重稀土铒(Er)提纯专用离心鼓风机技术详解:以D(Er)1239-2.18型风机为核心

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重稀土铒(Er)提纯专用离心鼓风机技术详解:以D(Er)1239-2.18型风机为核心

作者：王军（139-7298-9387）

关键词：重稀土铒提纯、离心鼓风机、D(Er)1239-2.18、风机配件、风机维修、工业气体输送、稀有气体、多级离心风机

引言：稀土提纯工艺中的关键动力设备

在重稀土分离提纯，特别是铒(Er)等高附加值元素的萃取、分离、富集过程中，稳定、可靠且参数精确的工艺气体输送系统是保障产品纯度、收率及生产安全的核心。离心鼓风机作为提供气体动力的心脏设备，其性能直接关系到生产线的稳定运行与经济效益。本文将从风机技术基础出发，聚焦于重稀土铒提纯工艺中应用的“D(Er)”型系列高速高压多级离心鼓风机，并以D(Er)1239-2.18这一典型型号为例，深入剖析其技术内涵、关键配件构成、维护修理要点，并对输送各类工业气体的风机选型与应用进行系统说明。

第一章：稀土提纯用离心鼓风机系列概述

针对稀土湿法冶金（萃取、反萃、煅烧等）及物理选矿（如浮选）等复杂工序，风机需适应不同压力、流量及介质要求，形成了专业化的系列产品。

“C(Er)”型系列多级离心鼓风机：为中压、中流量工况设计，通常采用多级叶轮串联，效率较高，适用于萃取车间空气搅拌、氧化吹扫等需稳定气源的环节。 “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。浮选需要稳定、细微的气泡，该类风机设计重点在于出口压力的稳定性和气流平顺性，以保障矿浆充气均匀，直接影响铒精矿的选别指标。 “D(Er)”型系列高速高压多级离心鼓风机：本文核心机型。采用高转速设计（通常依赖齿轮箱增速），通过多个叶轮串联实现较高的单机压比，是铒提纯后端高压分离、物料输送、烟气循环等关键高压环节的主力机型。 “AI(Er)”型系列单级悬臂加压风机：结构紧凑，适用于中低压、中等流量的气体增压，常用于辅助工序或小型生产线。 “S(Er)”型系列单级高速双支撑加压风机与“AII(Er)”型系列单级双支撑加压风机：两者均为单级，但支撑方式不同。“S”型高速设计适用于特定中高压工况；“AII”型双支撑结构刚性更好，运行稳定，适用于流量较大、压力中等的场合，如车间整体通风或特定反应气体输送。

第二章：核心机型深度解析:D(Er)1239-2.18型高速高压多级离心鼓风机

D(Er)1239-2.18这一型号浓缩了该系列风机的核心技术参数与设计目标。

型号解读： “D(Er)”：代表该风机属于专为稀土铒提纯工艺优化的D系列高速高压多级离心鼓风机。 “1239”：代表风机在设计工况下的进口容积流量，单位为立方米每分钟。即该风机每分钟可输送1239立方米的进气介质（在进口状态条件下）。 “-2.18”：代表风机出口的绝对压力值为2.18个大气压（绝压）。这是一个关键性能指标，意味着风机能将气体压缩至比标准大气压高约1.18倍的压力。结合流量参数，此风机适用于需要较大气量和中等偏高压力的提纯工序。 进口气压默认：根据命名规则，型号中若无“/”符号指定进口压力，则默认风机进口压力为1个标准大气压（绝压）。 设计与应用背景：
D(Er)1239-2.18型风机通常采用双支撑结构，转子由高速齿轮箱驱动，转速可达每分钟数万转。其多级叶轮（通常为2-6级）依次排列，气体每经过一级叶轮和扩压器，压力得到一次提升，最终累积至设计压力。在铒提纯工艺中，它可能被用于：高压气力输送系统，输送铒的中间化合物或催化剂。为高压反应釜或煅烧炉提供强制循环的工艺气体（如氮气、氩气保护气）。驱动烟气再循环系统，以满足环保和热能回收需求。

第三章：风机关键配件系统详解

以D(Er)1239-2.18为代表的多级高速风机，其可靠性与性能依赖于一系列精密配件（总成）的协同工作。

风机主轴：作为整个转子系统的核心承载与动力传递部件，通常采用高强度合金钢（如42CrMo）锻制，经过精密加工、热处理（调质）和动平衡校正。其刚性、临界转速设计直接决定了风机运行的稳定性上限。 风机转子总成：这是风机的“心脏”，包含主轴、各级叶轮、平衡盘、联轴器部件等。叶轮作为核心做功元件，其型线（后弯式居多）材料（根据介质可能选用不锈钢、钛合金或特种涂层）和制造工艺（多为精密铸造或五轴铣削）直接影响效率与抗腐蚀能力。转子总成在组装后必须进行高精度动平衡（通常要求达到G2.5或更高等级），以消除高速旋转下的不平衡力。 轴承与轴瓦：对于D系列高速风机，滑动轴承（轴瓦）是主流选择。轴瓦通常采用巴氏合金或铜基滑动材料衬里，在高速油膜润滑下工作，阻尼特性好，适合高转速工况。轴承系统需要持续的、洁净的、压力稳定的润滑油供应。 密封系统：防止气体泄漏和油进入流道的关键。 气封（级间密封与轴端密封）：多采用迷宫密封，利用一系列节流齿隙消耗气体压力能，减少级间窜气和轴向泄漏。在高压段，设计尤为精密。油封：位于轴承箱两端，主要防止润滑油外泄。 碳环密封：在输送某些特殊、贵重或危险性工业气体（如氢气、氦气）时，会采用接触式或非接触式碳环密封作为轴端主密封。碳环材料具有自润滑、耐磨损、与轴摩擦热小的特点，能极大降低工艺气体的泄漏率。 轴承箱：容纳轴承、轴瓦和润滑油的壳体部件。它不仅提供支撑，其内部油路设计（进油、回油、节流）对形成稳定油膜至关重要。轴承箱通常配有温度、振动监测探头接口。

