烧结风机性能解析：以SJ24000-1.042/0.884型号机为核心

作者：王军（139-7298-9387）

关键词：烧结主抽风机、风机性能、SJ24000、风机结构、磨损与腐蚀、状态监测、预防性维修

前言

在钢铁冶炼的烧结工艺中，烧结风机，常被称为“主抽风机”，扮演着系统“心脏”的角色。它负责在烧结机台车上方形成足够的负压，抽吸烧结过程中产生的含尘高温烟气，为烧结料层的点火、燃烧和冷却提供持续的动力。风机的稳定、高效运行直接关系到烧结矿的产量、质量以及整个生产线的能耗。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性能、结构及维护要点的重要性。本文将以一款在160-200平方米烧结机上广泛应用的典型风机——SJ24000-1.042/0.884为例，系统解析其性能参数、核心配件及维修要点，希望能为同行提供一些有益的参考。

一、 烧结风机基础知识与型号释义

烧结风机不同于普通通风机，其输送介质为“烧结烟气”，这种介质具有高温、高粉尘浓度、含腐蚀性成分（如SO₂, NOx, 水蒸气） 等特点。因此，烧结风机在设计、材料和结构上必须具备优异的耐高温、耐磨损和耐腐蚀性能。

首先，我们来解读型号SJ24000-1.042/0.884的含义，这本身就是一份浓缩的性能说明书：

SJ：通常代表“烧结”专用风机。

24000：指风机在进口状态下的体积流量，单位为立方米每分钟（m³/min）。这是一个非常巨大的流量，相当于每秒钟要抽走400立方米的烟气，充分体现了烧结工艺对风量的巨大需求。

1.042/0.884：这两个数值分别代表风机的进口绝对压力和出口绝对压力，单位是公斤力每平方厘米（kgf/cm²）或工程大气压（ata）。换算成国际单位千帕（kPa）更为常用：进口压力为102.06 kPa，出口压力为86.69 kPa。需要注意的是，这里的进口压力是绝对压力，而我们通常更关心的是风机需要克服系统阻力而建立的压力升（或称全压升）。

二、 SJ24000-1.042/0.884风机性能深度解析

结合您提供的详细参数，我们可以对这台风机的工作状态进行深入分析。

1. 工作点与压力升
风机的核心作用是为介质提供能量，使其压力升高。这台风机的压力升计算为：出口绝对压力减去进口绝对压力。
即：102.59 kPa - 86.7 kPa = 15.89 kPa。
这个15.89 kPa（约1620 mmH₂O）的压力升，是风机用于克服从烧结机台车到除尘器、烟道等整个系统的总阻力。这个数值是风机选型和性能考核的关键指标。

2. 介质密度与标准状态换算
性能参数中给出的介质密度为0.74 kg/m³，这是一个至关重要的参数。风机性能曲线通常是基于标准状态（空气密度为1.2 kg/m³）绘制的。由于烧结烟气的温度高达150℃，且成分与空气不同，其密度（0.74 kg/m³）远低于标准空气密度。根据风机相似定律，风机的压力与介质密度成正比，轴功率也与介质密度成正比。
如果将此工况下的流量和压力换算到标准状态，其数值会发生变化。这对于理解风机在标准状态下的真实能力，以及与其他风机进行对比具有重要意义。换算公式如下：

标准状态下的压力 ≈ 工况压力 × (标准空气密度 / 工况介质密度)

标准状态下的轴功率 ≈ 工况轴功率 × (标准空气密度 / 工况介质密度)
通过换算，我们可以更准确地评估风机的设计水平和效率。

3. 轴功率与电机匹配
参数中给出的轴功率为8180 kW，这是一个极其巨大的功率消耗。而配套电动机的额定功率为7800 kW。这里存在一个380 kW的“功率裕量”。这种设计是必要且科学的，主要原因有：

系统波动：烧结过程并非绝对稳定，料层厚度、透气性变化可能导致系统阻力瞬时增大，要求风机提供更高的功率。

性能衰减：风机运行一段时间后，叶轮磨损会导致效率下降，维持同样工况需要消耗更多功率。

安全边际：保留一定的功率裕量可以避免电机长期处于满负荷或超负荷状态，提高运行可靠性和寿命。
因此，7800 kW的电机匹配8180 kW的轴功率，是经过严谨计算的合理配置，确保了风机在绝大多数工况下都能稳定运行，同时兼顾了经济性。

4. 效率评估
虽然参数中没有直接给出效率值，但我们可以通过有效功率和轴功率来估算。
风机的有效功率（Pe）计算公式为：有效功率 = (流量 × 压力升) / (60 × 1000) [单位：kW，流量为m³/min，压力升为kPa]。
代入数据：Pe = (24000 × 15.89) / (60 × 1000) ≈ 6356 kW。
那么，风机效率（η）估算为：效率 = (有效功率 / 轴功率) × 100% = (6356 / 8180) × 100% ≈ 77.7%。
对于处理高温、高尘介质的大型烧结风机而言，这个效率水平属于良好范围。效率的提升直接关系到吨烧结矿的电耗，是节能降耗的重点关注对象。

三、 风机核心配件解析

一台高性能的烧结风机，离不开其高质量的核心配件。

1. 转子总成（核心部件）

主轴：采用高强度合金钢（如35CrMo或42CrMo）锻造而成，经过调质处理，具备极高的抗扭强度和疲劳强度。其转速为960 r/min，属于高速重载轴，对动平衡精度要求极高。

