重稀土铥(Tm)提纯专用风机技术详解:以D(Tm)907-2.66型风机为核心

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重稀土铥(Tm)提纯专用风机技术详解:以D(Tm)907-2.66型风机为核心

作者：王军（139-7298-9387）

关键词：重稀土铥(Tm)提纯，离心鼓风机，D(Tm)907-2.66，风机配件，风机修理，工业气体输送，多级高速鼓风机

第一章：引言:稀土提纯与专用风机的关键角色

稀土元素，特别是重稀土中的铥(Tm)，因其在高端电子、激光晶体、超导材料及核技术等领域的不可替代性，已成为全球战略性资源。铥的提纯工艺极为复杂，通常涉及化学萃取、离子交换、高温反应及气体输运等多个环节，这些环节对工艺气体的压力、流量、洁净度及稳定性提出了极其苛刻的要求。专用离心鼓风机作为提供稳定气源动力的核心设备，其性能直接关系到提纯效率、产品纯度与生产成本。

针对铥(Tm)提纯的特定工况（如输送保护性气体、反应气体，或为真空/加压系统提供动力），通用风机往往难以胜任。为此，发展出了“Tm”系列专用离心鼓风机，包括C(Tm)、CF(Tm)、CJ(Tm)、D(Tm)、AI(Tm)、S(Tm)、AII(Tm)等系列。本文将以重稀土铥(Tm)提纯专用风机D(Tm)907-2.66为焦点，系统阐述其技术基础、设计特点，并对风机关键配件、维护修理以及工业气体输送的特殊考量进行深入说明。

第二章：重稀土铥(Tm)提纯专用风机系列概览与型号解读

“Tm”系列风机是基于标准风机系列，针对铥提纯工艺中的腐蚀性、危险性或高纯度气体输送要求，在材料选择、密封技术、结构设计等方面进行特殊优化后的产品系列。

主要系列简介：

C(Tm)型系列多级离心鼓风机：强调较高的压比和稳定性，适用于中等流量、需要多级增压的工艺环节。 CF(Tm)/CJ(Tm)型系列专用浮选离心鼓风机：专为稀土浮选工艺设计，注重抗磨损和应对矿浆泡沫环境的能力。 D(Tm)型系列高速高压多级离心鼓风机：本文核心，采用高速电机+齿轮箱或直驱高速电机驱动，通过多级叶轮串联实现高压力输出，是高压反应气体输送、系统加压的关键设备。 AI(Tm)型系列单级悬臂加压风机 / S(Tm)/AII(Tm)型系列单级高速/双支撑加压风机：适用于流量较大、压升要求相对单一的场景，结构紧凑，维护便捷。

风机型号深度解读：
以D(Tm)907-2.66为例，其命名规则遵循行业惯例并蕴含关键性能参数：

“D”：代表该风机属于D系列高速高压多级离心鼓风机。该系列以转速高、单级压升大、整体结构紧凑著称，通常采用精密齿轮增速箱或高速永磁电机驱动。 “(Tm)”：标识此为重稀土铥(Tm)提纯工艺专用设计版本。这意味着风机从过流部件材料（如采用特种不锈钢、镍基合金甚至钛材以抵抗特定介质腐蚀）、密封形式（如采用干气密封、碳环密封等零泄漏或微泄漏方案）到润滑油系统（可能与工艺气体隔离）都进行了适配性优化。 “907”：表示风机在标准进气状态下的额定流量为每分钟907立方米。这是风机选型的首要参数，需与提纯工艺所需的气体消耗量精确匹配。 “-2.66”：表示风机的出口绝对压力为2.66个大气压（即约0.166MPaG的表压，若进口为常压）。此参数至关重要，决定了风机能为工艺系统提供的压力能。若型号中无“/”及后续数字，则默认进口压力为1个标准大气压。

