重稀土铥(Tm)提纯专用风机:D(Tm)149-2.68型高速高压多级离心鼓风机技术详解

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重稀土铥(Tm)提纯专用风机:D(Tm)149-2.68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：重稀土铥提纯，离心鼓风机，D(Tm)149-2.68，风机配件，风机修理，工业气体输送，稀土矿分选

引言：离心鼓风机在稀土冶炼中的关键角色

稀土，尤其是重稀土元素如铥(Tm)，是现代高新技术产业不可或缺的战略资源。其分离与提纯过程极为复杂，涉及焙烧、萃取、分选等多个高精度物理化学环节，这些环节对工艺气体的压力、流量、纯净度及稳定性提出了极为苛刻的要求。离心鼓风机作为提供动力气源的核心设备，其性能直接关系到生产流程的连续性、产品纯度及综合能耗。

在铥(Tm)的提取与富集过程中，特别是在高压吸附、流化床输送、或特定气氛保护等关键工序，需要风机能够提供稳定、洁净且参数精确的高压气流。为此，专用的风机系列应运而生，其中，“D(Tm)”型系列高速高压多级离心鼓风机便是为满足此类高压、中小流量工况而设计的精良装备。本文将深入剖析以D(Tm)149-2.68型号为代表的铥提纯专用风机，系统阐述其基础知识、型号解读、核心配件构成、维护修理要点，并对输送各类工业气体的适应性进行说明。

第一章：铥(Tm)提纯专用风机系列概览与型号解读

针对稀土提纯，特别是重稀土铥工艺的多样性，风机技术发展出多个专用系列，以适应不同压力、流量及介质要求。

1.1 主要风机系列简介

“C(Tm)”型系列多级离心鼓风机：通常为中低压、中等流量设计，结构坚固，适用于工艺过程中的常规鼓风与气体输送。 “CF(Tm)”与“CJ(Tm)”型系列专用浮选离心鼓风机：专门为稀土矿浮选工序优化，注重流量调节范围和运行稳定性，为浮选槽提供均匀稳定的充气。 “AI(Tm)”型系列单级悬臂加压风机：结构紧凑，适用于中低压、小流量的加压或循环工艺点。 “S(Tm)”型系列单级高速双支撑加压风机& “AII(Tm)”型系列单级双支撑加压风机：采用高速设计或双支撑刚性轴设计，适用于中压、流量范围较宽的工况，运行平稳可靠。 “D(Tm)”型系列高速高压多级离心鼓风机：本系列是应对高压需求的尖端产品。通过多级叶轮串联、采用高转速设计，能在较小的体积内实现较高的单机压比，特别适合铥(Tm)提纯中需要突破较高系统阻力或需提供高压气源的环节，如高压反吹、穿透床层、或为小型化高效分离装置供气。

1.2 核心型号D(Tm)149-2.68详解
D(Tm)149-2.68这一型号编码蕴含着完整的技术参数信息：

“D”：代表该风机属于“D型”即高速高压多级离心鼓风机系列。 “(Tm)”：明确标识此风机为重稀土铥(Tm)提纯工艺专用或优化设计。这意味着在材料选择、密封形式、内部清洁度控制、防腐处理等方面，均已考虑了铥提取工艺中可能接触的介质和环境特点。 “149”：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℃，介质为空气）下的额定流量，单位为立方米每分钟。因此，D(Tm)149-2.68的额定流量为149立方米每分钟。 “-2.68”：代表风机的出口绝对压力值为2.68个标准大气压。根据型号标注规则，此处未标注进口压力，即默认为进口压力是1个大气压。因此，该风机的设计压升（压比）为出口压力除以进口压力，即2.68除以1等于2.68。 性能定位：该风机专为需要高压、中等偏小流量的铥(Tm)提纯工段设计。其2.68个大气压的出口压力足以克服高阻力的吸附塔、精密过滤器或提供足够动力的喷射气流。

