重稀土钬(Ho)提纯专用离心鼓风机技术详解:以D(Ho)675-2.24型风机为核心

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重稀土钬(Ho)提纯专用离心鼓风机技术详解:以D(Ho)675-2.24型风机为核心

作者：王军（139-7298-9387）

关键词：重稀土提纯钬(Ho) 离心鼓风机 D(Ho)675-2.24 风机配件风机修理工业气体输送多级离心鼓风机

引言：稀土提纯与离心鼓风机的关键角色

在稀土冶金与分离提纯这一高科技、高精度工业领域，工艺气体的稳定、纯净与可控供给是决定最终产品纯度、回收率及生产经济性的生命线。重稀土元素钬(Ho)，因其独特的磁学与光学性质，在尖端科技领域应用广泛，其提纯过程对配套装备提出了极为苛刻的要求。离心鼓风机作为提供气力输送、流化、搅拌、加压及工艺气体循环的核心动力设备，其性能直接关乎钬提纯生产线的稳定与高效。本文将聚焦于重稀土钬(Ho)提纯专用的“D(Ho)”型系列高速高压多级离心鼓风机，以具体型号D(Ho)675-2.24为例，系统阐述其技术基础、结构特点、关键配件以及维护修理要点，并对稀土行业涉及的工业气体输送风机选型进行概要说明。

第一章：重稀土钬(Ho)提纯工艺对风机的特殊要求

钬的提纯通常采用溶剂萃取、离子交换、真空蒸馏或高精度化学气相传输等工艺。这些工艺往往涉及：

高纯净度气体环境：需使用高纯度的氮气(N₂)、氩气(Ar)等惰性气体作为保护气或载气，防止稀土氧化。 精确的压力与流量控制：萃取塔的气体搅拌、流化床的稳定、气相传输的推动力，均要求风机能在特定压力下提供极其稳定且可精确调节的流量。 介质多样性：除空气外，可能需输送二氧化碳(CO₂)、氧气(O₂)用于特定氧化步骤，或输送氢气(H₂)用于还原步骤。 高可靠性与连续性：提纯生产线连续运行，任何非计划停机都将导致巨大经济损失。 材料相容性：风机接触气体的部件材料必须与所输送的、可能具有腐蚀性或高纯度的工业气体相容，防止污染介质或设备腐蚀。

因此，通用鼓风机无法满足要求，必须采用如“D(Ho)”系列这样的专用化设计风机。

第二章：D(Ho)系列高速高压多级离心鼓风机与型号解读

“D(Ho)”系列是专为重稀土提纯，尤其是高压头、中等流量工况设计的高速多级离心鼓风机。其“D”代表该系列为高速高压多级离心式；“(Ho)”明确其设计优化针对钬提纯工艺；“多级”意味着通过多个叶轮串联，逐级提升气体压力，以满足较高的出口压力需求。

以型号 D(Ho)675-2.24进行详细解读：

“D(Ho)”：系列代号，如前述。 “675”：代表风机在标准进口状态（通常为20℃，101.325kPa，空气介质）下的额定流量，单位为立方米每分钟。即该风机设计流量为675 m³/min。这是一个关键选型参数，需与工艺计算所需的气体量（考虑工况温度、压力、介质差异后的换算值）匹配。 “-2.24”：代表风机出口的绝对压力值为2.24个标准大气压（绝对压力）。在风机领域，若未特殊标明进口压力，通常默认为进口压力为1个标准大气压（绝对压力）。因此，该风机的升压（压差）约为1.24个大气压（表压约0.124MPa或1.24 kgf/cm²）。此压力参数对保障气体克服工艺流程阻力、达到预定工艺效果至关重要。

作为对比，参考型号D(Ho)300-1.8表示：D系列钬提纯专用风机，流量300 m³/min，出口绝对压力1.8个大气压（升压0.8个大气压）。

第三章：D(Ho)675-2.24型风机关键配件详解

该型号风机的卓越性能与可靠性建立在精密设计与高质量配件之上。核心配件包括：

1. 风机转子总成
这是风机的心脏，由主轴、多级叶轮、平衡盘、联轴器部件等组成。对于D(Ho)675-2.24：

叶轮：采用高强度、耐腐蚀合金（如不锈钢或特种铝合金）精密铸造或焊接而成，动平衡等级要求极高（通常达到G2.5或更高），以确保高速运行的平稳。叶轮型线针对钬提纯工艺常用气体的物性进行优化。主轴：采用高强度合金钢锻件，经调质处理，具有极高的抗疲劳强度和刚性。轴颈表面硬度及光洁度要求严格，以匹配轴承（轴瓦）的运行。

2. 轴承与润滑系统

轴承（轴瓦）：高速高压多级离心鼓风机常采用滑动轴承（轴瓦）。轴瓦内衬巴氏合金，具有良好的嵌入性、顺应性和抗胶合能力，能有效阻尼振动，保证转子稳定运行。D(Ho)675-2.24的轴瓦间隙、油楔设计需经过精密计算。 轴承箱：承载轴承的部件，内有油路、测温探头孔等。要求刚性足，散热好，与底座连接稳固。

3. 密封系统
这是防止气体泄漏和润滑油污染的关键，尤其在输送贵重或高纯气体时。

气封与油封：在级间和轴端，采用迷宫密封等形式作为气封，通过一系列节流间隙降低内部气体泄漏。油封则用于轴承箱两端，防止润滑油外泄。 碳环密封：在输送特殊气体（如氢气、氦气等）或要求零泄漏的场合，碳环密封是更高级的选择。它由若干组弹簧加载的碳环组成，与轴保持极小间隙或接触式运行，密封效果远优于迷宫密封。对于D(Ho)系列风机，若用于输送H₂、He等，碳环密封常作为标准或可选配置。

