重稀土铥(Tm)提纯专用风机技术详解:以D(Tm)919-2.78型高速高压多级离心鼓风机为核心

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重稀土铥(Tm)提纯专用风机技术详解:以D(Tm)919-2.78型高速高压多级离心鼓风机为核心

作者：王军（139-7298-9387）

关键词：重稀土铥提纯、离心鼓风机、D(Tm)919-2.78型号、风机配件、风机修理、工业气体输送、多级离心风机、铥提纯工艺

引言

在战略性矿产资源:重稀土的分离与提纯领域，尤其是对于铥(Tm)这类高附加值元素，其工艺流程对核心动力与气体输送设备提出了极为苛刻的要求。稀土湿法冶金中的萃取、反萃、灼烧等环节，以及部分物理选矿过程，均需要高性能、高可靠性的鼓风机提供稳定气源，用于物料输送、气体保护、氧化还原反应或浮选动力。离心鼓风机以其高效率、大流量、运行平稳及易于与工艺耦合的特性，成为现代稀土提纯工厂的关键装备之一。本文将围绕重稀土铥(Tm)提纯专用风机，特别是D(Tm)919-2.78型高速高压多级离心鼓风机，系统阐述其基础知识、型号解析、核心配件构成、维护修理要点，并延伸探讨输送各类工业气体的风机技术考量。

第一章：重稀土提纯工艺与风机的作用

重稀土铥(Tm)的提纯通常采用溶剂萃取法、离子交换法或二者结合。在整个工艺流程中，风机扮演着多重关键角色：

氧化/灼烧工序：将稀土草酸盐或碳酸盐灼烧为氧化物是重要步骤。S(Tm)型或AII(Tm)型单级加压风机可为灼烧炉提供精确控制的空气或氧气(O₂)流，确保充分、均匀的氧化反应。 气体保护与输送：在惰性气氛保护下的操作或某些还原工序中，需要输送高纯度的氮气(N₂)、氩气(Ar)等惰性气体。AI(Tm)型单级悬臂风机因其结构紧凑、密封性好，常被选用。 浮选工艺：在稀土矿的初步富集阶段，CF(Tm)型与CJ(Tm)型专用浮选离心鼓风机负责向浮选槽内充入空气，产生所需气泡，其工况要求风机具备良好的调节性能和抗结垢能力。 物料风送与尾气处理：粉状物料的输送、以及工艺过程中产生的工业烟气处理，需要风机提供动力。C(Tm)型多级离心鼓风机或D(Tm)型高压风机可满足不同压力与流量的需求。 工艺气体循环：在涉及二氧化碳(CO₂)、氢气(H₂)或混合无毒工业气体的循环工艺流程中，风机的气密性、防爆性和材料相容性至关重要。

因此，针对铥(Tm)提纯的各个细分环节，发展出了如前文所列的(Tm)系列专用风机家族，而D(Tm)型系列则代表了其中处理量大、出口压力要求高的核心动力装备。

第二章：风机型号深度解读与D(Tm)919-2.78专析

一、型号命名规则通解

以参考型号“D(Tm)300-1.8”为例：

“D”：代表D系列高速高压多级离心鼓风机。该系列风机采用多级叶轮串联结构，通过高速转子（通常搭配齿轮箱增速）逐级加压，能实现单机较高压比，适用于需要中高压气源的工艺点。 “(Tm)”：表示该风机为重稀土铥(Tm)提纯工艺专用设计或适配型号。这不仅是一个标签，更意味着风机在材料选择（如接触介质部分选用耐蚀合金）、密封方案（应对可能存在的酸性或碱性气雾）、结构设计（便于清洁维护）等方面，进行了针对稀土化工环境的特殊优化。 “300”：表示风机在标准进口状态（通常指进口压力为1个标准大气压，温度20℃，相对湿度50%）下的额定容积流量，单位为立方米每分钟。即该风机每分钟可输送300立方米的介质气体。 “-1.8”：表示风机的出口表压为1.8个大气压（即绝对压力约为2.8ata）。此压力值为与下游设备（如跳汰机、反应塔、输送管道系统）配套选型后确定的关键参数。若型号中未标注进口压力信息，则默认进口压力为1个标准大气压（绝压）。

