烧结风机性能解析：SJ4700-1.029/0.889型号深度剖析

作者：王军（139-7298-9387）

关键词：烧结风机，SJ4700，风机性能，风机配件，风机修理，烧结烟气

引言

在钢铁冶炼的烧结工艺中，烧结风机扮演着至关重要的“心脏”角色。它负责为烧结料层提供充足、稳定的气流，确保烧结过程的顺利进行，其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。作为一名长期奋战在风机技术一线的工程师，我深知深入理解风机性能、熟悉关键配件、掌握维修要领对于保障生产稳定性的重要意义。本文将以我司广泛应用于50平方米烧结机的典型型号——SJ4700-1.029/0.889烧结风机为核心，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的关键要点，希望能为同行提供一份有价值的参考。

第一章：烧结风机基础知识与型号解读

1.1 烧结风机的作用与工作环境

烧结风机的主要功能是将燃烧炉箅上混合料（铁矿粉、燃料、熔剂等）烧结过程所需的大量高温空气强制抽过料层。在抽风过程中，料层中的燃料燃烧，产生高温，使混合料局部熔化粘结，冷却后形成具有足够强度的烧结矿。因此，风机必须克服料层、除尘系统、风管系统等带来的巨大阻力，并在高温、高粉尘、腐蚀性烟气等恶劣工况下稳定运行。

其输送介质为烧结烟气，这种气体具有温度高（通常可达120-180℃）、含尘量大（虽经除尘处理，但仍含有细颗粒）、并可能含有腐蚀性成分（如硫化物、水分）等特点。这对风机的材质选择、密封结构、耐磨耐腐蚀性能提出了极高要求。

1.2 风机型号SJ4700-1.029/0.889的释义

风机型号是风机身份和核心性能的浓缩体现。根据行业惯例及提供的参数，SJ4700-1.029/0.889型号可解析如下：

SJ： 通常代表“烧结”专用风机。

4700： 表示风机在进口状态下的体积流量，单位为立方米每分钟（m³/min）。这意味着该风机设计每分钟能输送4700立方米的烧结烟气。

1.029： 代表风机的进口绝对压力，单位为千帕（kPa）。此处1.029是绝对压力值，若换算成工程上常用的表压（即相对于大气压的压力），需要进行换算。已知标准大气压约为101.325 kPa，则进口表压 = 进口绝对压力 - 大气压 ≈ 1.029 - 101.325 ≈ -100.296 kPa。这个负压值正是风机从烧结台车料层“抽吸”烟气的体现。

0.889： 代表风机的出口绝对压力，单位为千帕（kPa）。同样，出口表压 = 出口绝对压力 - 大气压 ≈ 0.889 - 101.325 ≈ -100.436 kPa。

特别说明：提供的参数中“进风口压力87.181KPa”和“出风口压力100.91Kpa”很可能是以表压形式表示，且单位可能为千帕（kPa）。若以此为准，则型号中的1.029和0.889可能与这两个表压值对应的绝对压力有关，或者是特定设计点的标识。通常，风机的压升（全压）为出口全压与进口全压之差。若按提供的表压计算，压升约为 100.91 kPa - 87.181 kPa = 13.729 kPa。但型号中的数字更倾向于标识风机的特定工况点。理解型号的关键在于结合所有给定参数来综合评估风机性能。

1.3 核心性能参数解析

基于提供的完整参数，我们对SJ4700风机的性能进行深入解读：

流量（Q）： 4700 m³/min。这是风机选型的首要参数，必须与50平方米烧结机的生产能力相匹配。流量不足会导致烧结不透，产量下降；流量过大则能耗增加，可能吹散料层。

压力：

进口压力： 87.181 kPa (表压，负压)。此压力反映了烧结主抽风系统（包括台车料层、除尘器等）在风机进口处形成的真空度。

出口压力： 100.91 kPa (表压，负压)。风机出口压力仍为负压，表明整个系统处于负压状态，烟气最终被排入大气或后续环保设备。

风机全压（P）：风机赋予气体的能量增量，等于出口全压与进口全压之差。计算全压需要考虑动压和静压。为简化，若忽略进出口动能变化，可近似认为风机的静压升约为 100.91 - 87.181 = 13.729 kPa。这个压升用于克服风管、消声器、烟囱等出口路径的阻力。风机全压的计算公式为：风机全压 = 风机出口全压 - 风机进口全压。全压是衡量风机做功能力的关键指标。