第四章：风机维护、常见故障与修理要点

对D(Er)1239-2.18这类精密设备的维护和修理，必须遵循“预防为主，精准修理”的原则。

日常维护： 振动与温度监测：使用在线监测系统，持续监控轴承座振动速度（或位移）和轴承温度、润滑油温度。建立基线，及时发现异常趋势。 润滑油管理：定期化验润滑油粘度、水分、酸值和颗粒物含量。保持滤油器清洁，确保油压、油温在设定范围内。 密封气系统检查：若配备密封气（如用于碳环密封），需检查其压力、流量和干燥度。 常见故障与修理： 振动超标：原因：转子积垢破坏平衡；叶轮磨损或腐蚀不均；主轴弯曲；联轴器对中不良；轴承（轴瓦）磨损；地基或管道应力。修理：停机后首要检查对中。若对中无问题，则需抽转子检查。进行现场或离线动平衡校正。更换损坏的叶轮或轴瓦。修理中必须使用激光对中仪等精密工具。 轴承温度高：原因：润滑油不足、变质或污染；冷却器效率下降；轴瓦间隙过小或损伤；管道负载过大导致轴承受力异常。修理：检查油路、滤网、冷却器。化验油品。测量轴瓦间隙，若不符合设计要求，需刮研或更换。 性能下降（压力/流量不足）：原因：进口过滤器堵塞；密封间隙（尤其是迷宫密封）因磨损过大，内泄漏严重；叶轮通道结垢或腐蚀；转速下降（联轴器或驱动问题）。修理：清洗滤网；测量各级密封间隙，超标则更换密封件；清理或更换叶轮。 气体泄漏：原因：轴端密封（迷宫密封或碳环密封）磨损、老化；壳体或法兰密封面损坏。修理：停机更换密封组件。对于碳环密封，需检查弹簧弹力和环的磨损量。紧固或修复密封面。 大修要点：大修需完全解体，对所有部件进行清洗、检测、探伤（如磁粉探伤检查主轴和叶轮）。严格按照制造厂提供的装配间隙表（如轴瓦顶隙、侧隙，叶轮与扩压器对中间隙，迷宫密封齿隙）进行复装。最终必须进行转子动平衡和机组对中。

第五章：输送不同工业气体的风机技术考量

在铒提纯全流程中，风机可能接触多种介质，选型与材料选择至关重要。

空气：最常用介质。注意过滤粉尘，防止叶轮磨损和结垢。碳钢材料常用。 工业烟气：可能含腐蚀性成分（SO₂, NOx, HF等）和颗粒。需选用耐蚀合金（如双相不锈钢）或覆层，并设计冲洗密封。入口需高效除尘。 二氧化碳(CO₂)、氮气(N₂)、氩气(Ar)：一般为惰性气体。重点是密封性，防止贵重或维持气氛纯度的气体泄漏。碳环密封应用广泛。对氧气(O₂)，则需严格的禁油设计和采用相容材料（如铜合金或不锈钢），防止燃爆风险。 氦气(He)、氖气(Ne)：贵重稀有气体。极致追求低泄漏率，常采用带缓冲气的串联式干气密封或高性能碳环密封。压缩机设计需考虑气体的低分子量特性（对压头和功率的影响）。 氢气(H₂)：分子量小，易泄漏、易燃易爆。风机设计首重防泄漏和防爆。采用专门的气体动力学设计以适应低分子量。轴密封必须采用如干气密封等零泄漏或微泄漏形式。电气部件需防爆认证。 混合无毒工业气体：需明确具体成分，分析其平均分子量、绝热指数、腐蚀性、湿度等，以准确计算风机性能曲线（压力、功率），并选择合适的材料与密封形式。

结语

重稀土铒的提纯是一项对工艺条件要求极其苛刻的高端制造环节。D(Er)1239-2.18型高速高压多级离心鼓风机作为其中的关键动力装备，其高性能、高可靠性运行是保障生产连续性与产品竞争力的基础。深入理解其型号含义、掌握核心配件技术、实施科学维护与精准修理，并根据输送介质的特性进行针对性选型与设计，是每一位风机技术与管理人员的必修课。随着稀土材料需求的增长和提纯工艺的不断进步，对专用离心鼓风机的技术需求也将向着更高效率、更高可靠性、更智能监测和更广泛气体适应性的方向发展。

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