第二章：D(Tm)型风机核心配件技术剖析

一台高性能的D(Tm)系列离心鼓风机，其可靠性取决于关键配件的设计与制造水平。以下对主要配件进行说明：

2.1 风机主轴
主轴是传递动力、承载转子的核心部件。D(Tm)系列风机主轴采用高强度合金钢（如42CrMo）锻造而成，经过精密加工、热处理（调质）和动平衡校正。其设计需具备极高的刚度、强度和疲劳抗力，以承受高速旋转（转速可达每分钟数万转）带来的巨大离心力、扭矩以及可能的轻微不平衡力。轴颈部位的尺寸精度和表面光洁度要求极高，以确保与轴承的良好配合。

2.2 风机转子总成
转子总成是风机的“心脏”，由主轴、多级叶轮、定距套、平衡盘（或鼓）以及锁紧螺母等组成。

叶轮：是核心做功元件。D(Tm)系列采用后弯式或径向式三元流精密铸造叶轮，材料通常为不锈钢（如304、316，针对特定气体可能选用更高级别）或高强度铝合金，以保证强度、耐腐蚀性和气体动力学性能。每个叶轮在装配前都需进行单体超速试验和动平衡。 平衡盘：在多级风机中至关重要，用于平衡大部分由叶轮产生的轴向推力，减少止推轴承的负荷，提升轴承寿命和运行稳定性。

2.3 轴承与轴瓦
对于高速高压风机，轴承系统是关键。

滑动轴承（轴瓦）：D(Tm)系列常采用精密滑动轴承（径向轴承和止推轴承）。轴瓦通常采用巴氏合金（白合金）衬层，具有优异的嵌藏性、顺应性和抗咬合性，能有效吸收振动，运行平稳噪声低。润滑油系统必须可靠，确保形成稳定的油膜，将轴颈与轴瓦分隔开，实现液体摩擦。

2.4 密封系统
密封是防止气体泄漏、保证工艺纯度（防止产品污染或贵重气体损失）和润滑油污染的关键。

气封与碳环密封：在各级叶轮之间以及轴端，采用迷宫密封（气封）或碳环密封。碳环密封由多个分割的碳环组成，依靠弹簧力抱紧轴，形成微小间隙的非接触或半接触式密封，耐磨性好，泄漏量小，尤其适用于不允许油污染的洁净气体工况。油封：位于轴承箱两端，主要防止润滑油向外泄漏，并阻止外部杂质进入轴承箱。通常采用高品质的骨架油封或机械密封。

2.5 轴承箱
轴承箱是容纳轴承、轴瓦及部分密封件的铸件或焊接件。它为轴承提供精确的对中和稳定的支撑，内部有合理的油路设计，确保润滑油能均匀覆盖所有润滑点。箱体需具有良好的刚性，防止变形影响对中性。

第三章：D(Tm)149-2.68型风机的维护与修理要点

针对在铥提纯严苛环境中运行的D(Tm)风机，科学的维护与修理是保障其长周期稳定运行的生命线。

3.1 日常维护与监测

振动与温度监测：定期使用测振仪监测轴承座部位的振动速度或位移值。使用红外测温枪检查轴承箱、电机轴承温度。异常升高往往是故障先兆。 润滑油管理：定期检查油位、油质。按厂家规定周期更换润滑油和滤芯。分析油样中的磨损金属颗粒，可预判内部磨损情况。 密封检查：关注轴端是否有异常气体泄漏或油渍，判断密封状况。 性能监测：记录进出口压力、流量、电流等参数，与初始性能曲线对比，评估风机效率下降情况。

