烧结风机性能解析：以SJ21000-1.042/0.884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、SJ21000型号解析、风机配件、风机维修、烧结工艺

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”，是整个烧结系统的“心脏”。它负责在烧结机台车上方形成足够的负压，抽入助燃空气，穿透混合料层，确保烧结反应充分、均匀地进行，最终获得高质量的烧结矿。风机的性能直接决定了烧结机的生产效率、能耗指标和最终产品的质量。作为一名深耕风机技术多年的工程师，我将以目前广泛适用于160-200平方米烧结机的典型型号——SJ21000-1.042/0.884为例，系统性地解析其性能参数、核心配件构成以及日常维护与修理要点，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

在深入解析特定型号之前，我们首先需要理解烧结风机的基本工作原理和其面临的特殊工况。

1.1 工作原理与特殊工况

烧结风机属于高负压、大流量的离心式风机。其工作原理是：电动机通过联轴器驱动风机主轴及叶轮高速旋转，叶轮叶片间的气体在离心力作用下被甩向叶轮边缘，经蜗壳（机壳）的收集和导流，形成高压气流从出风口排出。与此同时，叶轮中心区域形成负压，不断吸入新的气体，从而实现气体的连续输送。

烧结风机面临的工况极其苛刻：

高粉尘： 烧结烟气中含有大量未完全反应的矿粉、燃料粉尘等，虽然经过除尘系统，但仍有细颗粒物会进入风机，对叶片、机壳等过流部件造成严重的磨损。

高温度： 烧结烟气的温度通常在100-150℃之间波动，高温会对风机转子的动平衡、材料的机械性能以及润滑系统提出更高要求。

腐蚀性： 烟气中可能含有硫化物、氯化物等酸性气体，在低温露点以下时易形成酸雾，对风机部件产生腐蚀。

压力波动： 烧结料层的透气性会随着烧结过程的进行而变化，导致风机入口的负压和流量在一定范围内波动，要求风机具有良好的调节性能和稳定性。

1.2 型号SJ21000-1.042/0.884的全面解读

根据您提供的参考信息，我们可以对该型号进行逐项解码：

SJ： 代表“烧结”专用风机。这是行业内的通用标识，明确了风机的应用领域。

21000： 代表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，相当于每秒要输送350立方米的烟气，充分体现了烧结工艺对大风量的需求。

1.042/0.884： 这两个压力参数是风机性能的核心。通常，第一个数字代表出口压力（绝压），第二个数字代表进口压力（绝压）。结合您提供的具体数据：

出风口压力 = 102.19 kPa ≈ 1.0219 bar（绝压）

进风口压力 = -86.7 kPa（表压，即负压）。由于当地大气压约为101.325 kPa，故进口绝压 = 101.325 - 86.7 = 14.625 kPa ≈ 0.146 bar。这与型号中的0.884似乎不符。

实际上，型号中的压力值常用工程单位“公斤力每平方厘米”（kgf/cm²）表示。1 kgf/cm² ≈ 98.0665 kPa。因此：

出风口绝压 102.19 kPa ≈ 1.042 kgf/cm²

进风口绝压 (101.325 - 86.7) ≈ 14.625 kPa ≈ 0.149 kgf/cm²，这与0.884相差甚远。

更合理的解释是：1.042代表风机出口压力（绝压），而0.884代表风机进口压力（绝压）。但0.884 kgf/cm² 约等于 86.7 kPa（绝压），这意味着当地大气压被认定为约86.7 kPa，这可能是在高海拔地区或是一种特定的工程表述习惯。另一种可能是数字标注有特定含义。我们以您提供的绝对压力数据为准进行性能分析，型号中的数字作为标识符。关键在于，风机的全压升（或压比） 才是其做功能力的体现。

风机全压升计算： 全压升 = 出风口全压 - 进风口全压 = 102.19 kPa - (101.325 kPa - 86.7 kPa) = 102.19 - 14.625 = 87.565 kPa。这个高达87.5kPa的压升是烧结风机高能耗的根本原因。

