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单质钙(Ca)提纯专用风机:以D(Ca)1735-1.44型号为核心的技术解析

作者:王军(139-7298-9387)

关键词:单质钙提纯、离心鼓风机、D(Ca)1735-1.44、风机配件、风机修理、工业气体输送、多级离心鼓风机、高速高压风机、轴瓦、碳环密封

一、引言:金属单质提纯与离心鼓风机的关键技术作用

在冶金及特种材料制备领域,金属单质的提纯是一个对工艺环境要求极高的过程。单质钙(Ca)作为活泼金属,其提纯过程(通常涉及蒸馏、精馏或区域熔炼等工艺)需要在特定压力、流量且高度纯净的惰性气体氛围(如氩气)保护下进行。离心鼓风机在此过程中扮演着核心动力源的角色,负责提供稳定、可控且洁净的气体流动,以建立和维持所需的工艺环境。风机性能的优劣直接关系到提纯效率、产品纯度及系统运行安全。本文将系统阐述单质钙提纯专用离心鼓风机的基础知识,并以D(Ca)1735-1.44型号为典型实例进行深入剖析,同时对其关键配件、维修要点以及工业气体输送的通用性进行说明。

二、单质钙提纯专用风机系列概览与型号释义

为满足不同提纯工艺段(如气体循环、气氛加压、尾气处理等)对压力、流量和介质的不同需求,发展出了多个专用风机系列:

C(Ca)型系列多级离心鼓风机:采用多级叶轮串联,适用于中等压力、大流量的气体输送,常用于系统主循环。 CF(Ca)与CJ(Ca)型系列专用浮选离心鼓风机:针对可能存在粉尘或特定工艺气溶胶的环境进行了优化设计,强调气固分离能力和防堵塞特性。 D(Ca)型系列高速高压多级离心鼓风机本文核心机型所属系列。通过高转速(通常依赖齿轮增速箱)与多级压缩相结合,实现较高的出口压力,是钙提纯工艺中建立高压保护或吹扫氛围的关键设备。 AI(Ca)型系列单级悬臂加压风机:结构紧凑,适用于压力需求相对较低、空间受限的辅助点位。 S(Ca)型系列单级高速双支撑加压风机:高转速单级叶轮,双轴承支撑,适合中等压力、高流量的工况,运行稳定。 AII(Ca)型系列单级双支撑加压风机:经典的双支撑结构,坚固耐用,适用于长期连续运行的工况。

风机型号解读规范
以参考型号“D(Ca)300-1.6”为例:

“D”:代表“D系列高速高压多级离心鼓风机”。 “(Ca)”:明确标识该风机专为单质钙提纯工艺或其关联气体处理设计,在材料选择、密封形式等方面有特殊考量。 “300”:是风机专用的编码,通常与叶轮尺寸、设计流量或机型规格相关联,需查阅具体产品铭牌或技术手册获取其对应流量等参数。 “-1.6”:表示风机在设计点运行时,出风口的压力为1.6个标准大气压(表压约为0.6Bar)。此处明确指出了压力参数的测量位置。 进风口压力:若型号中未以“/”形式特别标注进风口压力,则默认按标准进气条件,即进风口压力为1个标准大气压(绝对压力)。

三、核心机型详解:D(Ca)1735-1.44型单质钙提纯专用风机

基于以上规则,我们对D(Ca)1735-1.44型号进行完整解析:

系列与用途:该风机属于D系列高速高压多级离心鼓风机,专为单质钙(Ca)提纯工艺设计。其高压力特性使其非常适合用于向钙蒸馏或精馏反应器内持续注入并维持高于环境压力的高纯惰性保护气体(如氩气),有效隔绝空气,防止钙氧化,同时可能为工艺提供必要的流体动力。 规格编码:“1735”是该特定机型的专用编码。它通常意味着该风机具有特定的通流部件尺寸和设计流量。例如,可能对应额定工况下的体积流量约为1735立方米/小时(具体需以制造商技术文件为准)。该编码是风机选型时匹配工艺需求的关键标识。 压力参数:“-1.44”明确指出风机在额定设计工况下,其出风口的绝对压力为1.44个大气压(即表压约为0.44Bar)。这是一个相对精密的压力设定,旨在满足钙提纯过程中对保护气体压力精细控制的要求。默认其进风口压力为1个标准大气压技术特点:作为高速高压多级风机,D(Ca)1735-1.44 likely采用齿轮箱驱动,使主轴转速达到每分钟数千甚至上万转,每一级叶轮对气体做功增压,多级累加达到1.44个大气压的出口压力。其流道、叶轮材质需与高纯惰性气体相容,并严防内部油脂污染介质。

四、风机核心配件技术说明

以D(Ca)系列为代表的高速高压离心鼓风机,其可靠运行依赖于一系列精密配件的协同工作:

风机主轴:作为整个转子系统的核心传动件,承受着扭矩、弯矩及复杂的交变应力。通常由高强度合金钢(如42CrMo)锻造而成,经调质热处理获得优异的综合机械性能。其加工精度极高,特别是轴承档、轴封档的尺寸公差、形位公差和表面粗糙度,直接影响动平衡精度和密封效果。 风机轴承与轴瓦:对于高速重载的D系列风机,滑动轴承(即轴瓦)应用更为普遍。轴瓦通常采用巴氏合金(白合金)作为衬层,具有良好的嵌藏性、顺应性和抗胶合能力。润滑油在轴与瓦之间形成稳定的动压油膜,实现支撑与减磨。轴承的间隙、油温、供油压力是监控运行状态的关键参数。 风机转子总成:这是一个高速旋转的组件集成,包括主轴、各级叶轮平衡盘(用于抵消部分轴向力)、联轴器部件等。每个叶轮都需经过严格的动平衡校正,整体组装后还需进行转子动平衡,确保在工作转速下振动值极低。叶轮型线设计(如后弯式)直接影响风机的压头、流量和效率特性。 气封与油封气封(级间密封与轴端密封):主要用于防止气体在风机内部从高压区向低压区泄漏(如级间泄漏),以及防止工艺气体沿轴端向外泄漏。在钙提纯风机中,对密封的洁净性要求极高。 碳环密封:一种常用于此类风机的非接触式轴端密封。由多个石墨环组成,依靠弹簧力抱紧在轴套上,在微间隙下形成节流阻隔,能有效封堵气体,且摩擦发热小,使用寿命长,对轴的磨损轻微,尤其适合不允许润滑油污染的工艺气体场合。 油封:主要用于轴承箱的密封,防止润滑油泄漏并阻挡外部灰尘进入。通常采用唇形密封圈或机械密封。 轴承箱:是容纳支撑轴承、提供润滑油路和冷却的壳体部件。其结构需保证刚性,确保轴承对中良好。内置油路、油槽设计需合理,保证润滑油能均匀、充分地润滑轴瓦并带走热量。

五、风机维护与修理要点

对D(Ca)1735-1.44这类精密设备的维护修理,应遵循“预防为主,精准维修”的原则。

日常运行监测:密切关注轴承温度(特别是推力轴承)、振动值、润滑油压和油温、进出口压力和流量、异常声响等。任何趋势性变化都可能是故障前兆。 定期维护润滑油管理:定期化验油品,按时更换符合要求的润滑油和滤芯。 密封检查:监测碳环密封的泄漏情况,必要时按周期更换。检查气封间隙。 对中复查:定期检查风机与电机(或齿轮箱)的联轴器对中情况,热态和冷态均需符合要求。 常见故障与修理振动超标:最常见原因包括转子不平衡(需现场动平衡或返厂平衡)、对中不良、轴承(轴瓦)磨损、地脚螺栓松动、基础松动或转子部件(如叶轮)有附着物或腐蚀。修理需系统排查,精准定位。 轴承温度高:可能原因有润滑油量不足或变质、油路堵塞、冷却不良、轴承间隙过小或过大、轴瓦巴氏合金层损伤、轴向力平衡装置失效等。需根据具体情况清洗油路、调整间隙或更换轴瓦。 性能下降(压力/流量不足):可能涉及密封磨损(碳环密封、级间气封)导致内泄漏增大、叶轮腐蚀或磨损、进口过滤器堵塞、转速下降等。需检测间隙,修复或更换受损件。 气体泄漏:轴端泄漏重点检查碳环密封组件;壳体结合面泄漏需检查密封垫片并紧固螺栓。 大修注意事项:大修时需对转子总成进行无损探伤(如磁粉或超声波),检查主轴有无裂纹;测量并记录所有关键配合间隙(如轴承间隙、气封间隙、叶轮与壳体的轴向和径向间隙);彻底清洗油路系统;更换所有老化密封件。回装时务必严格遵守装配工艺,确保清洁度。

六、输送工业气体的通用性说明

文首所列的C(Ca)、D(Ca)等系列风机,虽然针对钙提纯工艺冠以“(Ca)”标识,但其核心的离心压缩原理使其具备输送多种工业气体的潜力,关键在于根据气体特性进行针对性设计和选材:

可输送气体范围:包括但不限于空气、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)以及混合无毒工业气体。 设计适配要点气体密度:气体密度直接影响风机所需的压头(压力)和轴功率。例如,输送密度极小的氢气时,与输送空气相比,在相同压力和流量下所需功率显著不同,叶轮设计和电机选型需调整。 腐蚀性与化学活性:输送氧气时,所有流道接触部件需采用禁油设计并选用相容材料(如不锈钢),防止燃爆。输送腐蚀性气体(如某些工业烟气)需选用耐蚀材料(如特种不锈钢、涂层)。 纯度要求:输送高纯气体(如电子级氩气)时,风机内部需进行特殊处理(如电解抛光、高洁度清洗),并采用碳环密封等无油润滑密封,严防碳氢化合物污染。 安全特性:输送易燃易爆气体(如H₂)时,需考虑防爆设计和安全泄放装置。 密封形式:如前述,碳环密封因其洁净性,在高纯、贵重或危险性气体输送中应用广泛。

因此,一台标为D(Ca)1735-1.44的风机,其水力模型和基础结构可能适用于多种气体,但实际应用于非钙提纯工艺的其他气体时,必须由制造商根据具体气体性质、工况参数重新核算性能、选配材料并确定最终的密封和安全方案,方可使用。

七、结论

单质钙提纯专用离心鼓风机,特别是如D(Ca)1735-1.44这样的高速高压多级机型,是保障高活性金属提纯工艺安全、高效、高质量运行的核心装备。深入理解其型号含义、掌握其核心配件(如主轴、轴瓦、转子总成、碳环密封)的技术特性,并实施科学、精准的维护与修理,是风机技术人员确保设备长周期稳定运行的关键。同时,认识到此类风机基于离心原理的通用性,以及因气体特性不同而必须进行的针对性设计适配,对于拓宽设备应用领域和实现安全可靠的工业气体输送具有重要意义。在未来的技术发展中,更高效率、更智能监控、更长寿命密封技术的应用,将持续推动单质钙提纯乃至整个特种气体输送领域的技术进步。

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