3.2 常见故障与修理

振动超标：可能原因包括转子积垢（需清洗）、动平衡破坏（需重新做动平衡）、轴承磨损（更换轴瓦或滚动轴承）、对中不良（重新找正）、基础松动等。修理时必须严格执行拆装工艺，确保各部件复位精度。 轴承温度高：检查润滑油油质、油量、油路是否通畅；检查轴承间隙是否过小或已磨损；检查冷却系统是否有效。 风量或压力不足：检查进口过滤器是否堵塞；检查密封间隙（尤其是碳环密封和迷宫密封）是否因磨损过大导致内泄漏严重；检查叶轮是否有腐蚀或磨损。对于内部流道结垢，需进行化学或物理清洗。 密封失效：碳环密封磨损后会出现泄漏量增大，需成套更换。更换时注意清洁，安装间隙需严格按说明书调整。机械密封失效需检查动、静环磨损及弹簧弹力。

3.3 大修注意事项
风机运行一定周期（如2-3年或根据状态监测决定）后，应进行预防性大修。大修包括全面拆卸、清洗、检查所有部件。重点检查：叶轮焊缝或材料有无裂纹、气蚀；主轴有无弯曲、裂纹；轴瓦巴氏合金层有无剥落、磨损；所有密封件的磨损量；壳体流道有无腐蚀穿孔。更换所有易损件和密封件，重新组装后，必须进行动平衡校验和机械运转试验，合格后方可投用。

第四章：输送工业气体的适应性说明

D(Tm)系列风机虽为铥(Tm)提纯设计，但其技术原理使其经过适当调整后，可安全输送多种工业气体。这是选型时必须考虑的核心问题。

4.1 气体性质对风机设计的影响

气体密度：风机的压头（压力）与气体密度成正比。输送密度小于空气的气体（如氢气H₂、氦气He），在相同转速和尺寸下，产生的压头会降低，电机负载也会变化；反之，密度大的气体（如氩气Ar），压头会升高。选型时需进行性能换算。 腐蚀性：如工业烟气、氧气O₂（特别是高压湿氧）可能具有腐蚀性或强氧化性。需相应升级过流部件材质（如采用316L不锈钢、蒙乃尔合金甚至钛材）。 危险性：输送氧气时，必须绝对禁油，所有部件需进行严格的脱脂处理，并采用碳环密封、干气密封等无油密封形式，防止爆炸。输送氢气等易燃气体，需考虑防爆设计和密封可靠性。 纯净度要求：输送高纯气体如氮气N₂、氖气Ne、氩气Ar等，需采用特殊密封和内部处理工艺，防止油分、水分污染。 温度与湿度：高温或带湿气体需考虑材料的耐温性、热膨胀差异以及可能的冷凝腐蚀问题。

4.2 D(Tm)系列风机的适应性调整
对于前述可输送气体列表（空气、工业烟气、CO₂、N₂、O₂、He、Ne、Ar、H₂、混合无毒工业气体），在选用D(Tm)型风机时，必须明确以下调整：

材料升级：根据气体腐蚀性，选择合适的不锈钢、合金或特种涂层。 密封形式确认：对于氧气和所有高纯气体，必须指定采用非接触式干气密封或高品质碳环密封组合，并保证轴承箱密封绝对可靠，实现气体零污染。 性能换算与重选型：根据实际气体的分子量、进口温度和压力，重新计算风机所需的转速、功率和性能曲线，确保满足工艺参数。风机供应商应根据“输送介质”来提供最终的性能保证。 安全配置：针对易燃易爆气体，电机需采用防爆型，仪表需本安或隔爆，并考虑设置泄漏检测和紧急停机系统。

结论

D(Tm)149-2.68型高速高压多级离心鼓风机作为重稀土铥(Tm)提纯工艺中的关键动力设备，其精巧的设计、严格的制造工艺和针对性的材料选择，确保了其在高压、小流量工况下的卓越性能和可靠性。深入理解其型号含义、掌握核心配件（如主轴、转子、碳环密封、轴瓦）的技术要点，是进行科学维护和精准修理的基础。同时，认识到离心鼓风机输送不同工业气体时在材料、密封和性能上的特殊要求，是实现设备安全、高效、长寿命运行，最终保障整个稀土提纯生产线稳定高效的核心。在稀土这一战略资源的精深加工领域，专用化、高性能的离心鼓风机技术将持续发挥不可替代的支柱作用。

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