重稀土铒(Er)提纯专用离心鼓风机技术详解:以D(Er)2569-2.18型风机为核心

作者：王军（139-7298-9387）

关键词：重稀土铒提纯风机 D(Er)2569-2.18 离心鼓风机配件 风机维修工业气体输送 多级离心鼓风机

引言

在重稀土元素铒（Er）的提取与精炼工艺中，气体输送与分离过程扮演着至关重要的角色。无论是作为浮选工艺的气源、跳汰分选的动力，还是作为特定化学反应环境的提供者，稳定、可靠、参数精确的离心鼓风机都是保障生产连续性与产品质量的关键设备。针对稀土冶炼，特别是重稀土提纯过程中介质多样、工况特殊、要求高压高效的特点，一系列专用的离心鼓风机应运而生。本文将以“D(Er)2569-2.18”型高速高压多级离心鼓风机为核心，系统阐述其技术基础，并深入剖析其核心配件构成、维护修理要点，同时概览适用于稀土及其他工业气体输送的各类风机型号，为相关领域的技术人员提供参考。

一、 重稀土铒提纯工艺对风机的基本要求

重稀土铒的提纯是一个复杂的物理化学过程，通常涉及焙烧、酸溶、萃取、沉淀、煅烧等多个单元操作。这些过程中，风机需要承担以下关键任务：

提供氧化/反应气氛：在焙烧或煅烧阶段，需要精确控制氧气（O₂）、氮气（N₂）或空气的流量与压力，以创造特定的氧化或还原环境。

浮选与分选动力：在矿物初步富集阶段，需要向浮选槽或跳汰机中鼓入空气，形成气泡，实现矿物与脉石的分离。“CF(Er)”与“CJ(Er)”型浮选专用风机即为此设计。

工艺气体输送：输送二氧化碳（CO₂）、氢气（H₂）、氩气（Ar）等保护性或反应性气体，用于保护、吹扫或参与化学反应。

烟气处理与排放：输送生产过程中产生的工业烟气，可能含有腐蚀性成分，对风机材质要求苛刻。

因此，用于铒提纯的风机必须满足：高压力输出（以克服系统阻力）、流量稳定可调、密封性能极佳（防止贵重或有害气体泄漏）、材质耐腐蚀（应对酸性或特殊气体）、运行可靠性高（保障连续生产）。这些要求直接决定了风机的型号选择、结构设计和配件配置。

二、 风机型号体系解读与D(Er)2569-2.18型详解

为满足上述多样化需求，形成了专门的离心鼓风机产品系列：

“C(Er)”型系列：多级离心鼓风机，适用于中等压力和流量的稳定气体输送。

“CF(Er)”与“CJ(Er)”型系列：专用浮选离心鼓风机，针对浮选工艺大气量、中低压力的特点优化，结构坚固，抗工况波动能力强。

“D(Er)”型系列：高速高压多级离心鼓风机，是重稀土提纯中用于高压气体输送的核心机型，本文重点阐述。

“AI(Er)”型系列：单级悬臂加压风机，结构紧凑，适用于中小流量、中低压力的场合。

“S(Er)”型系列：单级高速双支撑加压风机，高转速，效率高，适用于对占地面积和效率有要求的场合。

“AII(Er)”型系列：单级双支撑加压风机，运行平稳，维护方便，应用范围广。

风机型号命名规则以“D(Er)300-1.8”为例进行说明：“D”代表D系列高速高压多级离心鼓风机；“(Er)”表征其适用于铒（或重稀土）提纯工艺，在材质或密封上可能有特殊设计；“300”表示风机在标准进气状态下的额定流量为每分钟300立方米；“-1.8”表示风机出口的表压为1.8个大气压（即绝对压力约为2.8个大气压）。若进口气体压力非标准大气压，通常会以“进口压力/出口压力”的形式表示。

核心机型：D(Er)2569-2.18型高速高压多级离心鼓风机
该型号是专为重稀土铒提纯生产线中的高压气体工段设计。

流量参数：“2569”表明其额定设计流量高达每分钟2569立方米。如此大的气量能够满足大规模生产线或多个并联工艺单元的气体需求，例如为大容积的反应釜或长路径的管道系统提供充足的气源。

压力参数：“-2.18”表示其出口提供2.18个大气压（表压）的压力。这个压力水平足以克服由复杂管道网络、多级反应器、高效过滤装置等构成的系统的高阻力，确保气体能有效输送到末端并保持足够的动能参与工艺过程。