介质密度（ρ）： 0.772 kg/m³。这是一个非常重要的参数。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。实际运行中，由于介质温度高达140℃，密度远低于标准空气密度，这将显著影响风机的实际性能。风机的压力、轴功率都与介质密度成正比。风机压力与介质密度的关系是：实际压力 = 标准状态压力 × (实际密度 / 标准密度)。风机轴功率与介质密度的关系是：实际轴功率 = 标准状态轴功率 × (实际密度 / 标准密度)。

进口温度： 140℃。决定了介质密度，并对风机结构材料（特别是转子）的抗高温性能、热膨胀间隙设计提出要求。

轴功率（Nz）： 1408 kW。这是风机主轴实际消耗的功率，是风机本身性能的体现。它由风机的流量、全压和效率共同决定。风机轴功率的计算公式为：轴功率 = (流量 × 全压) / (1000 × 风机效率 × 机械传动效率)，其中流量单位为立方米每秒，全压单位为帕斯卡。计算出的1408 kW是在实际工况（密度0.772 kg/m³）下的功率。

主轴转速（n）： 1480 r/min。转速直接影响风机的流量、压力和功率。根据风机相似定律，流量与转速成正比，压力与转速的平方成正比，轴功率与转速的三次方成正比。

配套电机： YR6301-4，功率2000 kW，电压6~10 kV。

电机选型考量： 电机功率（2000 kW）远大于风机轴功率（1408 kW）。这提供了必要的功率储备，主要考虑了以下几点：

安全裕量： 防止因工况波动（如料层阻力增大、介质密度临时变化）导致风机过载。

启动电流： 风机启动时阻力矩大，需要足够的启动力矩。

电机效率： 确保电机在最佳效率区间运行。

电压等级： 6~10 kV的高压电机适用于大功率设备，可减少输电线路的电流，降低线损。

第二章：SJ4700烧结风机核心配件详解

一台高性能的烧结风机离不开每一个精密、可靠的核心配件。下面重点介绍SJ4700风机的主要部件：

2.1 转子总成（叶轮与主轴）

这是风机的“心脏”，是能量转换的核心部件。

叶轮： 通常采用后向或径向叶片型式，以保证较高的效率和较稳定的性能曲线。材质多选用高强度低合金钢（如Q345R）或耐磨钢（如NM360/NM400），并在叶片易磨损部位（进口边缘、工作面）堆焊耐磨层（如碳化钨）或粘贴陶瓷片，以抵抗烧结烟气的冲刷磨损。叶轮必须经过严格的动平衡校正，确保在高转速下平稳运行，振动值在标准范围内。

主轴： 采用优质合金钢（如35CrMo或42CrMo）锻制而成，具有高强度和良好的韧性。轴颈部位经过精磨处理，以保证与轴承的配合精度。主轴的设计需充分考虑扭矩、弯矩以及临界转速，避免发生共振。

2.2 机壳

机壳是容纳转子和引导气流的关键静部件。通常为焊接结构，由进风口、蜗壳和出风口组成。

材质与衬板： 基体多采用普通碳钢（Q235B），但内壁，特别是蜗板及易磨损区域，会铺设厚度可观的耐磨衬板（如16Mn或耐磨钢板）。衬板为可更换设计，延长机壳本体寿命。

结构特点： 蜗壳型线经过空气动力学优化，旨在将叶轮甩出的高速气体高效地收集起来并转化为静压。机壳通常设计成水平剖分或垂直剖分式，便于转子的安装、检修和维护。

2.3 轴承箱与润滑系统

轴承箱是支撑转子、保证其旋转精度的核心部件。

轴承： 采用重型滚动轴承（如调心滚子轴承），能同时承受径向力和一定的轴向力。轴承的选型必须满足寿命要求（通常要求L10寿命数万小时）。

润滑： 采用稀油强制润滑系统。包括油箱、油泵、冷却器、过滤器、安全仪表等。润滑油不仅能润滑轴承，还起到冷却和清洁作用。油温、油压、油流监测至关重要，是轴承安全运行的保障。

