重稀土铥(Tm)提纯专用风机技术详述：以D(Tm)268-1.97型离心鼓风机为核心

作者：王军（139-7298-9387）

关键词：重稀土铥提纯，离心鼓风机，D(Tm)268-1.97型号，风机配件，风机维修，工业气体输送，多级离心风机

引言：风机技术在稀土提纯中的核心作用

稀土元素，特别是重稀土如铥(Tm)，是现代高科技产业不可或缺的战略资源。其提纯过程涉及复杂的物理化学工艺，如焙烧、酸浸、萃取、结晶等，这些工序往往需要精密控制的气体环境作为反应介质、输送载体或提供特定气氛。离心鼓风机作为提供稳定、洁净、高压气流的核心动力设备，其性能直接关系到提纯效率、产品纯度和生产能耗。针对重稀土铥提纯工艺中可能存在的高腐蚀性、高温或需特定惰性/反应性气体环境等严苛要求，专用设计的离心鼓风机至关重要。本文将围绕重稀土铥(Tm)提纯专用风机:D(Tm)268-1.97型高速高压多级离心鼓风机，系统阐述其基础知识、型号解读、核心配件构成、维修要点，并拓展介绍输送各类工业气体的风机选型与应用。

第一章：重稀土提严苛环境下的专用风机系列概览

为适应稀土矿，尤其是重稀土提纯工艺的多样化需求，风机技术发展出了一系列专用型号。这些系列虽各有侧重，但核心目标一致：为特定工艺环节提供可靠、高效、定制化的气体动力解决方案。

“C(Tm)”型系列多级离心鼓风机：通常为中压、大风量设计，适用于对压力要求中等但流量要求较高的工艺环节，如大型焙烧炉的供风或烟气循环。

“CF(Tm)”与“CJ(Tm)”型系列专用浮选离心鼓风机：专为稀土浮选工艺设计。浮选过程需向矿浆中充入大量细微、均匀的空气，以形成气泡携带稀土矿物上浮。这两种风机特别优化了气体分散性和压力稳定性，确保浮选效率与精矿品位。其中，CF型和CJ型可能在具体结构（如进气方式、叶轮形式）上有所区别，以适应不同规模的浮选槽和工艺参数。

“AI(Tm)”型系列单级悬臂加压风机：结构紧凑，采用单级叶轮和悬臂式转子设计。适用于所需增压幅度不大、但要求设备占地小、维护相对简便的辅助性供气或循环环节。

“S(Tm)”型系列单级高速双支撑加压风机与“AII(Tm)”型系列单级双支撑加压风机：两者均为单级，转子两端有支撑轴承，运行稳定性高。S型强调“高速”，通常通过提高转速来获得较高的单级压比，适用于需要较高压力但流量范围特定的场合。AII型则可能更注重宽泛工况下的稳定运行和经济性。它们可用于中小规模的加压输送、气体置换等。

“D(Tm)”型系列高速高压多级离心鼓风机：本文的核心机型所属系列。该系列风机通过将多个叶轮串联在同一主轴上，气体逐级压缩，从而能够实现普通单级风机难以企及的高出口压力。其“高速”设计进一步提升了单级压缩能力和整机效率。D系列是重稀土提纯过程中对气体压力有苛刻要求环节的理想选择，例如：高压反吹扫系统、需要克服极高系统阻力的气体循环、或为某些高压反应环境提供气源。

第二章：核心机型深度解析:D(Tm)268-1.97型高速高压多级离心鼓风机

2.1 型号命名规则详解

型号“D(Tm)268-1.97”蕴含了该风机的关键性能参数：

“D”：代表“D系列高速高压多级离心鼓风机”。

“(Tm)”：特别标注，指明该风机为重稀土铥(Tm)提纯工艺专用设计。这意味着在材料选择（如接触气体的部件采用耐特定介质腐蚀的合金）、密封形式（防止稀有、贵重或有害气体泄漏）、润滑系统（可能与工艺气体隔离）等方面，进行了针对铥提纯工况的定制化处理。

“268”：代表风机在标准进气状态（通常指进口压力为1个标准大气压，温度20℃，相对湿度50%的空气）下的额定体积流量，单位为立方米每分钟。即，该风机的设计流量为每分钟268立方米。