4. 蜗壳与回流器
蜗壳收集从末级叶轮出来的气体，将其动能部分转化为静压，并导向出口。多级风机级间的气体导向通过回流器实现，其设计直接影响风机效率和性能稳定性。

5. 润滑系统
独立的强制循环油站为轴承和齿轮（若为齿轮增速型）提供压力、流量、温度及清洁度均受控的润滑油，是保障风机长期安全运行的“血液循环系统”。

第四章：D(Ho)系列风机的修理与维护要点

预防性维护和及时专业的修理是保障风机寿命和工艺稳定的基石。

1. 日常巡检与监测

监测轴承温度、振动值、润滑油压及油温。听诊运行声音，检查有无异常摩擦或撞击声。检查密封处有无明显泄漏（气或油）。

2. 定期保养

定期化验润滑油品质，按时更换。清洗油过滤器、油冷却器。检查联轴器对中情况。

3. 常见故障与修理

振动超标：最常见故障。原因可能包括：转子不平衡（需重新动平衡）、对中不良（重新对中）、轴承（轴瓦）磨损或间隙过大（更换或刮研轴瓦）、基础松动等。 轴承温度高：可能因润滑油问题（油质、油量、油压）、轴瓦磨损或刮研不当、冷却不良等引起。 风量或压力不足：可能因滤网堵塞、密封间隙过大（特别是迷宫密封或碳环密封磨损导致内泄漏增大）、转速下降、工艺管路阻力变化等。 气体泄漏：轴端密封（迷宫密封或碳环密封）磨损是主因，需更换密封件。更换碳环密封时，需特别注意环的选配和弹簧压力的调整。

4. 大修要点
风机运行一定周期或出现严重性能下降时需进行解体大修。重点：

转子总成：全面检查主轴直线度、叶轮有无裂纹或腐蚀、平衡盘状态。必须进行高速动平衡校正，这是恢复平稳运行的关键。 轴承与密封：更换全部轴瓦、油封。检查或更换气封、碳环密封组件。安装时，间隙调整必须严格按制造厂数据执行。 流道检查：清理蜗壳、回流器内所有结垢或异物，检查有无腐蚀或磨损。

第五章：钬提纯全流程配套风机选型概要

除核心的D(Ho)系列高压风机外，钬提纯生产线还可能涉及其他专用风机，构成完整的气体动力解决方案：

“C(Ho)”型系列多级离心鼓风机：适用于压力需求稍低于D系列，但流量范围可能更大的工况，如大型萃取车间的气体搅拌供气。 “CF(Ho)”与“CJ(Ho)”型系列专用浮选离心鼓风机：针对稀土原矿浮选工段设计，强调流量调节范围和抗工况波动能力，为浮选槽提供稳定充气。 “AI(Ho)”型系列单级悬臂加压风机：结构紧凑，适用于中低压、中小流量的气体加压或循环，如小型反应器的气体供给。 “S(Ho)”型系列单级高速双支撑加压风机与“AII(Ho)”型系列单级双支撑加压风机：两者均适用于中等压力、大流量的场合。S(Ho)系列通常转速更高，结构更紧凑；AII(Ho)系列可能更注重坚固性和宽工况适应性。可用于工艺尾气的再循环或大容量气体的输送。

第六章：输送各类工业气体的注意事项

稀土提纯涉及的气体多样，风机选材与设计需相应调整：

空气：最常用，注意过滤尘埃和水分。 工业烟气：具腐蚀性，风机过流部件需采用耐蚀材料（如不锈钢316L及以上），并考虑结垢和温度影响。 二氧化碳(CO₂)、氮气(N₂)、氩气(Ar)、氦气(He)、氖气(Ne)：多为惰性或中性气体，主要考虑密封性（防止泄漏，尤其贵重气体如He、Ne）和材料兼容性（普通碳钢可用，高纯度时需不锈钢并严格脱脂）。 氧气(O₂)：强氧化性，严禁油脂。所有接触氧气的部件必须进行严格的脱脂处理，材料宜选用铜合金、不锈钢等，并禁用橡胶等易燃密封材料。运行中防止异常温升。 氢气(H₂)：密度小，易泄漏，渗透性强。要求极高的密封等级（首选碳环密封或干气密封），电机需防爆。设计时需考虑低密度气体对风机性能曲线的影响（相同转速下，压头降低，功率减小）。 混合无毒工业气体：需明确成分，按最具限制性的组分（如腐蚀性、易燃性、高纯度要求）来确定风机设计规范。

结论

D(Ho)675-2.24型高速高压多级离心鼓风机，作为重稀土钬提纯工艺中的关键动力设备，其从型号命名到每一个配件（主轴、轴瓦、转子总成、碳环密封等）的设计，都深度耦合了钬提纯的特定工艺需求。深刻理解其技术内涵，实施科学严谨的维护与修理，并根据不同工艺环节和气体介质合理选用C(Ho)、CF(Ho)、S(Ho)等系列配套风机，是保障稀土提纯生产线实现高效、稳定、安全与高纯产出目标的工程技术保障。在稀土这一战略资源的价值链中，专用化、高可靠的离心鼓风机技术扮演着不可或缺的“动力心脏”角色。

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