作为对比，D(Tm)300-1.8则表示：同系列铥提纯专用风机，流量为300 m³/min，出口压力为1.8个大气压（绝对压力）。

第三章：核心机型剖析:D(Tm)907-2.66型高速高压多级离心鼓风机

D(Tm)907-2.66型风机是专为重稀土铥提纯工艺中高压气力输送、反应釜加压或惰性气体循环等高压需求场景设计的动力装备。

1. 设计特点与技术优势：

高转速与多级压缩：通过高速驱动（通常转速可达每分钟数万转），使气体在多个叶轮和扩压器中连续获得动能并转化为压能，最终实现2.66个大气压的出口压力。多级设计使得每级压比较为适中，有利于提高效率和运行稳定性。 优异的气动性能：叶轮采用三元流设计，叶片型线经过CFD优化，确保在907 m³/min的额定流量下具有最高效率点，同时工作区间较宽，能适应工艺参数的微小波动。 专用材料与防腐处理：针对可能输送的微量腐蚀性气体或高纯度惰性气体，过流部件（机壳、叶轮、隔板）采用316L不锈钢或更高级别材料，并进行精密抛光以降低气体附着和污染风险。 极高的密封要求：为防止工艺气体泄漏污染环境或外部空气进入污染工艺气体，采用了远超常规风机的密封方案，这是“Tm”专用的核心体现之一。

2. 关键配件详解：

风机主轴：作为传递扭矩和支撑转子的核心部件，采用高强度合金钢（如42CrMo）锻造，经调质处理获得优异的综合机械性能。其加工精度极高，各轴段同心度、轴肩过渡圆角需严格控制，以消除应力集中，确保在高速下平稳运行。 风机转子总成：由主轴、多级叶轮、平衡盘、推力盘、联轴器等部件组成。叶轮与主轴采用过盈配合加键连接，或采用液压装拆的紧定套结构。动平衡等级要求极高（通常达到G2.5甚至更高），是保证风机低振动的根本。 风机轴承与轴瓦：D(Tm)系列高速风机常采用滑动轴承（即轴瓦）。轴瓦材料多为巴氏合金，其具有良好的嵌藏性、顺应性和抗咬合性，能形成稳定的润滑油膜，阻尼性能好，适合高速重载工况。轴承箱设计需保证充分的润滑油供应和冷却。 密封系统（核心中的核心）： 气封（迷宫密封）：安装在各级叶轮进口处及轴端，通过一系列节流齿隙与转子形成微小间隙，有效减少级间窜气和轴向泄漏。齿形和间隙设计是关键。 碳环密封：在D(Tm)907-2.66这类对泄漏要求极高的场合常被采用。由多个分割的碳环在弹簧力作用下紧贴轴套，形成径向接触式密封。其自润滑、耐高温、微泄漏的特点，非常适合密封氮气、氩气等工艺气体。需注意轴套的硬度、光洁度及冷却。 油封：主要用于轴承箱两端，防止润滑油外泄和外部杂质进入。采用耐高温、耐磨损的氟橡胶或聚四氟乙烯材料。 轴承箱：是容纳支撑轴承、推力轴承及其润滑系统的壳体。要求刚性足、散热好，油路设计合理，确保润滑油循环通畅，带走摩擦热并维持油温稳定。

第四章：风机的维护、常见故障与修理要点

D(Tm)907-2.66这类精密设备的稳定运行离不开科学的维护和及时的修理。

1. 日常维护与监测：

振动与温度监测：定期使用振动分析仪监测轴承座振动速度或位移，关注频谱变化。实时监测轴承温度、润滑油温。 润滑系统维护：定期化验润滑油品质，检查油位、油压、油滤压差，按时更换润滑油和滤芯。 密封系统检查：监测工艺气泄漏量（如有仪表），定期检查碳环密封的磨损情况（通常在大修时）。

