重稀土钬(Ho)提纯专用风机技术详解:以D(Ho)1337-1.26型离心鼓风机为核心

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重稀土钬(Ho)提纯专用风机技术详解:以D(Ho)1337-1.26型离心鼓风机为核心

作者：王军（139-7298-9387）

关键词：重稀土钬提纯、离心鼓风机、D(Ho)1337-1.26、风机配件维修、工业气体输送、稀有金属冶炼、多级高速鼓风机

引言：稀土提纯工艺与专用风机的关键角色

稀土，尤其是重稀土元素如钬(Ho)，是现代高新技术产业不可或缺的战略资源。钬因其优异的光学与磁学性质，被广泛应用于激光晶体、磁致伸缩材料、核反应堆控制棒及高性能永磁体等领域。钬的提纯是一个极为精细且苛刻的物理化学过程，涉及焙烧、酸溶、萃取、沉淀、煅烧等多个单元操作。在这些工序中，离心鼓风机作为提供气源动力、输送工艺气体、保障反应气氛的核心装备，其性能的稳定性、可靠性与适应性直接关系到最终产品的纯度、收率与生产成本。

针对重稀土钬提纯工艺中高压输送、气体纯净度控制、介质多样性及长期连续运行等严苛要求，业界开发了多个系列的专用离心鼓风机。其中，D(Ho)1337-1.26型高速高压多级离心鼓风机是应用于钬提纯后端高纯产品制备环节的典型代表。本文将系统阐述稀土矿提纯用离心鼓风机的基础知识，并重点对重稀土钬(Ho)提纯专用风机D(Ho)1337-1.26进行深度剖析，同时对其关键配件、维修要点以及输送各类工业气体的技术考量进行详细说明。

第一章：稀土提纯专用离心鼓风机系列概览

在重稀土钬的完整提纯链条中，不同工序对风机的流量、压力、介质和结构有不同要求，因此衍生出多个专用系列：

“C(Ho)”型系列多级离心鼓风机：通常为常规转速的多级离心鼓风机，结构坚固，效率较高，适用于提纯工艺流程中段，需要中等压力提升、大流量输送空气或中性气体的环节，如物料流态化或供氧焙烧的初级供风。 “CF(Ho)”与“CJ(Ho)”型系列专用浮选离心鼓风机：专门为稀土浮选工序设计。浮选工艺依赖风机向矿浆中充入大量空气，产生气泡以实现矿物分离。该系列风机特别注重流量稳定性、抗堵性能以及适应潮湿含尘空气的能力，是前处理阶段的关键设备。 “D(Ho)”型系列高速高压多级离心鼓风机：本文的核心机型所属系列。采用高转速设计，通过多级叶轮串联，能在紧凑结构下实现较高的单机压升。特别适用于需要较高出口压力的工艺环节，例如：高纯氧化钬的高压气力输送系统。为某些高压反应釜或气氛炉提供纯净的工艺气体（如N₂、Ar保护气）。驱动压力跳汰等特殊分选设备。型号示例：D(Ho)1337-1.26。 “AI(Ho)”型系列单级悬臂加压风机：结构紧凑，占地面积小，转子为悬臂式。适用于压力需求相对不高但空间受限的加压点，如局部工序的少量气体补充或循环。 “S(Ho)”型系列单级高速双支撑加压风机：采用齿轮箱增速，单级叶轮即可实现较高压头，转子两端支撑，运行稳定。适用于中高压、流量范围较广的工艺气体增压。 “AII(Ho)”型系列单级双支撑加压风机：与S系列类似，但可能采用不同的驱动方式或结构设计，同样注重运行的平稳性和可靠性，是工艺线中可靠的动力源。

这些系列共同构成了服务于重稀土钬提纯全流程的“气体动力矩阵”，而D系列以其高压特性，在保障最终产品品质的精细化工段扮演着“临门一脚”的关键角色。

第二章：核心机型深度解析:D(Ho)1337-1.26型高速高压多级离心鼓风机

2.1 型号释义与技术参数解读

型号：D(Ho)1337-1.26 D：代表D系列高速高压多级离心鼓风机。 (Ho)：明确标识此风机专为重稀土钬(Ho)提纯工艺设计、选材和优化，其在密封、防腐、材料兼容性等方面有别于通用风机。 1337：表示风机在标准进气状态（通常为20℃，101.325kPa，相对湿度50%）下的额定体积流量为1337立方米/分钟。这是一个巨大的流量，表明该风机服务于大规模、连续化的提纯生产线。 -1.26：表示风机的出口绝对压力为1.26个标准大气压（约0.26kgf/cm²的表压）。根据型号命名规则，由于没有“/”符号分隔进、出口压力，因此默认进口压力为1个标准大气压。这意味着风机产生的压比为1.26，压升（∆P）约为26kPa。在钬提纯的某些高压输送或反应环节，这个压力水平至关重要。

