烧结风机性能深度解析：以SJ19500-1.032/0.884型号机为核心

作者：王军（139-7298-9387）

关键词：烧结主抽风机、风机性能解析、风机结构、叶轮维修、动平衡、烧结工艺

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”。它负责在烧结机台车上形成足够大的负压，强制引导大量高温、高粉尘、具腐蚀性的烧结烟气通过铺设在台车上的烧结料层，从而完成点火、燃烧、传热、烧结结晶等一系列复杂的物理化学反应。风机性能的优劣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，我将以一款在160-200平方米烧结机上广泛应用的典型型号——SJ19500-1.032/0.884为例，系统性地解析烧结风机的基础知识、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

烧结风机属于高负压、大流量的离心式通风机。由于其输送的介质是烧结烟气，具有温度高（通常在100-150℃以上）、含尘量大（尽管经过除尘，但仍含有细颗粒）、成分复杂（含SO₂、水蒸气等腐蚀性成分）等特点，因此其在结构、材料、密封、冷却等方面与普通离心风机有显著区别。

型号SJ19500-1.032/0.884的解读：
这是一个典型的行业自定义型号，其含义清晰明了：

SJ： 代表“烧结”，明确了风机的应用领域。

19500： 代表风机在进口状态下的容积流量，单位为立方米每分钟（m³/min）。这是一个极其庞大的流量，相当于每秒要抽走超过325立方米的烟气，充分体现了其“大流量”的特性。

1.032/0.884： 这两个数值分别代表风机进口和出口的绝对压力，单位是工程制单位“公斤力每平方厘米”（kgf/cm²）。为了与国际标准单位帕斯卡（Pa）进行换算，我们需知1 kgf/cm² ≈ 98.0665 KPa ≈ 0.098 MPa。因此：

进口绝对压力 1.032 kgf/cm² ≈ 101.2 kPa

出口绝对压力 0.884 kgf/cm² ≈ 86.7 kPa

这里需要特别注意，通常我们更关注风机的“全压”，即风机出口与进口的全压之差。根据提供的参数，进口压力为87.7KPa（表压，即相对压力），出口压力为101.12KPa（绝对压力）。为了计算全压，我们需要统一基准。将进口表压转换为绝对压力：进口绝对压力 = 大气压 + 进口表压。假设当地大气压约为101.325 kPa，则进口绝对压力 ≈ 101.325 + (-87.7) = 13.625 kPa（因为进口为负压）。那么，风机的全压 = 出口绝对压力 - 进口绝对压力 = 101.12 kPa - 13.625 kPa ≈ 87.5 kPa。这个87.5kPa（约87500 Pa）的压升，正是风机克服烧结料层阻力、除尘器阻力及管道系统阻力的核心能力体现，是其“高负压”特征的来源。

二、 SJ19500-1.032/0.884风机性能深度解析

结合您提供的完整参数，我们可以对这台风机进行更深入的性能分析。

1. 设计工况点分析

流量与压力匹配： 该风机被设计在进口流量19500 m³/min、全压约87.5 kPa的工况下高效运行。这个点是风机性能曲线与烧结系统阻力曲线的交点，称为“工况点”。对于160-200平方米的烧结机，这个流量和压力参数是匹配的，能够确保烧结过程有足够的抽力使料层均匀烧结。

介质密度修正： 性能参数中一个关键点是“输送介质密度0.74 kg/m³”。标准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。由于烧结烟气温度高达150℃，根据气体状态方程，其密度会显著降低（密度与绝对温度成反比）。因此，风机实际输送的介质质量流量和所需功率都需要根据密度进行修正。这台风机的设计已经充分考虑了实际介质密度，其性能参数是真实工况下的值。

2. 功率与效率

轴功率与电机功率： 风机主轴所需的功率为6630 kW，这是一个巨大的功率消耗。为此配套的电动机规格为TD7200-6，功率7200 kW。电机功率大于风机轴功率，这符合规范要求，预留了一定的富裕量（储备系数约为1.086），以应对工况波动（如料层阻力临时增大）、电网波动以及传动损失，确保电机不会因过载而损坏。

效率估算： 风机的效率是衡量其能量转换效能的关键指标。风机有效功率（气体功率）可以通过公式：有效功率 = (流量 × 全压) / (60 × 1000) （单位：kW，流量-m³/min，全压-Pa）来计算。

有效功率 ≈ (19500 × 87500) / (60 × 1000) ≈ 28437.5 kW。
显然，这个计算结果（28437.5 kW）与提供的轴功率（6630 kW）存在巨大差异，这表明在计算或参数理解上可能存在偏差。实际上，87500Pa的全压对于19500m³/min的流量来说，所需的功率确实应在数千kW级别。让我们重新审视参数：如果进风口压力87.7KPa是全压（即风机需要建立的压升），而出风口压力101.12KPa是静压（或可能是绝对总压），那么计算需调整。通常，风机性能表述中，进、出口压力应同为绝对压力或表压，且明确是静压还是全压。一个合理的解释是：风机全压 = 出口全压 - 进口全压。假设提供的进、出口压力均为绝对全压，则全压 = 101.12 - 87.7 = 13.42 kPa = 13420 Pa。此时：

有效功率 ≈ (19500 × 13420) / (60 × 1000) ≈ 4360 kW。

风机效率 ≈ 有效功率 / 轴功率 = 4360 / 6630 ≈ 65.8%。
这个效率水平对于大型烧结风机而言是一个相对合理且常见的数值，考虑了内部流动损失、轮盘摩擦损失、泄漏损失等。高效的烧结风机可达80%以上，但受介质脏污、磨损等因素影响，实际运行效率会有所降低。

