Sm)系列高速风机，维护修理的重点在于预防和解决由高速、高温、可能的气体特性带来的问题。

振动超标：原因：转子不平衡（叶轮结垢、磨损、腐蚀）、对中不良、轴承（轴瓦）磨损、基础松动、喘振（系统压力异常升高导致流量周期性剧烈波动）。修理：停机检查对中情况；检查并清洗或更换叶轮，重新进行转子高速动平衡；检查轴瓦间隙，若巴氏合金层磨损、脱层或出现划痕，需刮研或更换新瓦；检查并紧固地脚螺栓；调整运行点，避免进入喘振区。 轴承温度高：原因：润滑油油质不佳、油压不足、油冷器效果差、轴瓦刮研不良导致接触不好或间隙过小、轴向力过大。修理：化验并更换合格润滑油；检查油泵、滤网、油路；清洗油冷器；检查修理轴瓦，保证接触面积和间隙符合标准；检查平衡盘磨损情况，修正轴向力平衡。 气体泄漏或压力不足：原因：碳环密封或迷宫密封磨损间隙过大；气封齿磨损；内部流道（特别是叶轮、扩压器）腐蚀或积垢严重，效率下降。修理：测量并更换磨损的碳环密封组件；修复或更换气封体；彻底清理风机内部流道，检查叶轮腐蚀情况，必要时修复或更换。 日常维护关键：定期监测振动、轴承温度、润滑油参数。定期检查润滑系统，保持油品清洁。对于输送含尘或易结晶气体的工况（如某些工业烟气），需关注进口气滤效果，并计划性停机清理。长期备有转子总成、轴瓦、碳环密封、气封等关键配件，以缩短维修周期。

第五部分：钐提纯及其他工艺中工业气体输送风机的选型拓展

除了D型高压多级风机，针对钐提纯工艺中不同压力、流量和特定功能的需求，形成了一个完整的风机系列：

“C(Sm)”型系列多级离心鼓风机：中压、较大流量，适用于主工艺气路输送，压力低于D型但流量适应性更广。 “CF(Sm)”型与“CJ(Sm)”型系列专用浮选离心鼓风机：专门为稀土浮选工序设计，注重流量调节的灵敏性和运行的稳定性，为浮选槽提供均匀稳定的充气。 “AI(Sm)”型系列单级悬臂加压风机：结构紧凑，用于局部加压、吹扫等，压力较低，维护简便。 “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：介于单级悬臂和多级之间，提供中等压力，双支撑结构转子稳定性好，适用于要求较高的连续加压环节。

可输送气体范围：该系列风机通过材料选择、密封形式和结构优化，可安全输送多种介质：

空气：最常用，用于氧化、气动、冷却。 惰性气体：如氮气（N₂）、氩气（Ar）、氦气（He），用于保护性氛围（防止氧化）。 反应气体：如氧气（O₂）、氢气（H₂），需特别注意防泄漏、防爆设计（如采用碳环密封、防爆电机）。 稀有气体：如氖气（Ne），通常要求极高的密封性。其他：二氧化碳（CO₂）、工业烟气（需防腐处理）、混合无毒工业气体。

选型核心公式与原则：

核心公式：风机有效功率（气体功率）等于（质量流量）乘以（单位质量气体获得的能量头）。在实际选型中，需将工艺要求的体积流量和压力增量（或出口压力）作为主要输入条件。 选型步骤： 确定介质与工况：明确气体成分、进口温度、进口压力、所需出口压力或压升。 计算流量与压力：将工艺需求的标准体积流量换算成风机进口状态下的实际体积流量。确定所需的压升（出口绝对压力 - 进口绝对压力）。 初步选型：根据流量和压升，在风机性能曲线谱图上选择合适的系列（如流量中等、压升高选D型）。 核查匹配：确保工作点落在所选风机性能曲线的高效区内，并远离喘振边界。考虑气体密度变化对功率的影响，选配合适的电机。 特殊配置：根据气体性质确定密封形式（如危险气体用碳环密封）、材料等级（如腐蚀性气体用不锈钢）和防爆要求。

结论

D(Sm)2145-1.74型高速高压多级离心鼓风机是轻稀土钐提纯工艺中一款性能卓越的专用动力设备。其型号编码科学地概括了核心性能参数，其多级设计、高速转子、精密的滑动轴承（轴瓦）以及碳环密封与迷宫密封组合的密封系统，共同保障了其在高压比工况下稳定、高效、无污染地输送工艺气体。深入理解其配件构成与维修要点，是保障设备长周期安全运行的关键。同时，丰富的“C(Sm)”、“CF(Sm)”等系列产品线，为稀土及各类化工工艺中不同特性的工业气体输送提供了全面、专业的解决方案。正确的选型、精心的维护与专业的修理，是充分发挥这些高端风机效能、护航现代精密冶炼工业的基石。

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