其他关键性能参数解析：

输送介质密度：0.74 kg/m³。 这是由进口温度150℃和烟气成分决定的。空气在标准状态（20℃）下密度约为1.2 kg/m³。温度升高，气体膨胀，密度降低。风机在此密度下的功率与标准状态不同，选型时必须考虑。

轴功率：6830 KW。 这是风机主轴实际消耗的功率，是风机气动性能、机械效率的综合体现。巨大的轴功率意味着需要强大的传动系统和高效的冷却润滑。

主轴转速：960 r/min。 这是风机转子的工作转速，它决定了叶轮的线速度，直接影响风机的压头和流量。此转速与电动机转速直接相关。

配套电动机：TD7800-6，功率7800 KW。 电动机功率（7800KW）大于风机轴功率（6830KW），提供了必要的功率裕量，以应对工况波动和确保长期安全运行。电压等级6KV~10KV属于高压电机，适用于这种大功率设备。

配套烧结机：160-200 m²。 明确了该型号风机的应用范围，为烧结厂的设备选型提供了直接依据。

二、 风机核心配件系统说明

一台完整的SJ21000型号机不仅仅是一个叶轮和机壳，它是由多个精密子系统构成的复杂机组。

2.1 转子总成
这是风机的“核心运动部件”，包括：

主轴： 采用高强度合金钢锻造而成，经过精密加工和热处理，具有极高的刚性、强度和疲劳韧性，以承受巨大的扭矩、径向力和高速旋转。

叶轮： 作为风机的心脏，其设计制造水平直接决定风机性能。通常采用后向或径向叶片，使用耐磨钢板（如NM360、NM400）或堆焊耐磨层（如碳化钨）制造。叶片型线经过空气动力学优化，以在高效的同时具备良好的抗磨损和抗积灰能力。叶轮必须进行严格的动平衡校正，确保在工作转速下平稳运行。

联轴器： 用于连接风机主轴和电机轴，传递巨大扭矩。通常采用高性能的膜片式联轴器，能够补偿少量的轴向、径向和角向偏差，并吸收部分振动。

2.2 静子部件

机壳（蜗壳）： 收集从叶轮出来的气体，并将其动能有效地转化为压力能。内壁同样会受到磨损，因此常加装耐磨衬板，便于磨损后更换。

进风口： 通常为锥形收敛结构，引导气体平稳、均匀地进入叶轮，减少涡流损失。其型线与叶轮的配合至关重要。

轴承座与轴承： 采用重型滑动轴承或滚动轴承。滑动轴承更常见于此类大型高速风机，承载能力强，阻尼性能好。轴承座集成有润滑油路和冷却系统，确保轴承在恒定的温度下稳定工作。

2.3 润滑系统
风机的“血液循环系统”，至关重要。通常采用强制循环润滑，包括主油泵、辅助油泵、油箱、冷却器、过滤器和一系列监控仪表（温度、压力、流量）。在启动前，辅助油泵先运行，建立油压；停机后，辅助油泵继续运行一段时间，为轴承降温。