作为对比，参考型号D(Ho)350-2.4则表示：流量350m³/min，出口压力2.4个大气压（压升高达约137.8kPa），进口压力默认1个大气压。可见，D系列内不同型号覆盖了从高压到超高压的广泛需求。

2.2 结构特点与工作原理

D(Ho)1337-1.26属于多级离心鼓风机。其核心工作原理是：气体从轴向进入风机，被高速旋转的转子总成上的第一级叶轮捕获，在离心力作用下获得动能和压力能；流出第一级叶轮的气体经扩压器和回流器导流，降低速度、进一步提升压力并规整方向后，进入第二级叶轮再次获得能量。此过程逐级重复，经过所有级数（具体级数根据设计而定，通常为2-10级）后，气体最终达到目标压力，从蜗壳出口排出。

其高速特性通常通过增速齿轮箱将电动机的转速提升至数千甚至上万转每分钟来实现，这是获得高压比的关键。为了应对高速、高压带来的挑战，该机型在结构上尤为注重：

刚性主轴与精密平衡：确保转子在高速下的稳定性。 高效的级间密封：防止高压气体向低压级内泄漏，保证每级的压升效率。 先进的轴承与润滑系统：保障长期高速运行的可靠性。 针对工艺气体的材料选择：确保与输送介质（如微量酸性气体、高纯惰性气体等）的兼容性。

第三章：风机关键配件详解与维护要点

对于D(Ho)1337-1.26这类高精密设备，其配件的状态直接决定整体性能。以下对核心配件进行说明：

3.1 核心旋转组件

风机主轴：作为转子的骨架，传递扭矩并支撑所有旋转部件。采用高强度合金钢锻造，经调质处理和精密加工，具有极高的抗扭、抗弯强度和尺寸稳定性。表面关键部位（如轴承位、叶轮装配位）需进行硬化处理并达到极高的光洁度。 风机转子总成：包含主轴、所有级次的叶轮、定位套筒、平衡盘（如有）以及锁紧螺母等。叶轮是核心做功元件，通常为闭式后弯叶轮，采用高强度铝合金、不锈钢或特种合金精密铸造或五轴铣制而成。转子在组装后必须进行高速动平衡，将不平衡量控制在极低标准（如G2.5级或更高），这是避免高速振动、保证长周期运行的根本。 风机轴承与轴瓦：D(Ho)1337-1.26这类高速风机通常采用滑动轴承（即轴瓦）。滑动轴承依靠油膜支撑转子，具有承载力大、阻尼性能好、寿命长、适于高速的优点。轴瓦材料多为巴氏合金，它与主轴轴颈之间形成稳定的油楔。轴承的间隙、油温、油质是监控重点。

3.2 密封系统

密封是防止气体泄漏和油污染的关键，尤其在输送贵重或高纯气体时。

气封与油封： 气封（迷宫密封）：安装在机壳两端和级间，由一系列环形齿片与轴（或轴套）上的凸台形成微小曲折间隙，利用节流效应大幅降低高压气体向机外的泄漏量。是控制工艺气体损失的主要手段。油封：主要安装在轴承箱与轴之间，防止润滑油沿轴泄漏到风机外部或气体侧。常用形式有唇形密封、机械密封或迷宫式油封。 碳环密封：一种更高级的接触式干气密封。由多个独立的碳环在弹簧力作用下轻轻抱紧轴套，形成径向密封。它能实现比迷宫密封更低的泄漏率，尤其适用于输送有毒、贵重、易燃易爆或高纯度的工业气体（如氢气H₂、氦气He、高纯氮气N₂等）。在D(Ho)1337-1.26上，若输送介质要求极高纯净度或零泄漏，可能会选用碳环密封作为轴端主密封。

3.3 支撑与辅助系统

轴承箱：容纳滑动轴承、提供稳定润滑空间的壳体。要求刚性足、散热好，并与机壳对中精确。箱体上集成有进油口、回油口、温度计和振动探头接口。 润滑系统：独立的强制供油系统，包括油箱、油泵、冷却器、过滤器、安全阀和仪表。确保为高速轴承提供充足、洁净、温度适宜的润滑油。