技术特征：作为“D”系列产品，它采用多级叶轮串联的结构。气体每经过一级叶轮和导叶，压力就得到一次提升。通过多级累积，在单台风机上实现了高压输出，同时相比单级风机，在相同压力下效率更高，工作点更稳定。其“高速”设计意味着采用高转速电机（通常通过齿轮箱增速），使叶轮获得极高的线速度，这是产生高压头的关键。其转子动力学设计、轴承系统和密封系统都针对高转速、高负荷工况进行了特殊优化，确保长期运行的稳定性。

应用场景：在铒提纯流程中，D(Er)2569-2.18可能被用于：向高压浸出罐中鼓入氧化性空气；为气动输送系统提供动力，输送中间物料；或在尾气处理系统中，克服洗涤塔、吸附塔的巨大阻力，推动烟气流动。

三、 D(Er)系列风机核心配件解析

一台高性能的D(Er)型风机，其可靠性建立在精密设计和优质配件之上。主要核心配件包括：

风机主轴：作为整个转子系统的核心承载和动力传递部件，需具备极高的强度、刚度和疲劳抗力。通常采用高强度合金钢（如42CrMo）整体锻制，经调质处理、精密加工和动平衡校正。其临界转速设计必须远高于工作转速，以避免共振。

风机转子总成：由主轴、多级叶轮、平衡盘、推力盘、联轴器等部件组成的一个高速旋转整体。叶轮是核心做功元件，通常为后弯式或径向式设计，采用高强度铝合金、不锈钢或钛合金精密铸造或焊接而成，每级叶轮都需进行超速试验和严格的动平衡。转子总成的平衡精度直接决定了整机的振动水平。

风机轴承与轴瓦：D(Er)系列高速风机常采用滑动轴承（轴瓦）。轴瓦内衬巴氏合金，具有良好的嵌藏性、顺应性和抗咬合性。润滑油在轴与瓦之间形成稳定的油膜，实现液体摩擦，承载转子重量并降低摩擦损耗。推力轴承则承受转子剩余的轴向力。轴承箱的设计需保证良好的润滑、冷却和密封。

密封系统：这是防止气体泄漏和润滑油污染的关键，尤其对于输送贵重、有害或高纯度工业气体时至关重要。

气封与油封：在轴穿过机壳的部位，设置迷宫密封或碳环密封作为气封，通过多级曲折通道增加泄漏阻力。油封则用于轴承箱两端，防止润滑油外泄。

碳环密封：是一种高性能的接触式或微接触式密封。多个碳环在弹簧力作用下紧贴轴表面，形成极小的间隙，密封效果优于迷宫密封，尤其适用于高压差和有害气体工况。在D(Er)系列中，可能作为主密封使用。

轴承箱：容纳轴承、轴瓦并提供润滑油路的铸件。它必须有足够的刚性以防止变形，内部油路设计要确保润滑油能均匀覆盖所有摩擦面，并配备冷却水套或冷却盘管以控制油温。

四、 风机运行维护与修理要点

对D(Er)2569-2.18这类关键设备，预防性维护和精准修理是保障其寿命和生产安全的重中之重。

日常巡检与监控：

振动监测：使用在线振动传感器定期监测轴承座振动速度或位移值。振动异常增大往往是转子不平衡、轴承磨损、对中不良或发生摩擦的先兆。

温度监测：密切关注轴承温度（特别是回油温度）和润滑油温。温度骤升可能预示润滑不良、轴承损坏或冷却失效。

性能参数监控：记录流量、进出口压力、电流值。性能的缓慢衰减可能意味着内部流道磨损或密封间隙增大。

听声辨异：定期用听棒监听轴承箱和机壳内部声音，检查是否有异常摩擦或冲击声。

周期性维护：

润滑油管理：定期取样分析润滑油质，根据结果确定换油周期。保持油路清洁，滤网定期清洗或更换。

对中检查：风机与电机（或齿轮箱）的联轴器对中应定期复查，特别是基础沉降后或管路应力变化时。

紧固件检查：检查地脚螺栓、轴承盖螺栓等关键紧固件是否松动。

常见故障与修理：

振动超标：首先检查对中和地脚紧固。若无效，需停机检查转子动平衡。可能原因包括叶轮结垢、磨损不均或叶片附着物脱落。需进行现场或离线动平衡校正。严重时需检查轴是否弯曲。

