重稀土铒（Er）提纯专用离心鼓风机基础详解与D(Er)2536-1.85型号深度剖析

作者：王军（139-7298-9387）

关键词：重稀土铒提纯风机、D(Er)2536-1.85离心鼓风机、风机配件维修、工业气体输送、多级离心鼓风机技术

引言

在战略性矿产资源:稀土，特别是重稀土元素铒（Er）的湿法冶金提纯工艺流程中，离心鼓风机作为提供关键气动力的核心装备，其性能的稳定性、可靠性与高效性直接关系到萃取、浮选、吹脱、氧化等工序的成败与经济效益。针对稀土提纯工艺中常涉及的各类工业气体输送需求，专用的离心鼓风机系列应运而生。本文旨在系统阐述用于重稀土铒提纯的离心鼓风机基础知识，并以典型型号D(Er)2536-1.85高速高压多级离心鼓风机为核心，深入解析其技术内涵、关键配件构成、维护修理要点，并对相关工业气体输送风机的选型与应用进行概括说明。

第一章 重稀土铒提纯工艺与风机角色概述

重稀土铒的提纯通常涉及矿石分解、溶剂萃取、离子交换、沉淀焙烧等多个单元操作。在此过程中，离心鼓风机主要承担以下任务：

浮选供气：向浮选机提供稳定、适宜压力和流量的空气或惰性气体（如氮气），形成均匀微泡，实现矿物颗粒的选择性分离。“CF(Er)”与“CJ(Er)”型专用浮选风机即为此设计。

氧化/反应气体输送：向反应釜或氧化塔中输送氧气（O₂）等工艺气体，参与化学反应过程。

流化与吹脱：用于流化床干燥或吹脱工序中挥发性组分，输送热空气或惰性气体。

烟气与尾气处理：输送工业烟气或处理过程中产生的废气至后续环保装置。

系统加压：为整个或局部工艺系统提供正压环境，防止空气倒灌或确保气体定向流动。

因此，用于铒提纯的风机不仅需要满足基本的流量、压力参数，还需具备良好的气体介质适应性、密封可靠性、耐腐蚀性及调节性能。

第二章 铒提纯用离心鼓风机系列简介

根据结构、压力等级及应用侧重，用于铒提纯的离心鼓风机主要形成以下几大系列，均以“(Er)”标识其专用属性：

“C(Er)”型系列多级离心鼓风机：采用多级叶轮串联结构，级间设导叶，效率较高，适用于中等压力范围的空气及多种工业气体输送，是通用性较强的工艺风机。

“CF(Er)”与“CJ(Er)”型系列专用浮选离心鼓风机：专为浮选工艺优化设计，注重气量稳定、气泡细化性能，通常具备良好的调节特性，以适应浮选工况变化。

“D(Er)”型系列高速高压多级离心鼓风机：本文重点机型所属系列。采用高转速设计结合多级压缩，能在紧凑结构下实现较高的单机压比，适用于要求出口压力显著高于常压的场合，如深度氧化、高压吹扫或长管网输送。

“AI(Er)”型系列单级悬臂加压风机：结构相对简单，单级叶轮悬臂安装，适用于压增需求不高但流量较大的场合，如系统通风或低压流化。

“S(Er)”型系列单级高速双支撑加压风机：单级叶轮，双轴承支撑，转速高，适用于中等压力、中等流量的工况，结构紧凑，动态平衡性好。

“AII(Er)”型系列单级双支撑加压风机：传统双支撑结构，可靠性高，维护方便，适用于各种无毒工业气体的持续稳定输送。

这些风机可输送的气体介质覆盖广泛，包括：空气、工业烟气、二氧化碳（CO₂）、氮气（N₂）、氧气（O₂）、氦气（He）、氖气（Ne）、氩气（Ar）、氢气（H₂）以及各类混合无毒工业气体。选型时必须明确气体成分、密度、温度、湿度、腐蚀性及洁净度。

第三章 核心机型深度解析：D(Er)2536-1.85高速高压多级离心鼓风机

3.1 型号释义与技术定位
型号“D(Er)2536-1.85”完整解读如下：

“D”：代表“D系列高速高压多级离心鼓风机”。

“(Er)”：标识该风机专为重稀土元素铒（Er）的提纯工艺设计与优化。

“2536”：此数字组合通常表征风机的主要性能参数。参考同系列命名规则（如D(Er)300-1.8中“300”表示流量300立方米每分钟），此处“2536”极有可能指该风机在标准进气状态下的额定容积流量为2536立方米每分钟（m³/min）。具体需以厂商铭牌或设计手册为准。

