重稀土铥(Tm)提纯专用风机技术详解:以D(Tm)2226-2.55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：重稀土提纯、铥(Tm)提纯专用风机、D(Tm)2226-2.55型离心鼓风机、风机配件、风机修理、工业气体输送、稀土冶炼气体输送、离心鼓风机技术

引言

在重稀土元素分离与提纯，特别是铥(Tm)等战略资源的冶炼流程中，稳定、可靠、高效的气体输送与压力供给系统是确保工艺连续性、产品纯度及经济性的关键。离心鼓风机作为提供工艺气体动力源的核心装备，其性能直接影响到萃取、浮选、焙烧、气提等关键工序的效率。本文将从风机技术角度，深入剖析重稀土铥(Tm)提纯工艺中专用的离心鼓风机，重点对D(Tm)2226-2.55型高速高压多级离心鼓风机进行详细说明，并对其核心配件、维护修理要点，以及输送各类工业气体的适应性进行系统阐述。

第一章：重稀土铥(Tm)提纯工艺与风机概述

重稀土铥(Tm)的提纯通常涉及复杂的湿法冶金和火法冶金相结合的过程，如溶剂萃取、离子交换、真空蒸馏以及相关的气体保护或反应过程。这些工艺对气体供给有特定要求：

流量与压力稳定性：要求风机在特定压力下提供极其稳定的气体流量，波动会影响分离效率。

介质多样性：可能需要输送空气、氮气（N₂用于惰性保护）、氧气（O₂用于焙烧）、氩气（Ar）乃至特殊混合气体。

高纯净度要求：输送的气体不能污染工艺介质，对风机密封性要求极高。

连续运行可靠性：提纯线往往连续运行数月，风机需具备高可靠性与长寿命。

为满足上述苛刻要求，稀土冶炼领域发展出了专用的风机系列，如“C(Tm)”系列多级离心鼓风机、“CF(Tm)”、“CJ(Tm)”系列浮选专用风机，以及高压领域的“D(Tm)”系列、“S(Tm)”系列和“AII(Tm)”系列等。其中，D(Tm)系列高速高压多级离心鼓风机因其宽广的工况覆盖范围和高压能力，在铥(Tm)提纯的高压气提、加压过滤、气体循环等环节扮演着不可替代的角色。

第二章：核心机型详解:D(Tm)2226-2.55型高速高压多级离心鼓风机

2.1 型号释义与性能定位

以重稀土铥(Tm)提纯专用风机 D(Tm)2226-2.55为例，其型号解读如下：

D(Tm)：代表D系列，专为重稀土铥(Tm)提纯工艺设计或适配的高速高压多级离心鼓风机。

2226：代表风机在设计进气状态下的容积流量，为每分钟2226立方米（m³/min）。这是一个重要的选型参数，直接对应工艺所需的气体供给能力。

-2.55：代表风机的出口绝对压力为2.55个大气压（atm A）。需要注意的是，根据参考信息中的说明，此标注方式表示进风口压力为标准大气压（1 atm A）。因此，该风机的升压（压比）为1.55。

该型号风机主要应用于需要较高气体压力的工序，例如：

加压萃取塔的气体搅拌与压送。

工艺气体的高压循环系统。

配合特定过滤或分离设备提供稳定压头。

2.2 结构与工作原理

D(Tm)2226-2.55属于多级离心鼓风机。其核心原理是通过高速旋转的叶轮对气体做功，将机械能转化为气体的压力能和动能。在多级结构中，气体依次通过多个串联的叶轮和扩压器，每经过一级，压力得到一次提升，最终在末级出口达到设计压力（2.55 atm A）。

其典型结构组成包括：

机壳：通常为水平剖分式，便于内部组件检修，材料根据输送气体性质选择，如碳钢、不锈钢等。

转子总成：风机的心脏，由主轴、多个叶轮、平衡盘、推力盘等部件过盈配合或键连接而成。动平衡精度要求极高，以确保高速下的平稳运行。

轴承系统：对于高速高压风机，滑动轴承（轴瓦）因其承载能力强、阻尼性能好、适合高速运行而被广泛采用。轴承箱则为轴承提供稳定支撑和润滑环境。

密封系统：这是确保工艺气体纯净度和防止润滑油泄漏的关键。主要包括：

级间密封与轴端密封：常采用碳环密封（干气密封的一种），利用特殊石墨环在微量间隙下的节流效应实现非接触式密封，摩擦小、寿命长、泄漏量极低，非常适合洁净气体。

气封与油封：在轴承箱与机壳之间，设有气封（如迷宫密封）防止气体窜入油腔；同时设有油封（如骨架油封或机械密封）防止润滑油外泄。

润滑系统：独立的强制润滑油站，为轴承和齿轮（若有）提供压力、流量、温度稳定的润滑油。

驱动系统：通常由电动机通过增速齿轮箱驱动，使风机转子达到工作转速（可达每分钟上万转）。

第三章：风机关键配件技术说明

重稀土铥(Tm)提纯专用风机 D(Tm)2226-2.55的长期稳定运行依赖于高品质的配件。

风机主轴：采用高强度合金钢（如42CrMo）锻制，经过调质处理，具有优异的综合机械性能。所有轴颈、配合面需经精密磨削，表面硬度、粗糙度、径向跳动均有严苛标准。

风机轴承与轴瓦：滑动轴承的轴瓦内衬巴氏合金（白合金），其具有良好的嵌藏性、顺应性和抗胶合能力。瓦背与轴承座的贴合面积要求超过85%，以保证良好的热量传导。油楔设计决定了轴承的稳定性和承载力。

风机转子总成：每个叶轮均需进行超速试验和独立的动平衡校正。整个转子总成装配后，需在高速动平衡机上完成整体精平衡，剩余不平衡量需达到G2.5或更高等级，确保在工作转速下振动值极低。