轴承温度高：检查润滑油油位、油质和冷却水系统。若油路畅通、冷却正常，则可能轴瓦已磨损、刮伤或巴氏合金层脱落，需拆检更换轴瓦，并检查轴颈是否有损伤。

风量风压不足：检查进气滤网是否堵塞，系统阻力是否变化。若外部无问题，则可能是内部密封（如迷宫密封、碳环密封）磨损，间隙过大导致内泄漏增加；或叶轮流道腐蚀、磨损，效率下降。需解体检查，更换损坏的密封件，严重时更换叶轮。

气体泄漏或油泄漏：气体泄漏多发生在轴端密封处。若为碳环密封，检查碳环是否磨损、弹簧是否失效，需成套更换。油泄漏检查油封唇口是否老化、磨损，或轴承箱呼吸器是否堵塞。

大修与转子返厂：根据运行时间或状态监测结果，进行计划性大修。大修内容包括：转子总成全部拆卸清洗、检查；所有叶轮和轴进行无损探伤；检查或更换所有轴承、轴瓦、密封件；机壳流道检查修补；转子总成重新进行高速动平衡。对于精密部件如叶轮的修复，建议返回原厂或具备资质的专业维修中心进行。

五、 稀土提纯中各类工业气体输送风机的选型与应用

如前所述，除了高压力的D(Er)系列，铒提纯流程中还需多种风机输送不同气体：

空气输送：最普遍的应用。浮选用“CF(Er)”或“CJ(Er)”系列；系统加压、氧化反应等可根据压力和流量选用“C(Er)”、“AI(Er)”、“S(Er)”或“AII(Er)”系列。关键在于控制含尘量和湿度。

惰性气体（N₂, Ar, He）输送：用于保护性气氛（如防止产品氧化）或吹扫。要求风机密封性极高，通常采用双端面机械密封或高品质碳环密封，材质需与气体兼容（如纯氦气对材料渗透性有要求）。可选“C(Er)”或“AII(Er)”系列进行改造。

反应性气体（O₂, H₂）输送：

氧气（O₂）：强氧化剂，忌油。风机必须进行严格的禁油处理，所有流道、密封腔彻底脱脂清洗，采用不锈钢或铜合金材质，轴承润滑采用特种润滑脂或无油润滑设计。“S(Er)”或“AII(Er)”系列经特殊处理后可适用。

氢气（H₂）：密度小、易泄漏、易燃易爆。风机设计侧重极致密封（如采用干气密封）、防爆电机和电器，并确保结构材料不会发生氢脆。高速的“S(Er)”系列或经特殊设计的“D(Er)”系列可能用于氢气循环或增压。

腐蚀性气体（工业烟气、CO₂湿气）输送：烟气成分复杂，可能含SO₂、HF等酸性成分。风机过流部件需采用耐腐蚀材料，如双相不锈钢、哈氏合金，或内衬防腐涂层。密封系统也需耐腐蚀设计。“C(Er)”或“AII(Er)”系列的特定材质版本可用于此类工况。

混合无毒工业气体：根据混合气的具体成分、密度和特性，参照上述原则选择风机系列和配置。

选型总原则：首先明确输送介质的化学成分、密度、湿度、洁净度、毒性及爆炸性；其次确定工艺所需的流量和压力（进口与出口）；然后根据介质特性确定风机的材质等级和密封形式；最后结合安装空间、能耗要求（效率）、维护便利性等因素，从产品系列中选择最匹配的型号。对于关键工段，建议与风机专业技术人员进行详细工况交流，进行针对性选型设计。

结论

重稀土铒的提纯是一项对工艺装备要求极高的精密工业过程。D(Er)2569-2.18型高速高压多级离心鼓风机作为该流程中高压气体动力源的杰出代表，其大流量、高压力、高可靠性的特点，深刻体现了专用装备与特殊工艺的紧密结合。深入理解其型号含义、掌握其核心配件如转子、轴承、密封系统的结构与功能，并实施科学严谨的运行维护与故障修理策略，是保障其长期稳定运行、进而确保整个提纯生产线连续高效的关键。同时，面对输送空气、惰性气体、反应性气体及腐蚀性气体等多样化的需求，丰富的“C(Er)”、“CF(Er)”、“S(Er)”等系列风机提供了灵活的解决方案。正确的选型、专业的维护与精准的修理，共同构成了稀土冶炼领域气体输送设备安全、高效、长周期运行的坚实基石。