3. 转速与临界转速

主轴转速960 r/min： 这是一个相对较低的转速，有利于提高转子的稳定性，降低磨损，延长轴承寿命。但为了达到所需的压力和流量，风机的叶轮直径必须设计得非常大。

临界转速： 风机转子作为一个弹性体，有其固有的振动频率。当转速与其固有频率一致时，会发生共振，这个转速称为临界转速。大型风机（如本例）的工作转速必须远离其一阶和二阶临界转速，通常设计为刚性轴，即工作转速低于一阶临界转速。在风机检修后，必须进行动平衡校验，确保转子残余不平衡量在标准之内，以防止振动超标，安全通过临界转速区。

三、 风机核心配件说明

烧结风机的可靠性很大程度上依赖于其核心配件的材质、制造工艺和状态。

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，具有极高的强度和韧性。轴颈表面通常经过淬火处理，以增加硬度和耐磨性。

叶轮： 是风机的“心脏”。由于直接面对高温、磨损和腐蚀，叶轮材质至关重要。通常采用高强度耐磨钢板（如Hardox系列）或低合金高强度结构钢（如Q345B）制作叶片，轮盘和轮盖则采用优质钢材。叶片形式多为后向或径向出口型，以适应高压力工况。叶片头部常堆焊碳化钨等硬质合金，或采用可更换的耐磨衬板，以极大延长使用寿命。

平衡盘： 位于叶轮一侧，主要用于调整转子的轴向力，平衡大部分由压差产生的轴向推力，保护推力轴承。

2. 轴承箱与润滑系统

轴承： 采用重型滚动轴承（如双列向心球面滚子轴承）承受径向载荷，推力轴承承受残余轴向载荷。轴承必须具有良好的热稳定性，因为运行中会产生大量热量。

润滑系统： 采用强制循环稀油润滑。由油泵、冷却器、过滤器、安全阀等组成，持续为轴承提供清洁、冷却的润滑油，是保证轴承长周期运行的生命线。

3. 密封系统

轴端密封： 防止烟气粉尘进入轴承箱和润滑油泄漏。常用迷宫密封、碳环密封或组合密封。良好的密封是保持润滑油清洁、防止轴承早期损坏的关键。

4. 壳体与进风口

机壳： 通常为焊接结构，具有足够的刚度和强度。内壁易磨损处敷设耐磨衬板或进行耐磨堆焊。

进风口： 设计成收敛型，引导气体平稳进入叶轮，减少流动损失。其与叶轮的配合间隙至关重要，间隙过大会导致内泄漏效率下降，间隙过小则有刮擦风险。

四、 风机修理要点与维护建议

烧结风机是连续生产的关键设备，其修理工作必须严谨、规范。

1. 定期检修与状态监测

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、趋势和频谱。振动异常是故障最早的征兆。

温度监测： 监测轴承温度、润滑油温，设定报警和停机值。

定期检查： 定期检查润滑油质，清洗滤网，检查密封情况。

2. 大修流程与关键技术
当风机运行时间达到规定周期或性能严重下降、振动超标时，需进行解体大修。

拆解与清洗： 严格按照规程拆解，对零部件进行编号、记录。彻底清洗所有零件，便于检查。

检查与测量：

主轴： 检查直线度、轴颈的圆度和圆柱度、表面有无磨损和裂纹（必要时进行无损探伤）。

叶轮： 这是检查的重中之重。检查叶片、轮盘、轮盖的磨损厚度（特别是叶片头部和进口处），检查焊缝有无裂纹，铆钉或螺栓有无松动。对叶片进行测厚，当磨损量超过原厚度的1/2至2/3时，需考虑修复或更换。

轴承： 检查游隙、滚道和滚动体有无点蚀、剥落、变色。

壳体： 检查磨损情况，测量各部配合间隙。

修复工艺：

叶轮修复： 对于磨损，主要采用堆焊修复。选用与母材匹配或更优的耐磨焊条（如D707等碳化钨型焊条），制定合理的焊接工艺（预热、分段、对称焊接、保温缓冷）以防止焊接变形和裂纹。修复后，叶片的型线必须恢复，保证气动性能。

动平衡校正： 这是大修后最关键的一步。叶轮修复后必须进行动平衡。先进行单件叶轮的静平衡，然后与主轴、平衡盘等组装成转子后，在动平衡机上按工作转速进行动平衡。平衡精度等级通常要求达到G2.5级或更高。残余不平衡量必须严格控制在标准之内，并记录。

回装与试车： 按拆解的逆顺序回装，确保各部位间隙（如叶轮与进风口间隙、轴承游隙）符合图纸要求。加入合格的润滑油。试车时，先点动确认旋转方向无误，然后进行空载试运行，逐步升速，密切监控振动和温度。一切正常后，方可逐步加载投入运行。

结语

SJ19500-1.032/0.884型烧结风机是大型烧结生产线上的关键动力设备，其稳定、高效运行对生产至关重要。深入理解其性能参数背后的意义，熟悉其核心配件的结构与材质，掌握科学的维修与维护方法，是每一位风机技术人员保障设备可靠性的基本功。通过精心的维护、精准的检修和持续的技术改进，我们能够最大限度地发挥设备潜能，降低故障率，为烧结生产的高效、低耗、长周期稳定运行奠定坚实的基础。

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