叶轮：是风机的“心脏”。SJ24000这类风机的叶轮通常采用后向式叶片设计，这种型式效率较高，性能曲线较平坦，有利于稳定运行。材质上必须选用耐热、耐磨钢板，如BHen2（15CrMoCu）或更高级别的材料。叶片进口部位和轮盘外侧易受磨损，常采用堆焊耐磨层（如碳化钨） 或粘贴陶瓷片的方式进行强化处理。叶轮的动平衡等级必须达到G2.5或更高，以确保振动值在允许范围内。

联轴器：用于连接风机主轴和电机轴。通常采用膜片式联轴器，它具有补偿对中误差能力强、无需润滑、传递扭矩大等优点，能有效隔离电机和风机之间的微量不对中，保护轴承。

2. 机壳与进口调节门

机壳：由钢板焊接而成，具有足够的刚度和强度以承受内部压力。内壁通常会加装耐磨衬板，在易磨损部位可更换。机壳设计需保证气流平稳进入和导出，减少涡流损失。

进口调节门（导叶）：通常采用轴向式或径向式导叶调节器。通过改变导叶角度来调节进入叶轮的气流方向，从而改变风机的性能曲线，实现风量和风压的调节。这种方式比节流调节节能，是大型风机的主流调节方式。

3. 轴承与润滑系统

轴承：采用滑动轴承（油膜轴承） 是大型高速风机的首选。它能承受巨大的径向载荷，运行平稳，阻尼性能好，寿命长。轴承座设有冷却水套，通循环水对润滑油进行冷却。

润滑系统：是风机的“血液循环系统”。采用强制循环润滑，由主、辅油泵、油冷却器、双筒过滤器、安全阀等组成。油压、油温、油位均有严格的监控和连锁保护，确保轴承时刻处于良好的油膜润滑状态。润滑油的选择也至关重要，需具备良好的抗氧化性、抗乳化性和合适的粘度。

4. 密封系统
为防止烟气泄漏和润滑油外泄，风机设有完善的密封系统。

轴端密封：通常采用迷宫密封与氮气密封相结合的方式。迷宫密封是非接触式密封，阻力小；向迷宫密封中通入压力略高于机内压力的氮气，能有效阻止有害烟气外泄，保护环境和轴承安全。

四、 风机常见故障与修理维护

烧结风机在恶劣工况下长期运行，常见的故障主要集中在磨损、振动和润滑方面。

1. 叶轮的磨损与修复

故障现象：风机流量、压力下降，电流（功率）升高，振动加剧，噪声增大。

原因：烟气中的硬质粉尘颗粒对叶片入口、前盘、后盘及叶片工作面进行持续性冲蚀磨损，导致叶轮间隙增大，气动性能恶化，动平衡被破坏。

修复方法：

堆焊修复：是最常用的方法。停机后，对磨损部位进行彻底清理，采用与母材相匹配或性能更优的耐磨焊条（如D667等）进行分层堆焊。焊接过程中需严格控制层间温度，防止变形和裂纹。修复后必须进行精度校正和动平衡校验，动平衡精度必须达到标准要求。

陶瓷片粘贴：对于局部严重磨损区域，可在堆焊基面上粘贴高铝陶瓷片，能极大提高耐磨寿命，但需确保粘贴工艺可靠，防止脱落。

更换叶轮：当叶轮磨损达到极限，修复经济性不高或存在安全隐患时，需整体更换。新叶轮应进行超速试验和无损探伤（UT、MT）。

2. 振动异常

原因分析：

转子不平衡：叶轮磨损不均、粘灰、防磨层脱落是主要原因。

对中不良：风机与电机联轴器对中数据超差，导致附加力。

基础松动：地脚螺栓松动或基础本身出现缺陷。

轴承损坏：轴承磨损、疲劳剥落、间隙过大。

喘振：风机在小流量区间运行，进入不稳定工况区。

处理措施：建立定期振动监测制度，利用振动分析仪采集数据，频谱分析能有效判断故障根源。及时清灰、重新找正对中、紧固地脚螺栓、更换轴承。通过调节导叶或风门开度，确保风机远离喘振区运行。

3. 轴承温度高

原因：润滑油量不足或油质恶化；冷却器结垢，冷却效果差；轴承间隙过小或损坏；安装不当。

处理：定期化验油质，按时更换滤芯，保证冷却水畅通。检修时严格控制轴承的装配间隙。

4. 预防性维修策略
对于烧结风机这样的关键设备，以预防为主、计划性检修的策略远胜于事后维修。

状态监测：建立在线振动、温度监测系统，定期进行油液分析，趋势预测故障。

定期检修：结合烧结机大修周期，对风机进行彻底解体检修，检查所有部件的磨损和老化情况，防患于未然。

备件管理：关键备件如叶轮、主轴、轴承等应有合理的库存或可靠的供应商渠道，以缩短停机时间。

结语

SJ24000-1.042/0.884型烧结风机是现代大型烧结生产线上的关键动力设备，其性能优劣直接影响到钢铁企业的生产成本和经济效益。通过深入理解其性能参数背后的工程意义，掌握其核心配件的技术特点，并实施科学、主动的维护修理策略，我们能够最大限度地发挥风机的效能，延长其使用寿命，保障烧结生产的连续、稳定、高效运行。作为风机技术人员，不断学习、总结和实践，是我们永恒的职责。希望本文的分享能对各位同行有所启发和帮助。

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