碳环密封：作为核心密封部件，碳环的材料（如浸渍特殊金属或树脂的高纯石墨）、分瓣设计、弹簧补偿力至关重要。它能适应微小的轴向和径向窜动，在气体压力与弹簧力平衡下形成稳定的微米级间隙密封。

气封与油封：

气封：多为迷宫密封，密封齿与轴套形成一系列节流间隙，有效阻隔气体泄漏。齿形和间隙设计直接影响密封效果。

油封：用于轴承箱端部，常见的有唇形密封圈或接触式机械密封，需与润滑油的化学性质相容。

轴承箱：作为转子系统的支撑基座，其刚性、对中性、内腔清洁度直接影响轴承寿命和转子动力学行为。加工精度要求高，确保各轴承座孔同心。

第四章：风机维护与修理要点

针对重稀土铥(Tm)提纯专用风机 D(Tm)2226-2.55这类关键设备，预防性维护和专业化修理是保障其寿命的关键。

4.1 日常维护与监测

振动监测：持续在线监测轴承座振动（速度与位移），是判断转子平衡、对中、轴承状态的最有效手段。

温度监测：密切关注轴承温度、润滑油进回油温度，异常升温往往是故障先兆。

润滑油系统：定期化验油质，检查油滤压差，保证油品清洁度和性能。

密封系统：监测密封气的压力和流量，评估碳环密封的磨损状态。

4.2 常见故障与修理

振动超标：

原因：转子结垢破坏平衡、叶轮磨损、主轴弯曲、轴瓦磨损间隙过大、对中不良、基础松动。

修理：停机拆检，清洁或更换叶轮，检查主轴直线度，更换轴瓦并重新刮研，重新对中。必要时，转子总成需返厂进行高速动平衡。

轴承温度高：

原因：润滑油质劣化、供油不足、轴瓦巴氏合金层损伤或刮研不良、轴承负载过大。

修理：更换润滑油，检查油路，更换或重新刮研轴瓦。刮研要求接触点均匀分布，接触角合适，侧隙顶隙符合标准。

气体泄漏或污染：

原因：碳环密封磨损过量、弹簧失效；气封或油封磨损；壳体结合面密封垫老化。

修理：成套更换碳环密封组件；更换失效的密封件；更换密封垫片。安装新碳环时，需严格控制间隙。

性能下降（压力或流量不足）：

原因：通流部件（叶轮、扩压器）腐蚀或磨损严重，间隙（如叶轮口环间隙）过大导致内泄漏增加。

修理：测量关键运行间隙，更换磨损超标的部件。对于腐蚀，需根据介质升级材质。

重要原则：风机大修是一项系统工程，必须由专业团队在洁净车间进行。修理后需重新进行对中、单机试车（包括润滑油系统冲洗、机械运转试验），性能测试合格后方可投入工艺运行。

第五章：输送工业气体的特殊考量

重稀土铥(Tm)提纯专用风机不仅输送空气，还需适配多种工业气体，这对风机设计、选材和运行提出了特殊要求：

气体性质影响：

分子量：气体分子量不同，风机的压比和功率会变化。输送氢气（H₂）等轻气体时，压头低，需重新核算；输送二氧化碳（CO₂）等重气体时，压头升高，电机可能超载。选型时必须以实际气体成分和工况进行性能换算。

密度与比热容：影响气动性能和温升计算。

腐蚀性：如工业烟气、潮湿氯气等，需选择耐蚀材料（如不锈钢、特种合金）用于过流部件，甚至整体壳体。

危险性：氧气（O₂）助燃，要求风机内部绝对禁油，采用碳环密封等干式密封，所有零件进行脱脂处理。氢气（H₂）易燃易爆，需防静电设计，密封要求极高。

纯净度：对于氦气（He）、氖气（Ne）、氩气（Ar）等稀有气体，防止泄漏就是节约成本，对碳环密封、气封的性能要求更高。

风机系列的适配：

对于常压或低压大流量浮选场景，可选用“CF(Tm)”或“CJ(Tm)”系列专用浮选风机。

对于中等压力多级压缩， “C(Tm)”系列多级鼓风机适用。

对于更高压力需求，如D(Tm)2226-2.55所在的D系列是主力。

对于单级高压头场景，可考虑“S(Tm)”单级高速或“AII(Tm)”单级双支撑风机。

对于小流量加压， “AI(Tm)”单级悬臂风机可能更经济。

密封的特殊性：输送不同气体，碳环密封的材质和密封气系统可能需定制。例如，输送氧气时，碳环需采用防爆型材料；输送烃类气体时，可能需要引入氮气作为隔离密封气。

第六章：结论

在重稀土铥(Tm)的高端提纯产业链中，专用离心鼓风机是维系其精密化工艺稳定运行的“肺腑”。重稀土铥(Tm)提纯专用风机 D(Tm)2226-2.55作为高压多级风机的典型代表，其科学合理的型号编码反映了核心性能参数，其精密的转子总成、可靠的滑动轴承（轴瓦）系统、高效的碳环密封技术共同构筑了高性能与高可靠性的基石。

深入理解其配件结构与功能，实施科学的预防性维护与精准的专业化修理，是保障风机长周期安全运行的关键。同时，必须充分认识到输送介质:无论是空气、惰性气体、反应气体还是特种混合气体:对风机选型、材料、密封及运行提出的个性化要求，方能实现风机与工艺的完美契合。

随着稀土提纯技术向更高纯度、更低能耗、更自动化方向发展，对配套风机的效率、智能控制、状态监测及适应性也提出了更高要求。未来，风机技术将继续与稀土冶金工艺深度融合，为我国战略资源的高效开发利用提供更强大的装备保障。