2.4 调节与控制系统
为了适应烧结工况的变化，风机需配备调节机构。

进口导叶调节： 最常用的方式。通过改变进风口处导叶的角度，来预旋进入叶轮的气流，从而改变风机的性能曲线，实现流量和压力的调节。这种方式比节流调节更节能。

液力耦合器或变频调速： 通过改变风机转速来调节性能，节能效果最好，但初期投资较高。对于SJ21000这样的大功率风机，变频调速的应用需综合考虑技术和经济性。

2.5 密封系统

轴端密封： 防止轴承座的润滑油外泄，同时防止外部粉尘进入轴承。常用迷宫密封、碳环密封或组合密封等形式。

机壳密封： 确保机壳各部分之间的气密性。

三、 风机常见故障与修理技术

对风机配件的了解是进行维修的基础。烧结风机的修理分为日常维护、定期检修和故障后大修。

3.1 日常维护与监测

振动监测： 安装在线振动监测系统，实时监控轴承和转子的振动值。振动异常增大是叶轮磨损、动平衡破坏、轴承损坏或转子不对中的最早征兆。

温度监测： 密切关注轴承温度、润滑油温。温度升高通常意味着摩擦加剧或冷却效果下降。

声音分析： 有经验的工程师可以通过听音棒或电子听诊器判断风机内部运行是否正常，是否存在刮擦、松动等异常声响。

定期检查： 包括润滑油品分析、连接螺栓紧固情况、密封状况等。

3.2 常见故障分析与处理

振动超标

原因： 叶轮磨损不均匀或粘灰严重导致动平衡失效；轴承磨损或损坏；转子不对中；地脚螺栓松动；基础松动。

处理： 停机后，首先检查对中和紧固情况。若问题在叶轮，需进行清灰或现场动平衡校正。若磨损严重，需将叶轮返厂或现场堆焊修复，并重新进行动平衡。严重时更换叶轮。

风量风压不足

原因： 进口过滤器或烧结主除尘器堵塞，系统阻力增大；叶轮磨损严重，间隙增大，效率下降；进口导叶执行机构故障，开度不到位；机壳或管道泄漏。

处理： 检查系统阻力，清理堵塞部位。测量叶轮与进风口/机壳的间隙，若超差则调整或修复叶轮。检查并修复导叶机构。查找并堵漏。

轴承温度高

原因： 润滑油量不足或油质恶化；冷却器结垢或故障，冷却效果差；轴承安装不当或本身缺陷；振动过大导致轴承过热。

处理： 检查油路、油泵，更换润滑油。清洗或修复冷却器。检查轴承游隙和安装情况，必要时更换轴承。

叶轮磨损

这是烧结风机最普遍的故障。 磨损主要集中在叶片的工作面和进口边缘。

修复工艺：

清理： 彻底清除叶轮表面的积灰和氧化物。

检查： 采用超声波测厚等手段检查剩余母材厚度。

补焊： 使用耐磨焊条（如D707等）进行堆焊修复。焊接需采用小电流、分段、对称焊接工艺，严格控制层间温度，防止焊接变形和应力集中。

打磨： 将焊道打磨平整，恢复叶片原有的空气动力学型线。

动平衡： 修复后的叶轮必须重新进行动平衡校正，精度等级需达到G2.5或更高。这是修复成败的关键。

3.3 大修流程与注意事项
当风机运行一定周期（通常2-3年）或出现严重故障时，需进行解体大修。

准备工作： 制定详尽的检修方案，准备备件、工具、吊装设备。落实安全措施，断电、挂牌、能量隔离。

拆卸： 按顺序拆卸联轴器护罩、联轴器、进风口、机壳上盖、转子总成等。每一步都要做好标记，记录原始数据（如间隙）。

检查测量： 对主轴（直线度、跳动）、叶轮（磨损量、裂纹）、轴承（游隙、磨损）、机壳（磨损、变形）等进行全面检测。

修理与更换： 根据检查结果，对部件进行修复或更换。特别是叶轮的修复，必须由经验丰富的焊工按工艺执行。

回装与调整： 按相反顺序回装。重点保证主轴的水平度、转子与机壳的同心度、叶轮与进风口的间隙符合设计要求。严格进行联轴器的对中找正，对中误差需控制在0.05mm以内。

试运行： 大修完成后，先进行单机试车（点动、短时运行），检查转向、振动、温度、润滑是否正常。无问题后，再逐步加载至满负荷运行，并进行性能测试。

结语

SJ21000-1.042/0.884型烧结风机作为现代大型烧结生产线关键设备，其技术复杂度和维护要求极高。深入理解其性能参数背后的工程意义，熟练掌握其核心配件的结构与功能，并建立一套科学、预判性的维护和修理体系，是保障烧结机长期、稳定、高效运行的根本。作为风机技术人员，我们不仅要在故障发生时能够迅速准确地解决问题，更应通过日常的精细化管理，延长设备寿命，降低运营成本，为企业的安全生产和节能降耗贡献力量。希望本文的分享能起到抛砖引玉的作用，促进同行间的技术交流与共同进步。

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