“-1.85”：表示风机出口处相对于标准大气压的出口表压为1.85个大气压（atm），即绝对压力约为2.85 ata（工程大气压）。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。
该型号风机定位于大流量、中高压力需求的铒提纯工序，例如大规模浮选系统的供气、高压氧化反应的气体输送，或作为工艺气体增压站的核心设备。

3.2 结构与工作原理
D(Er)2536-1.85属于多级离心式鼓风机。其核心工作原理是：通过高速旋转的转子（由多级叶轮组成）对气体做功，气体在叶轮流道中获得动能，随后在扩压器、回流器等静止部件中将部分动能转化为压力能，如此逐级压缩，最终达到设计出口压力。
主要结构组件包括：

机壳（气缸）：通常为水平剖分或垂直剖分式，铸造成型，内设各级扩压腔、回流道及隔板，承受工作压力。

转子总成：核心旋转部件，包括：

风机主轴：高强度合金钢锻件，经精密加工和动平衡校验，用于传递扭矩并支撑所有旋转零件。

多级叶轮：通常为后弯式或径向式叶片设计，闭式或半开式结构，通过过盈配合或键连接固定在主轴上。叶轮材质根据气体性质选择，可能为不锈钢、铝合金或特殊涂层材料。

平衡盘/鼓：用于平衡多级叶轮产生的轴向推力，减少轴承负荷。

联轴器：与驱动机（通常是电动机，可能带增速齿轮箱）连接。

轴承系统：采用滑动轴承（轴瓦），润滑油强制润滑。滑动轴承承载能力强，阻尼特性好，适用于高速重载转子。轴承座通常集成在轴承箱内，轴承箱独立于机壳，便于热膨胀管理和对中调整。

密封系统：至关重要，防止气体泄漏和润滑油进入流道。

气封（迷宫密封）：位于机壳与转子之间（如级间、轴端），利用多次节流膨胀原理减小内部气体泄漏。

油封：位于轴承箱两端，防止润滑油沿轴外泄。

碳环密封：一种接触式或微接触式机械密封，常用于轴端作为主密封，特别适用于防止工艺气体外漏或空气内漏至易燃、有毒、贵重气体介质的情况。在D(Er)系列中可能作为标准或选配。

润滑系统：独立的油站提供压力油，对轴承、齿轮（如有）进行润滑和冷却。

进出口法兰及管路：连接工艺管道，可能配有消音器、过滤器、膨胀节等辅助设备。

3.3 性能特性与选型考量
D(Er)2536-1.85的性能曲线（流量-压力曲线、流量-功率曲线、流量-效率曲线）是选型和运行的基础。其特性是：在一定转速下，压力随流量增加而减小，功率随流量增加而增加，存在一个最高效率点。
选型时需确认：