2. 常见故障分析与修理：

振动超标： 原因：转子动平衡破坏（叶轮积垢、磨损或零件松动）；对中不良；轴承磨损；基础松动；喘振或旋转失速。 修理：停机后重新进行转子动平衡校正；重新精确对中；更换轴承或轴瓦；紧固地脚螺栓；检查并调整运行工况点，避免在小流量区运行。 轴承温度过高： 原因：润滑油量不足或变质；冷却系统故障；轴承间隙过小或磨损；负载过大。 修理：补油或换油；清理冷却器；调整或更换轴承/轴瓦；检查系统阻力是否异常。 排气压力或流量不足： 原因：进口过滤器堵塞；密封间隙磨损过大导致内泄漏严重；转速下降；工艺系统泄漏。 修理：清洗或更换滤芯；大修调整或更换迷宫密封齿、碳环；检查驱动电源和联轴器；排查工艺管道。 气体泄漏异常： 原因：轴端碳环密封严重磨损；密封气压力异常；密封件老化。 修理：更换碳环密封组件；调整密封气系统压力；更换静态密封件。 大修流程要点： 安全隔离，断电挂牌。拆卸联轴器护罩，进行对中记录。拆卸进出口管路、附属管线。剖分或吊开机壳，依次取出转子总成。全面检查叶轮、主轴、密封、轴承磨损情况。清洗所有部件，进行无损检测（如着色探伤检查叶轮裂纹）。更换所有易损件（密封、轴承等），必要时送厂修复叶轮或重新动平衡。按逆序回装，严格保证各部间隙（如气封间隙、轴承间隙）符合设计图纸要求。重新对中，单试电机后，整体试车。

第五章：输送各类工业气体的特殊考量

D(Tm)907-2.66及其系列风机可输送多种工业气体，但气体物性差异巨大，必须针对性设计。

空气：最常用介质。需注意进气过滤，防止粉尘磨损。若用于氧化性环境，需控制润滑油泄漏避免风险。 工业烟气：通常具有高温、含尘及腐蚀性成分。需前置高效除尘、降温装置，风机材质需耐腐蚀（如喷涂防腐涂层），结构上便于清灰。 二氧化碳(CO₂)、氮气(N₂)、氩气(Ar)：惰性或窒息性气体。重点在于密封的绝对可靠性，防止泄漏导致工作环境缺氧。常采用碳环密封或干气密封。压缩机设计需考虑CO₂在高压下的相变问题。 氧气(O₂)：强氧化性，极度危险。所有与氧气接触的部件必须彻底脱脂，禁油。材料选择上需避免在高速摩擦下产生火花的材料（如钛合金在纯氧中慎用）。通常采用特制的不锈钢，润滑系统与气路完全隔离，采用迷宫密封或无油润滑轴承。 氢气(H₂)、氦气(He)：密度极低的小分子气体。氢气还具有易燃易爆性。输送此类气体时，风机的气动设计需大幅调整，因为气体密度低，要达到相同压升需要更高的转速或更多的级数。同时，对防止氢气泄漏的要求极端严格，密封结构往往是多重密封组合（如“迷宫密封+氮气阻塞密封+碳环密封”）。 混合无毒工业气体：需明确各组分比例，尤其是平均分子量、绝热指数、腐蚀性、爆炸极限等，作为风机气动设计、材料选择和防爆认证的依据。

通用设计原则：

气动重新计算：风机的压比、功率、转速与气体分子量、绝热指数密切相关，更换介质必须重新核算。 材料相容性：确保所有接触气体的材料（金属、密封件、润滑油蒸气）不与气体发生反应。 密封形式适配：根据气体价值、危险性、洁净度要求选择经济可靠的密封组合。 安全防护：对于易燃易爆气体，风机需采用防爆电机和电器，并考虑静电导出措施。

第六章：结论

重稀土铥(Tm)的提纯是一项对装备可靠性、稳定性和适应性要求极高的精细化工过程。D(Tm)907-2.66型高速高压多级离心鼓风机作为该流程中的关键动力设备，其成功应用得益于针对性的系列化设计（D系列高压能力）、专用化改造（Tm标识代表的材料与密封升级）以及精确的参数定位（907 m³/min流量，2.66 atm压力）。

深入理解其型号含义、掌握核心配件（如主轴、转子、碳环密封）的技术要点，并建立科学的维护与故障修理体系，是保障风机长期稳定运行、从而确保铥提纯生产线连续高效作业的基础。同时，充分认识到输送不同工业气体时在气动、材料、密封、安全方面的特殊要求，是实现风机安全、高效、长寿命运行的必然前提。随着稀土产业的持续升级，对重稀土铥(Tm)提纯专用风机的技术要求也将不断提高，推动着风机技术向着更高效率、更高可靠性、更智能化的方向发展。

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