烧结风机性能解析：以SJ3500-1.033/0.923型烧结主抽风机为例

作者：王军（139-7298-9387）

关键词：烧结风机、SJ3500、性能解析、风机配件、风机维修、烧结主抽风机

前言

在钢铁冶炼的烧结工艺中，烧结风机，通常被称为“主抽风机”，是整个烧结系统的“心脏”。它负责为烧结料的燃烧提供必需的气流，并克服整个烧结料床、风箱、集气管路及除尘设备的巨大阻力，将高温、高粉尘、具有腐蚀性的烧结烟气安全、稳定、高效地输送至后续的脱硫脱硝系统。其性能的优劣直接关系到烧结矿的产量、质量、能耗以及环保排放指标。作为一名深耕风机技术多年的工程师，我深知透彻理解风机基础知识、精准解析性能参数、熟练掌握配件特性与维修要领，对于保障烧结生产线稳定顺行至关重要。本文将以我厂配套36平方米烧结机的SJ3500-1.033/0.923型烧结专用风机为例，系统性地进行阐述。

一、 烧结风机基础知识与型号释义

1.1 烧结风机的工作特点与挑战

烧结风机并非普通通风机，其运行环境极为苛刻，主要体现在：

输送介质特殊： 介质为烧结烟气，含有大量的粉尘（虽然经过除尘，但仍有细颗粒物）、腐蚀性气体（如SO₂、NOx、水蒸气）且温度较高（通常在设计点150℃左右波动）。

高负压、大流量： 需要在高负压条件下抽取极大的气体流量，对风机转子的强度、轴承的承载能力及整机的刚性要求极高。

叶片磨损与腐蚀： 烟气中的硬质粉尘颗粒会对叶片、机壳等过流部件造成严重的冲蚀磨损；腐蚀性气体会在低温露点区域引发酸腐蚀，二者叠加极大地影响了风机的使用寿命。

工况波动： 烧结料床的透气性、料层厚度等变化会导致风机工况点波动，要求风机具有一定的工况适应能力。

1.2 风机型号SJ3500-1.033/0.923的解读

该型号清晰地标定了风机的基本性能参数，是风机选型与识别的核心依据。

SJ： 代表“烧结”专用风机。

3500： 代表风机在进口状态下的容积流量为3500立方米每分钟。这是风机能力的核心指标，直接对应烧结机的产能。

1.033/0.923： 这是一组绝对压力值，单位通常是兆帕（MPa）或千帕（kPa）。根据行业惯例和参数上下文，可以解读为：

1.033： 代表风机出口的绝对压力，约为103.3 kPa。由于大气压约为101.3 kPa，这意味着风机的出口静压（表压）约为 103.3 - 101.3 = 2.0 kPa（正压）。

0.923： 代表风机进口的绝对压力，约为92.3 kPa。这意味着风机进口的静压（表压）约为 92.3 - 101.3 = -9.0 kPa（负压，即真空度）。

因此，风机的全压升（或称压差） 为：出口绝对压力 - 进口绝对压力 = 103.3 - 92.3 = 11.0 kPa。或者，用静压差计算：（出口静压2.0kPa） - （进口静压-9.0kPa） = 11.0 kPa。这个11.0 kPa（即约1120 mmH₂O）的压升是风机用于克服系统阻力的核心能力。

结合您提供的其他参数，我们可以对风机性能有更完整的认识：进口温度150℃，介质密度0.78 kg/m³，轴功率800 kW，主轴转速1480 r/min。

二、 SJ3500-1.033/0.923风机性能深度解析

性能解析的目的是将铭牌参数转化为对风机实际运行状态的理解，并指导操作与维护。

2.1 流量与压力特性

流量（Q=3500 m³/min）和全压（P=11.0 kPa）共同定义了风机在烧结系统中的额定工作点。这个点是风机性能曲线与管网阻力曲线的交点。

管网阻力： 烧结系统的阻力特性近似遵循“阻力与流量的平方成正比”的规律。当烧结料层变厚、堵塞或除尘器积灰严重时，管网阻力曲线会变陡，导致风机工作点向小流量、高压力方向移动。

性能曲线： 该型号风机应具有一条相对平坦且高效区较宽的性能曲线，以适应烧结工况的轻微波动。若工作点偏离高效区太远，不仅能耗增加，还可能进入喘振区（大压力、小流量）或抢风区（小压力、大流量），引发机组剧烈振动，威胁安全。

2.2 介质密度与温度的影响修正

风机性能曲线通常是在标准状态（空气密度1.2 kg/m³）下绘制的。实际应用中，介质密度（ρ=0.78 kg/m³）和温度（t=150℃）对性能有显著影响，必须进行修正。

密度影响： 风机产生的压力与介质密度成正比。在相同的转速下，输送密度为0.78 kg/m³的烟气所产生的压力，仅为输送标准空气（1.2 kg/m³）的 0.78 / 1.2 = 0.65倍。这就是为什么虽然风机全压升为11.0 kPa，但换算到标准状态下的“标准全压”会更高。轴功率（N）与密度成正比，这也是电机配套功率（1250 kW）远高于实际运行轴功率（800 kW）的重要原因之一，它考虑了密度变化、工况波动以及必要的功率储备。

温度影响： 高温一方面导致介质密度降低（根据气体状态方程，密度与绝对温度成反比），另一方面对风机结构（特别是轴承的冷却、转子与机壳的热膨胀差）提出了散热和间隙控制的要求。

2.3 功率与效率分析

轴功率（800 kW）： 是风机主轴从电机实际获得的功率。计算公式为：轴功率等于 （流量 乘以 全压） 除以 （风机全压效率 乘以 机械传动效率 再乘以 一个常数）。通过这个公式，我们可以反推估算风机的运行效率。