工艺气体参数：成分、进口状态（压力、温度、湿度）、密度变化范围。

流量需求：2536 m³/min是否为工艺所需，并考虑系统阻力变化和余量。

压力需求：1.85 atm出口表压是否满足后端设备及管网阻力之和。

驱动机：电动机功率、电压、调速方式（如变频），是否需配增速箱。

材料兼容性：与输送气体（如含腐蚀性组分）接触部分的材料选择。

控制与保护：防喘振控制、温度振动监测、联锁保护等。

第四章 关键配件详解与维护修理要点

4.1 关键配件功能与要求

风机主轴：承受扭矩、弯矩、轴向力及转子重力，要求极高的强度、刚度和疲劳抗力。材料常为40CrNiMoA、42CrMo等合金钢，调质处理，轴颈表面淬硬。

风机轴承与轴瓦：采用巴氏合金（乌金）衬里的滑动轴承轴瓦。巴氏合金具有良好的嵌入性、顺应性和抗咬合性。轴瓦间隙（顶隙、侧隙）是关键装配参数，需严格按标准执行。

风机转子总成：整体动平衡等级要求极高（通常达到G2.5或更高），以减小振动。叶轮流道需光洁，无铸造缺陷。定期检查叶轮有无磨损、腐蚀、结垢或裂纹。

气封（迷宫密封）：密封齿间隙是核心参数，过小易碰磨，过大则泄漏量剧增。材质常为铝青铜或不锈钢，与主轴（或轴套）的硬度需匹配。

碳环密封：由多个碳环组成，依靠弹簧力实现径向贴合。要求碳环工作面光滑，无破损，弹簧力均匀。对轴套的硬度、光洁度及冷却有特殊要求。

轴承箱：作为轴承的支撑与油池，要求刚度好，油路通畅，冷却充分，与机壳对中准确。

4.2 日常维护与常见故障处理

日常巡检：监测轴承温度（通常不高于70-75℃）、振动值（如轴向、径向振动速度有效值）、润滑油压力、温度及油质，听诊运行声音是否异常。

定期保养：按周期更换润滑油、清洗油滤网、检查联轴器对中情况、紧固地脚螺栓。

常见故障与修理：

振动超标：可能原因包括转子不平衡（需现场动平衡或返厂）、对中不良（重新对中）、轴承磨损（更换轴瓦，刮研贴合）、基础松动、喘振等。

轴承温度高：可能因润滑油不足/变质、冷却不良、轴承间隙不当、负载过大、对中不良引起。需排查油系统，调整间隙或重新对中。

气体泄漏：轴端密封（碳环或迷宫）磨损、间隙超差。需停机检查更换密封件，必要时修复或更换轴套。

性能下降（压力/流量不足）：可能因进气过滤器堵塞、密封间隙磨损导致内泄漏增大、叶轮腐蚀或积垢、转速下降等。需清洗过滤器，检查密封和叶轮状态。

异常噪音：可能预示轴承损坏、转子碰磨、齿轮箱故障或进入喘振区。需立即排查声源。

大修要点：大修需全面解体。重点检查主轴直线度、叶轮内孔与轴配合、叶轮及流道状态、所有密封间隙、轴承座孔同心度。更换所有易损件（密封、轴瓦、油封等）。严格按照装配工艺回装，确保各级间隙，最终进行转子动平衡校验和机组对中。

第五章 输送各类工业气体的特殊考量

针对D(Er)系列及其他系列风机输送不同工业气体的应用，需特别注意：

氧气（O₂）：禁油！所有与氧气接触的部件必须彻底脱脂清洗。密封需采用无油设计（如干气密封、特殊材料迷宫密封）。材料应选用不易发生氧化燃烧的（如铜合金、不锈钢）。

氢气（H₂）：密度小，易泄漏，渗透性强。对密封要求极高，常采用串联式干气密封或高性能碳环密封。由于压比较高时温升大，需注意氢气对材料氢脆的影响。

氮气（N₂）、氩气（Ar）等惰性气体：相对安全，但需防止泄漏造成纯度下降或工艺浪费。关注密封性能即可。

二氧化碳（CO₂）：可能含水形成碳酸，具有腐蚀性。需考虑材料耐蚀性，以及低温下可能形成干冰堵塞的风险。

工业烟气：可能含尘、腐蚀性组分（SOx, NOx）、高温。需前置除尘、脱硫、降温装置。风机材料需耐腐蚀耐磨损，考虑积灰对转子平衡的影响。

氦气（He）、氖气（Ne）等稀有气体：通常贵重，强调极低的泄漏率，密封设计是关键。

混合无毒工业气体：需明确各组分比例、露点、爆炸极限（即使无毒，可能可燃），综合评估密度、绝热指数等物性参数对风机性能曲线的影响，并据此选型和确定操作点。

第六章 总结

重稀土铒提纯工艺对离心鼓风机提出了复杂而严苛的要求。D(Er)2536-1.85高速高压多级离心鼓风机作为该领域的大流量高压力的代表性设备，其设计融合了高转速、多级压缩、精密密封（如碳环密封）与可靠的滑动轴承技术。深入理解其型号含义、结构原理、性能特点是正确选型和应用的基础。而对其风机主轴、轴承轴瓦、转子总成、气封、油封、碳环密封、轴承箱等关键配件的细致维护与科学修理，则是保障风机长周期、高效率、安全稳定运行的生命线。同时，必须根据输送气体介质（空气、O₂、H₂、CO₂、烟气等）的独特物化性质，在材料选择、密封形式、安全防护等方面进行针对性设计与管理。唯有将风机专业知识与具体工艺需求紧密结合，才能充分发挥各类“(Er)”型专用离心鼓风机在重稀土铒提纯这一战略性产业中的核心装备价值，为提升我国稀土资源精深加工水平提供坚实的技术装备支撑。