二、核心机型：D(Tm)919-2.78详解

基于上述规则，重稀土铥(Tm)提纯专用风机D(Tm)919-2.78的具体技术含义如下：

系列与用途：属于D型高速高压多级离心鼓风机家族，专为重稀土铥(Tm)提纯工艺中需要大流量、中高压力气源的环节设计。例如，用于大型萃取槽的鼓泡搅拌供气、长距离物料风送系统的主风机、或尾气处理系统的增压引风机。 流量参数：“919”表明该风机在标准进气条件下的额定流量高达919立方米每分钟。这是一个相当大的处理能力，足以支撑规模化、连续化的铥提纯生产线对工艺气体的需求。 压力参数：“-2.78”指明其出口表压为2.78个大气压（绝压约为3.78ata）。这一压力水平能够克服复杂的管道系统、高效过滤器、液体深层鼓泡等带来的显著阻力，确保气体能有效送达并作用于工艺末端。 性能定位：D(Tm)919-2.78是(Tm)系列中的“大力士”，它通过多级叶轮（通常为3-10级）的协同工作，在高速电机（经齿轮箱增速）的驱动下，将气体动能高效转化为压力能。其设计点（流量919 m³/min，压升2.78 atm）是风机性能曲线的核心，选型时必须确保工艺所需的工作点靠近此设计点，以保证风机在高效率区内稳定、经济运行。

第三章：风机核心配件系统剖析

以D(Tm)919-2.78这类多级高速鼓风机为例，其可靠性高度依赖于以下精密配件系统的协同工作：

风机主轴：作为整个转子系统的核心承力与传递扭矩的部件，通常采用高强度合金钢（如42CrMo）整体锻制，经精密加工、热处理（调质）和动平衡校正。它必须具有极高的刚度、疲劳强度和严格的同心度，以承受高速旋转下的离心力、气体力及传递的功率。 风机转子总成：这是风机的“心脏”，由主轴、多级叶轮、定距套、平衡盘、联轴器部件等组装而成。每级叶轮均需经过超速试验和单独的动平衡。总装后，整个转子总成需进行高速动平衡，将残余不平衡量控制在极低标准（如G2.5级或更高），这是确保风机低振动、长寿命运行的根本。 轴承与轴瓦：对于D型这类高速高压风机，常采用滑动轴承（即轴瓦）。轴瓦材料多为巴氏合金，具有良好的嵌藏性、顺应性和抗胶合能力。润滑油在轴瓦与主轴轴颈间形成稳定的压力油膜，实现液体摩擦，承载转子重量并抑制振动。其间隙调整、油楔形状至关重要。 密封系统：是防止介质泄漏、维持风机性能和安全的关键。 气封（迷宫密封）：通常安装在机壳与转子之间（如级间、进出口端），通过一系列节流齿隙形成流动阻力，减少级间窜气和气体向外界泄漏。油封：主要用于轴承箱两端，防止润滑油泄漏到箱体外，同时阻止外部杂质进入轴承箱。 碳环密封：在输送特殊、贵重或危险性工业气体（如H₂, He, O₂）时，常采用碳环密封作为轴端密封。它由多个石墨环组成，在弹簧作用下紧贴轴套，形成接触式密封，泄漏量极小，安全可靠，尤其适用于不允许介质外泄或空气内吸的工况。 轴承箱：是容纳轴承（轴瓦）、提供润滑并保证其精确对中的刚性壳体。内部有复杂的油路，确保压力油能稳定供给到每个润滑点。轴承箱通常设有温度、振动监测探头接口，是现代风机状态监测的基础。

第四章：风机维护与修理要点

针对D(Tm)919-2.78等专用风机的稳定运行，科学的维护与修理不可或缺。

一、日常维护与监测

振动与温度监测：持续在线监测轴承箱振动（速度与位移值）和轴承温度、润滑油温度，是预测性维护的首要手段。振动值异常升高往往是动平衡破坏、对中不良、轴承磨损或松动的前兆。 润滑油系统维护：定期检验润滑油油质（粘度、水分、酸值、颗粒物），按周期更换滤芯和润滑油。保证油压、油温在设定范围内。 密封检查：观察气封、油封及碳环密封处有无异常泄漏。对于碳环密封，需注意其磨损情况，避免过度磨损导致气体大量泄漏或密封失效。