第四章：风机常见故障与维修策略

针对重稀土钬(Ho)提纯专用风机D(Ho)1337-1.26，其维修需突出专业性和预防性。

4.1 典型故障现象与原因

振动超标：最常见也是最危险的故障。原因：转子动平衡破坏（叶轮结垢、腐蚀、磨损或异物撞击）；对中不良；轴承磨损或巴氏合金脱落；基础松动；油膜涡动或振荡。 轴承温度高：原因：润滑油量不足、油质差、油温高；轴承间隙过小；轴瓦刮研不良，接触不佳；负载过大。 性能下降（流量/压力不足）：原因：入口过滤器堵塞；密封（尤其是级间迷宫密封）磨损严重，内泄漏增大；叶轮流道腐蚀或积垢；转速下降。 气体或润滑油泄漏：原因：密封件（迷宫密封齿磨损、碳环磨损、油封老化）失效；壳体或管道连接处紧固件松动或垫片损坏。

4.2 系统性维修方法

预防性维护： 在线监测：持续监测振动、轴承温度、润滑油压和油温、进出口压力和流量等参数。 定期检查：定期分析润滑油品，检查过滤器压差，紧固地脚螺栓，检查联轴器对中。 计划性大修： 解体检查：按计划停机，全面解体风机。清洗所有部件，重点检查：转子：无损探伤（如MT/PT）检查裂纹；复校动平衡。叶轮：测量叶片厚度、口环间隙，检查腐蚀与磨损。密封：测量迷宫密封间隙，检查碳环磨损量。 轴承轴瓦：测量间隙，检查巴氏合金层有无疲劳、剥落。主轴：检查直线度、轴颈尺寸和表面状态。 修复与更换：对磨损超差的密封组件、轴瓦进行更换；对轻微腐蚀的叶轮进行修复并重新平衡；校正主轴或更换。 精密组装与对中：严格按照装配工艺进行，确保各部间隙（轴承间隙、密封间隙、叶轮与蜗壳间隙）符合设计值。完成机械组装后，进行激光对中，确保电机、齿轮箱、风机三者轴系高度同心。试车：大修后必须进行无负荷试车和负荷试车，逐步升速至额定值，验证振动、温度、性能均达标。

第五章：输送工业气体的特殊考量

D(Ho)1337-1.26等风机在钬提纯中输送的介质远不止空气，还包括多种工业气体，风机设计需相应调整：

气体性质影响：密度：气体密度直接影响风机所需的轴功率。输送密度小的氢气(H₂)、氦气(He)时，功率显著小于同工况空气；输送密度大的二氧化碳(CO₂)时，功率增大。电机选型必须匹配。 腐蚀性：工艺中的工业烟气可能含酸性成分，氧气(O₂)在高压下促进氧化。需选用耐蚀材料（如316L不锈钢、蒙乃尔合金）的流道部件、密封和紧固件。 危险性：氢气(H₂)易燃易爆，要求风机防爆设计（防爆电机、静电导出）、极致密封（碳环密封）和安全性仪表。氧气(O₂)助燃，要求禁油处理（所有接触氧气的部件需彻底脱脂，采用不锈钢或无油润滑轴承）。 纯净度与价值：对于氦气(He)、氖气(Ne)、氩气(Ar)等贵重惰性气体，极小泄漏都意味着巨大成本损失和气氛破坏，必须采用碳环密封或更高级别的干气密封系统，实现近零泄漏。 设计与选材调整： 材料兼容性表：制造商需提供不同气体介质下的推荐材料清单。 密封方案定制：根据气体特性，选择迷宫密封、碳环密封、氮气隔离密封等不同组合。 安全附件：针对不同气体，配备相应的安全阀、爆破片、气体浓度检测仪、氮气吹扫接口等。

第六章：总结与展望

重稀土钬(Ho)提纯专用风机，特别是作为高压环节核心动力的D(Ho)1337-1.26型高速高压多级离心鼓风机，是融合了流体力学、材料科学、机械制造和自动控制技术的精密装备。其成功应用，不仅依赖于优秀的初始设计和制造，更离不开对其关键配件（如转子、轴承、密封）的深刻理解与科学的维修维护策略。同时，面对空气、工业烟气、CO₂、N₂、O₂、He、Ne、Ar、H₂等多元化的工业气体输送任务，必须在选型、设计和操作维护中充分考虑气体的物理化学特性，进行针对性设计和防范。

随着稀土提纯工艺向更高纯度、更低能耗、更智能化的方向发展，对专用风机的需求也将趋向于更高效率、更高可靠性、更智能监测（如基于物联网的预测性维护）和更灵活的适应性。未来，重稀土钬(Ho)提纯专用风机的技术进步，必将继续为我国战略稀土资源的高效、高值化利用提供坚实可靠的“动力心脏”。

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