“-1.97”：表示风机在输送标准空气、并达到额定流量时，其出口法兰处的气体压力（表压）为1.97个大气压（即约0.97bar的表压，绝对压力约为1.97ata）。这是风机克服下游系统阻力后所能提供的压力能力。

关于进口压力的说明：根据规则，型号中未使用“/”符号，因此默认其设计进口压力为1个标准大气压（绝压）。若工况进气压力非标（如从负压或正压容器中抽吸），则需在选型时特别说明，风机的实际性能和结构（如轴向推力平衡）可能需要调整。

2.2 设计特点与在铥提纯中的应用

D(Tm)268-1.97型风机集成了多级离心风机的高压能力和高速设计的高效率，其核心设计特点包括：

多级串联压缩：通过多个精密设计的叶轮和扩压器、回流器依次排列，气体被逐级压缩，平稳地提升到1.97个大气压的出口压力。级数设计确保了每级都在高效区间工作，整机效率高。

高速转子：采用高转速设计（通常由齿轮箱增速驱动），使叶轮外缘线速度提高，单级叶轮能产生更大的压头，从而在达到相同总压比的情况下，可能减少所需级数，使结构更紧凑。

高强度转子动力学设计：高速多级转子的临界转速计算、动平衡精度（通常要求达到G2.5或更高等级）至关重要，以确保在跨越工作转速区间时平稳，振动值低。

铥提纯工艺适配性：针对铥提取过程中可能接触的酸性气体（如盐酸雾、氟化氢）、或需使用惰性保护气（如氮气、氩气）等环境，过流部件（如叶轮、机壳）可选用双相不锈钢、哈氏合金等材料；密封系统采用更严密的碳环密封或干气密封，防止工艺气泄漏或空气渗入；轴承箱与机壳间的密封也加强，确保润滑油不受污染。

在铥提纯流程中，D(Tm)268-1.97型风机可能被用于：

高压浸出或反应釜的鼓泡与搅拌供气：提供稳定高压气体以增强气液传质效率。

高压气体输送系统：将工艺气体（如氮气、氩气）从储罐高压输送至各使用点。

尾气高压循环回收系统：对含有稀有成分的尾气进行加压，以便于后续的吸收或吸附回收。

第三章：风机核心配件系统详解

一台完整的D(Tm)268-1.97型风机由多个精密子系统构成，其可靠性取决于每个配件的性能与配合。

风机主轴：作为整个转子系统的核心承力与传动部件，通常采用高强度合金钢（如42CrMo）锻制，经调质处理以获得优异的综合机械性能。其上精加工有各级叶轮、平衡盘、轴套的安装位置，尺寸精度和形位公差要求极高。

风机转子总成：这是风机的“心脏”，包括主轴、各级叶轮、平衡盘、轴套、联轴器部件等。叶轮作为核心做功元件，其三元流设计、数控精密加工和动平衡校正（每个叶轮单独平衡及转子整体动平衡）是保证高效、低振的关键。平衡盘用于平衡多级风机产生的大部分轴向推力，减小止推轴承的负荷。

风机轴承与轴瓦：D系列高速风机常采用滑动轴承（轴瓦）。其优点是承载能力大、阻尼性能好、运行平稳。轴瓦材料多为巴氏合金，它与主轴轴颈之间形成稳定的油膜，实现液体润滑。径向轴承支撑转子重量，止推轴承承受残余轴向推力。润滑油系统的清洁度与油温控制直接关系到轴瓦寿命。

轴承箱：容纳径向轴承和止推轴承的独立箱体，确保轴承座的对中精度，并为润滑油提供循环空间。通常设有油位计、温度计接口和冷却水夹套或盘管，以控制轴承温度。

密封系统：这是防止气体泄漏和外界杂质进入的关键，尤其对于输送贵重或有害工业气体的风机。

气封（迷宫密封）：安装在机壳两端和级间，利用多道梳齿与轴（或轴套）间形成的微小间隙，产生节流效应来减少内部气体泄漏。材料常为铝或铜合金，以防与转子碰擦时产生火花。

碳环密封：一种接触式机械密封，由多个分割的碳环在弹簧力作用下抱紧轴套，实现更有效的密封。常用于输送有毒、易燃易爆或贵重气体（如氢气、氦气等）的场合，密封效果优于迷宫密封。在D(Tm)系列中，可能被用于轴端，确保工艺气体零泄漏。