二、常见故障与修理

振动超标：原因：转子积垢（输送气体不洁导致）、叶轮磨损或腐蚀、动平衡破坏、联轴器对中偏差增大、轴承（轴瓦）磨损、地脚螺栓松动。修理：停机后，首先检查对中和地脚紧固情况。若无效，需抽出发风机转子总成。进行清洁（清除叶轮流道积垢），检查叶轮有无损伤。然后上平衡机进行转子总成的高速动平衡校正，这是修复振动问题的核心步骤。同时检查并更换磨损的轴瓦。 轴承温度高：原因：润滑油不足或油质劣化、冷却器效率下降、轴承间隙不当（过小或过大）、轴瓦巴氏合金层磨损或出现疲劳裂纹。修理：检查润滑系统。拆卸轴承箱，测量轴瓦间隙，检查接触斑点。若轴瓦磨损超标或出现损伤，需重新刮研或更换新轴瓦，确保接触面积和间隙符合设计标准。 风量或压力不足：原因：进口过滤器堵塞、密封间隙（尤其是迷宫密封）因磨损过大导致内泄漏严重、转速下降（如皮带打滑）、工艺系统阻力异常增高。修理：清洁滤网。测量并调整或更换迷宫密封齿，恢复其设计间隙。检查驱动系统。同时排查工艺管道是否堵塞。 气体泄漏异常：原因：轴端密封（特别是碳环密封）磨损、老化或弹簧失效；机壳中分面或进出口法兰密封垫损坏。修理：停机后更换全套碳环密封组件，安装时注意弹簧预紧力均匀。更换中分面或法兰的密封垫片，紧固螺栓需按规定的顺序和力矩拧紧。

所有修理工作，特别是涉及转子、轴承、密封等核心部件的拆装与调整，必须严格遵循制造厂的维修手册，并由经验丰富的专业人员进行。

第五章：输送各类工业气体的风机技术考量

如前所述，(Tm)系列风机可适配输送多种气体，这要求在设计、选材和运行上做出相应调整：

气体密度影响：风机产生的压力与气体密度成正比。输送氢气(H₂)、氦气(He)等轻气体时，在相同转速和流量下，风机出口压力会远低于输送空气，所需功率也较低。反之，输送氩气(Ar)、二氧化碳(CO₂)等重气体时，压力和功耗会增加。选型时必须根据实际气体的密度、温度、压力重新计算性能曲线和轴功率。 腐蚀性与材料选择：输送潮湿的氯气、酸性工业烟气等，需采用耐蚀合金（如双相不锈钢、哈氏合金）的叶轮、机壳内衬及密封部件。氧气(O₂)输送风机要求绝对禁油，所有通流部件需进行脱脂处理，并采用惰性气体密封以防油蒸汽进入。 爆炸危险与防爆：输送氢气、含氢混合气等爆炸性气体时，风机需满足防爆设计：如采用防爆电机、静电导出装置、避免可能产生火花的部件材料配对。轴承温度监测和振动监测需更为严格。 纯度要求与密封：输送高纯稀有气体（如Ne, He, 高纯N₂）时，首要目标是防止气体污染和泄漏。碳环密封、干气密封或磁力密封成为首选，其泄漏率远低于迷宫密封。所有通流表面需进行特殊处理以减少气体吸附。 温度与冷却：输送高温工业烟气时，需考虑风机材料的耐温极限（如选用耐热钢），并可能需要对轴承箱和润滑油系统采取额外的冷却措施，防止热量传递导致轴承过热。

对于D(Tm)919-2.78这类风机，当用于输送非空气介质时，其具体配置（材料、密封、冷却）会在“(Tm)”的专用化设计基础上，进一步根据目标气体的物理化学特性进行“量体裁衣”式的定制。

结论

重稀土铥(Tm)的提纯是一项精密的系统工程，与之配套的离心鼓风机技术亦是高度专业化的领域。D(Tm)919-2.78型高速高压多级离心鼓风机作为大流量、中高压工况的杰出代表，其型号编码精准定义了性能，其内部精密的配件系统（主轴、转子、轴瓦、碳环密封等）共同构筑了可靠运行的基石。深入理解其工作原理、维护修理要点，并掌握其输送不同工业气体时的特殊技术考量，是保障稀土提纯生产线安全、稳定、高效运行的关键。随着稀土产业向精细化、绿色化、智能化发展，对专用风机的效率、可靠性和智能化管理水平也必将提出更高的要求，这将继续推动风机技术在材料科学、流体动力学、状态监测与智能控制等领域的深度融合与创新。

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