配套电机（1250 kW）： 电机功率留有充足裕量，是为了应对：

介质密度可能升高（如温度降低时）导致的功率增加。

烧结系统阻力临时增大（如料层变化）导致的工况点移动。

电机本身的功率因数和服务系数。

效率： 高效是风机设计的核心目标。大型烧结风机的全压效率通常要求达到85%甚至更高。高效率意味着更低的运行能耗，对于烧结这种耗电大户意义重大。

2.4 转速（1480 r/min）与临界转速

转速是风机设计的关键。1480 r/min的转速与4极电机的同步转速（1500 r/min）相近，通过联轴器直联驱动，传动效率高。风机转子的设计必须确保其工作转速远离转子的一阶和二阶临界转速，并有足够的安全裕度（通常工作转速低于一阶临界转速的70%，或高于一阶临界转速的130%），以避免共振，保证运行平稳。

三、 核心配件功能与维护要点

风机的可靠性建立在每个核心配件的稳定运行之上。

3.1 转子总成

这是风机的“灵魂”，由主轴、叶轮、平衡盘、联轴器等组成。

叶轮： 多为后向或径向叶片型式，采用高强度低合金钢或耐磨钢（如NM360/400）制造。叶片及盘盖的易磨损部位常铺设耐磨层（如碳化钨焊丝堆焊）。定期检查磨损情况是维护的重中之重。

主轴： 采用优质合金钢（如35CrMo）锻制，具有高强度和韧性。轴颈处要求极高的尺寸精度和表面硬度。

动平衡： 转子在组装后必须进行高精度的动平衡校正，精度等级通常要求达到G2.5级。任何不平衡量都是振动的主要根源。

3.2 轴承箱与润滑系统

这是风机的“关节”，承受径向和轴向载荷。

轴承： 通常采用双列向心滚子轴承承受径向力，双列或成对单列角接触球轴承承受轴向推力。轴承的选型、安装游隙/预紧力的调整至关重要。

润滑： 大型风机多采用强制循环润滑油站，对润滑油温、油压、油质进行实时监控。油品需定期化验，防止水分和杂质侵入。

3.3 机壳与密封系统

机壳： 由钢板焊接而成，具有足够的刚度和强度以承受内压（负压）。内壁可能加装耐磨衬板。机壳的设计要保证气流平稳进出，减少涡流损失。

密封： 主要包括轴端密封，防止烟气外泄和润滑油被污染。常用形式有迷宫密封、碳环密封或气封。保持密封良好是防止轴承损坏和环境污染的关键。

3.4 进口调节门（导叶）

通常采用轴向或径向百叶窗式导叶，通过改变进气预旋来调节风机性能，比出口节流节能。确保导叶动作灵活、开度指示准确，是实现风量精确调节的前提。

3.5 电动机（YR5004-4, 1250 kW, 6/10 kV）

高压绕线式异步电机，启动转矩大，电流小。需关注其滑环、电刷的磨损，定期清洁绝缘，检查冷却系统。

四、 风机常见故障与修理策略

风机修理分为计划性检修和事故后抢修，应始终坚持“预防为主，修理为辅”的原则。

4.1 振动异常

这是最常见的故障现象。

原因分析：

转子不平衡： 叶轮磨损不均、粘灰结垢、防磨层脱落。

对中不良： 风机与电机联轴器对中超差。

轴承损坏： 磨损、疲劳剥落、间隙过大。

基础松动或机座变形。

喘振： 系统阻力过大，工作点落入喘振区。

修理策略：

在线监测： 安装振动在线监测系统，实时跟踪趋势。

停机检查： 首先检查对中情况；然后解体检查轴承游隙、磨损；最后对转子进行清洁并上动平衡机校验。若叶轮磨损超标，需进行修复或更换。

4.2 轴承温度过高

原因分析：

润滑不良： 油量不足、油质恶化、油路堵塞。

轴承安装不当： 游隙不合适、配合过紧。

冷却失效： 冷却水中断或冷却器结垢。

超负荷运行： 工况点偏离设计点太远。

修理策略： 检查润滑系统压力、流量；化验润滑油；清洗冷却器；重新调整轴承安装状态。

4.3性能下降（风量、压力不足）

原因分析：

叶轮磨损： 叶片型线改变，效率下降。

间隙过大： 叶轮与机壳的径向/轴向间隙因磨损而增大，内泄漏严重。

密封泄漏： 进口管道或机壳密封不严，吸入额外空气。

滤袋堵塞或系统阻力增加。

修理策略： 测量风机内部各部间隙，与出厂标准对比；修复或更换磨损的叶轮、密封件；检查清理系统管路。

4.4 叶轮的修复工艺

这是风机大修的核心内容。

检查： 对叶片进行磁粉或渗透探伤，检查裂纹；测量叶片厚度，评估磨损量。

补焊： 打磨干净磨损区域，使用与母材匹配的焊条（或专用耐磨焊丝）进行堆焊修复。严格控制焊接工艺，防止变形和裂纹，采用对称、分段、小电流的焊接方法。

整形： 焊后对叶片进行打磨，恢复其原始空气动力学型线。

动平衡： 修复后的叶轮必须与主轴组装后，进行整体高速动平衡校正，确保平衡精度达标。

结语

SJ3500-1.033/0.923型烧结风机作为36平方米烧结生产线的关键设备，其稳定高效运行是烧结工序降本增效的保障。通过深入理解其性能参数的内在联系，熟练掌握核心配件的维护要点，并建立系统性的故障诊断与修理策略，我们能够最大限度地发挥设备潜能，延长其使用寿命，为企业的安全生产和节能降耗做出实质性贡献。风机技术管理是一门实践科学，需要我们在日常工作中不断积累经验，精益求精。

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