重稀土铥（Tm）提纯专用离心鼓风机技术详解:以D(Tm)197-1.26型号为核心

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重稀土铥（Tm）提纯专用离心鼓风机技术详解:以D(Tm)197-1.26型号为核心

作者：王军（139-7298-9387）

关键词：重稀土铥提纯、离心鼓风机、D(Tm)197-1.26型号、风机配件维修、工业气体输送、稀有金属冶炼

引言

在稀有金属，尤其是重稀土的冶炼与提纯工艺中，流体输送设备扮演着至关重要的角色。其中，离心鼓风机作为提供精确、稳定气流的核心动力源，其性能直接关系到生产流程的连续性、产品质量的稳定性和综合能耗的高低。针对重稀土铥（Tm）这类价值极高、物理化学性质独特的元素，其提纯过程（常涉及焙烧、酸解、萃取、结晶、干燥等多个需精密气体控制的环节）对配套鼓风机提出了极为严苛的要求：极高的运行可靠性、卓越的压力与流量控制精度、优异的抗腐蚀与密封性能，以及对特定工艺气体的适应性。本文将从风机技术角度出发，系统阐述应用于铥（Tm）提纯领域的专用离心鼓风机基础知识，并以一款典型型号 D(Tm)197-1.26高速高压多级离心鼓风机为例进行深度剖析，同时对风机关键配件、维修要点及输送各类工业气体的技术考量进行详细说明，旨在为相关领域的技术人员提供参考。

第一章重稀土铥提纯工艺对风机的特殊要求

铥（Tm）作为重稀土家族中的重要成员，其提纯流程复杂且精细。主要工艺环节及对风机的需求包括：

焙烧与煅烧：需要提供高温、洁净的助燃空气或保护性气体（如氮气），风机需能耐高温并保持流量稳定。 气体输送与搅拌：在湿法冶炼的浸出、萃取等环节，可能需要通入特定气体（如压缩空气、氮气、二氧化碳）进行搅拌或创造惰性环境，要求风机压力精准、气体纯净无污染。 物料输送与流态化：在干燥、气流输送等工序，需要特定压力和流量的气体作为载体，风机需具备良好的调节特性。 环境控制与尾气处理：处理可能产生的酸性或腐蚀性工艺烟气，要求风机材质具备优异的耐腐蚀性。

因此，专用风机必须针对这些需求进行定制化设计，确保在长期运行中保持高效、稳定、安全。

第二章铥(Tm)提纯专用风机系列概览

针对稀土冶炼的不同工况和压力需求，发展出了多个系列的专用离心鼓风机。各系列特点简述如下：

“C(Tm)”型系列多级离心鼓风机：适用于中低压、大风量场景，如提供工艺空气、通风等，结构经典，运行可靠。 “CF(Tm)”与“CJ(Tm)”型系列专用浮选离心鼓风机：专为稀土矿物浮选工艺设计，提供稳定气泡所需的气源，特别注重流量调节的灵敏性和运行的平稳性。 “D(Tm)”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。结构紧凑，效率高，是满足铥提纯中高压气体需求（如高压氧化、深度流态化、长距离气力输送）的主力机型。型号D(Tm)197-1.26即属于此系列。 “AI(Tm)”型系列单级悬臂加压风机：单级叶轮，悬臂结构，适用于中低压、中小流量场合，维护简便。 “S(Tm)”型系列单级高速双支撑加压风机：高转速单级叶轮，双支撑轴承结构，转子动力学性能好，适用于中压、中等流量，追求高效率和紧凑布局的工况。 “AII(Tm)”型系列单级双支撑加压风机：传统单级双支撑结构，坚固耐用，适用于稳定的中低压需求。

第三章核心机型深度剖析：D(Tm)197-1.26高速高压多级离心鼓风机

3.1 型号解读
遵循命名规则：“D”代表D系列高速高压多级离心鼓风机；“(Tm)”表明其针对铥（Tm）提纯工艺进行了特种设计与材料选择；“197”表示风机在设计进口状态下的额定流量为每分钟197立方米；“-1.26”表示风机出口的绝对压力为1.26个大气压（即表压约为0.26 kgf/cm²或26 kPa）。此型号默认进口压力为1个大气压。该流量与压力参数通常与特定的跳汰分选、气流干燥或加压反应装置配套确定，旨在为铥的分离富集提供精确的气动条件。

3.2 结构与工作原理
D(Tm)197-1.26风机属于多级离心式。其核心工作原理是：驱动电机通过增速齿轮箱（或直联）带动风机主轴高速旋转，固定在主轴上的多级风机转子总成（包括叶轮、隔套、平衡盘等）随之转动。气体从进气口轴向进入第一级叶轮，在高速旋转的叶轮叶片作用下获得动能和压力能；经扩压器将部分动能转化为压力能后，气体被引导至下一级叶轮入口，再次获得能量。如此逐级叠加，最终在出口达到设计压力1.26个绝对大气压。整个流道设计旨在高效实现能量转换，最小化流动损失。