油封：主要安装在轴承箱的轴伸端，防止润滑油沿轴泄漏到箱体外，同时阻止外部灰尘进入轴承箱。常用骨架油封或唇形密封。

第四章：风机维护与修理要点

为确保D(Tm)268-1.97型风机在重稀土提纯连续生产中的可靠性，必须建立科学的维护和修理体系。

日常监测与维护：

振动与温度监测：定期使用便携式或在线监测系统检查轴承座振动速度/位移值及温度。异常升高往往是转子失衡、对中不良、轴承磨损或油膜失稳的征兆。

润滑油管理：定期化验润滑油品质，检查水分、酸值、金属颗粒含量。按时更换滤芯，保持油路清洁。确保冷却系统工作正常，控制油温在设定范围。

密封检查：观察有无气体或润滑油异常泄漏。对于碳环密封，需关注其磨损情况，视情更换。

性能监控：记录进气压力、温度、出口压力、流量、电流等参数，与设计曲线对比，判断风机及系统是否处于健康状态。

定期检修与大修：

解体检查：按计划周期停机解体，全面检查转子组件（叶轮冲刷、腐蚀、裂纹；主轴颈磨损、跳动）、轴承（轴瓦巴氏合金层磨损、脱层；间隙测量）、密封件（迷宫梳齿磨损间隙、碳环磨损量）、机壳流道腐蚀情况。

转子修复与动平衡：对损伤的叶轮进行修复或更换。修复后或新组装的转子必须进行高速动平衡校正，确保残余不平衡量符合标准。

对中校正：大修后重新安装时，必须精确校正电机（或齿轮箱）与风机主轴之间的对中，通常采用激光对中仪，要求达到微米级精度，以消除不对中引起的附加力。

间隙调整：严格按照装配图纸要求，调整各级气封、油封以及轴承（径向、轴向）间隙。间隙过大会导致效率下降和泄漏增加；间隙过小则可能引发摩擦和振动。

第五章：输送各类工业气体的风机技术考量

重稀土提纯过程可能涉及多种工业气体，风机设计需根据气体特性进行调整。针对D系列及其它系列风机，输送不同气体时需重点考虑：

气体性质的影响：

密度：气体密度直接影响风机所需功率（功率与密度成正比）和压头。例如，输送氢气(H₂)时，因其密度极小，风机需重新进行气动设计和功率匹配，且对防泄漏要求极高。

腐蚀性：输送工业烟气、二氧化碳(CO₂, 湿气存在时形成碳酸)等，需选用耐腐蚀材料（如不锈钢、涂层）。

危险性：氧气(O₂)助燃，要求风机内部绝对禁油，所有零件进行脱脂处理，材质选用不易产生火花的铜合金等。氢气(H₂)易燃易爆且易泄漏，需采用顶级密封（如干气密封+碳环密封组合）和防爆电机。

稀有与贵重性：如氦气(He)、氖气(Ne)、氩气(Ar)等惰性气体，价格昂贵，密封系统的可靠性是第一要务，最大限度减少泄漏损失。

洁净度要求：对于高纯度气体输送，风机内表面需进行特殊处理（如抛光、钝化），确保不污染气体。

风机选型与改造：

当输送气体非空气时，不能直接套用标准空气性能曲线。必须根据实际气体的分子量、绝热指数、压缩因子等重新计算性能参数，并校核轴功率。

根据气体特性，确定合适的材料等级、密封形式、润滑方案（是否需将润滑油与气体完全隔离）以及安全防护措施。

对于D(Tm)268-1.97这类专用风机，其在设计之初已针对铥提纯工艺中可能遇到的特定气体环境进行了预设，但用户仍需在订货时明确具体的工艺气体成分、温度、压力范围，以便制造商做最终的细节确认。

结论

重稀土铥(Tm)的提纯是一项对设备可靠性、适应性和精密性要求极高的过程。D(Tm)268-1.97型高速高压多级离心鼓风机作为为此工艺深度定制的关键动力设备，其从型号参数、结构设计到配件选材，无不体现了专用化的工程思想。深刻理解其型号含义、掌握转子、轴承、密封等核心配件的原理与维护要点，并明晰输送不同工业气体时的特殊技术要求，是保障风机长周期稳定运行、进而确保重稀土提纯生产线高效、安全、经济运营的基石。随着稀土材料需求的增长和提纯技术的不断进步，与之配套的风机技术也必将朝着更高效率、更高可靠性、更智能化和更广泛气体适应性的方向发展。