3.3 关键部件详解
该型号风机的可靠性高度依赖于其核心配件的性能与质量：

风机主轴：采用高强度合金钢锻造，经过精密加工和热处理，具有极高的强度、刚性和疲劳寿命，确保在多级叶轮悬装下高速旋转时的动态平衡与稳定性。 风机转子总成：这是风机的“心脏”。包含各级叶轮（通常为闭式后向叶片，材料根据气体性质可选不锈钢、特种合金等）、级间隔套、平衡盘（用于平衡大部分轴向推力）及锁紧螺母。每级叶轮都经过严格的动平衡校正，确保整个转子总成在工作转速下振动极小。 风机轴承与轴瓦：D系列高速风机常采用滑动轴承（轴瓦）。轴瓦通常由巴氏合金等高耐磨、耐疲劳材料衬覆在钢背上制成，依靠形成的压力油膜支撑主轴，具有承载能力强、阻尼特性好、运行平稳、寿命长的优点。轴承的润滑、温升和间隙是监控重点。 密封系统：这是保障风机内泄外漏可控、确保工艺气体纯净度的关键。 级间密封与气封：在叶轮口环、级间等部位采用迷宫密封或碳环密封。碳环密封因其自润滑、耐高温、适应微小径向跳动等特点，在此类高速风机中应用广泛，能有效减少级间和内泄漏，提升效率。 轴端密封：在主轴伸出机壳的两端，采用组合密封防止润滑油外漏和工艺气体泄漏或外界空气侵入。通常包括油封（防止轴承箱润滑油外泄）和气封（通常与碳环密封、氮气密封等结合，阻止机壳内气体沿轴逸出）。对于输送易燃、有毒或贵重气体（如氢气、工艺烟气），轴封系统会特别设计，可能采用干气密封等更高等级配置。 轴承箱：容纳并支撑主轴轴承（轴瓦），是润滑系统的核心容器。内部有油路设计，确保润滑油能循环流经轴瓦进行润滑和冷却。轴承箱的刚性、散热和防渗漏设计至关重要。

第四章风机配件维护与修理要点

针对D(Tm)197-1.26这类精密设备，预防性维护和规范性修理是保障其长周期运行的关键。

4.1 日常维护与监控

振动与噪声监测：定期检测轴承座振动值，异常振动往往是转子不平衡、对中不良、轴承磨损或动静件摩擦的征兆。 温度监控：重点监测轴承温度（特别是轴瓦温度）和润滑油温，温升超标可能预示润滑不良、冷却失效或负载过高。 润滑系统维护：定期检查润滑油油位、油质，按规定周期更换润滑油和滤芯，确保油品清洁、油压稳定。 密封与泄漏检查：观察轴端是否有油渍或气体泄漏痕迹，检查碳环密封等部件的磨损情况。

4.2 关键配件修理与更换

转子总成动平衡：任何叶轮修复或更换后，必须对单级叶轮和整个转子总成进行高速动平衡校正，精度等级通常要求达到G2.5或更高，以消除不平衡力。 轴瓦检修：检修时检查轴瓦的巴氏合金层是否有磨损、剥落、裂纹或烧蚀。测量轴瓦间隙（通常用压铅法）是否符合设计值。轻微磨损可刮研修复，严重则需更换。 密封件更换：碳环密封属于易损件，检修时应检查其径向厚度磨损是否超限，环体是否破裂。更换时需注意分组安装，确保各环在环室内能自由浮动但又无过大间隙。 主轴检查：检查主轴的轴颈、配合段有无磨损、拉伤、腐蚀或裂纹。必要时需进行磁粉或超声波探伤。轴颈磨损可考虑镀铬后磨削修复，但需严格控制形位公差。 对中校正：大修后重新安装时，必须严格进行电机（或齿轮箱）与风机之间的联轴器对中，采用双表或三表法，确保冷态和热态（考虑热膨胀）对中数据在允许范围内。

第五章输送不同工业气体的技术考量

D(Tm)197-1.26及其同系列风机在设计时已考虑材质与密封的适应性，但针对不同气体特性，选型和应用时仍需特别注意：

通用性气体（空气、混合无毒工业气体）：标准材质配置即可，重点在于满足流量和压力参数。 腐蚀性气体（工业烟气、含酸气组分）：必须选用耐腐蚀材料，如叶轮、机壳流道采用不锈钢（如316L）、双相钢甚至哈氏合金。碳环密封和密封材料也需相应升级。可能需要增加冲洗气措施。 氧气（O₂）：极高禁油要求。整个流道、转子总成、密封腔等必须进行严格的脱脂清洗。避免采用易产生火花的材质。润滑系统需绝对防止油汽渗入机内。通常使用特殊的不易燃润滑脂或采用磁悬浮等无油技术。 氢气（H₂）、氦气（He）：分子量小，粘度低，极易泄漏。对密封系统要求极端严格，通常需采用干气密封等零泄漏或微泄漏密封。设计时气动性能需重新核算（体积流量相同下，质量流量小，所需功率低）。 氮气（N₂）、氩气（Ar）、氖气（Ne）等惰性气体：性质稳定，主要考虑气体密度与标准空气的差异对风机性能曲线（压力-流量-功率）的影响，需进行相似换算。密封要求根据工艺压力而定。 二氧化碳（CO₂）：注意其在高压下的密度变化，以及可能存在的冷凝问题（尤其在含水时），需考虑机壳保温或加热。

总结

重稀土铥（Tm）的提纯是一项对配套装备要求极高的精密工程。D(Tm)197-1.26高速高压多级离心鼓风机作为针对此工艺研发的专用设备，通过其多级高压、高速高效的特性，以及针对关键部件如主轴、转子总成、轴瓦、碳环密封等的精心设计与选材，为铥提纯流程提供了可靠的气动保障。深入理解其型号含义、结构原理、维护要点以及对不同工业气体的适应性，是确保风机安全、稳定、长周期运行，从而保障整个稀土提纯生产线经济效益与技术指标的基础。未来，随着稀土冶炼技术的不断进步，对专用风机的智能化控制、能效提升及材料科技的应用将提出更高要求。

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