2.4 密封装置

密封的目的是防止烟气泄漏和润滑油外泄，同时防止外界空气被吸入。

轴端密封： 常用迷宫密封、碳环密封或组合式密封。迷宫密封利用多级节流间隙降压；碳环密封依靠碳环的自润滑性与轴颈紧密贴合，密封效果更好。密封间隙的调整是关键，过紧会导致磨损发热，过松则泄漏量大。

冷却与吹扫： 通常在密封部位引入高压密封风（清洁空气），形成气幕，阻止粉尘进入轴承箱或烟气外泄。

2.5 进口调节门（导叶）

为了适应烧结工况的变化（如台车速度、料层厚度改变），需要对风机风量进行调节。SJ4700风机通常配备轴向或径向进口导叶调节装置。

工作原理： 通过改变导叶角度，预旋进入叶轮的气流，从而改变风机的性能曲线，实现风量调节。相较于出口节流，进口导叶调节效率更高，节能效果显著。

执行机构： 由电动或气动执行器驱动，可实现远程自动控制。

2.6 底座与联轴器

底座： 厚重的钢结构底座，为风机和电机提供稳固的支撑，并通过地脚螺栓与基础牢固连接，确保机组整体稳定性。

联轴器： 连接风机主轴与电机轴，传递扭矩。常用膜片式联轴器，能补偿一定的轴向、径向和角向偏差，且无需润滑，维护方便。

第三章：烧结风机的维护与修理

烧结风机长期在恶劣环境下运行，磨损、结垢、腐蚀、振动是其主要故障模式。坚持“预防为主，计划检修”的原则至关重要。

3.1 日常巡检与维护

振动监测： 使用便携式振动仪定期测量轴承座各方向的振动速度或位移。建立振动趋势图，一旦发现振动值持续上升或超标，应立即分析原因。振动增大往往是叶轮磨损不平衡、轴承损坏、地脚松动等故障的先兆。

温度监测： 用手持测温枪或安装在线测温仪监测轴承温度、润滑油温。轴承温度异常升高，通常与润滑不良、轴承损坏、安装过紧有关。

声音监听： 使用听音棒监听轴承箱内部声音。均匀的嗡嗡声是正常的，出现尖锐的撞击声、摩擦声或不规则的轰隆声，则预示存在故障。

润滑系统维护： 定期检查油位、油质。按周期取油样进行化验，检测粘度、水分、金属颗粒含量等指标，及时更换不合格的润滑油。清洗或更换滤芯。

密封检查： 观察是否有烟气或润滑油泄漏迹象。

3.2 常见故障分析与处理

振动过大：

原因： 叶轮磨损不均匀导致动平衡破坏；叶轮表面积灰结垢不均；轴承磨损间隙过大；地脚螺栓或连接螺栓松动；联轴器对中不良。

处理： 停机后，首先检查紧固件和对中情况。若问题仍在，需清理叶轮积灰并做动平衡校正。若叶轮磨损超标，则需修复或更换。

风量风压不足：

原因： 进口滤网或管道堵塞；叶轮磨损严重，间隙增大；密封间隙过大，内部泄漏严重；电机转速不足。

处理： 检查清理管路；测量叶轮与机壳间隙，超标则调整或修复；检查密封状况；核查电源频率和电机状况。

轴承温度高：

原因： 润滑油量不足或油质恶化；冷却器效果差；轴承安装不当或损坏；振动过大导致温升。

处理： 补充或更换润滑油；清理冷却器；检查轴承游隙和安装状态；消除振动源。

3.3 定期大修要点

风机运行一定时间（如2-3年）或累计运行一定小时后，应进行计划性大修。

解体检查： 将风机完全解体，对所有部件进行清洗和全面检查。

叶轮检修：

清理： 彻底清除叶轮表面的积灰和结垢。

无损检测： 对叶片、轮盘、轮盖进行磁粉或超声波探伤，检查有无裂纹、疲劳损伤。

磨损修复： 测量叶片厚度。对磨损减薄部位进行堆焊修复，恢复原有型线。磨损严重的叶片端部可进行切割后补焊新钢板。

动平衡： 修复后的叶轮必须在动平衡机上进行精确校正，平衡精度等级需达到G6.3或更高。

机壳与衬板检查： 检查机壳有无变形，耐磨衬板磨损情况。磨损深度超过原厚度1/2至2/3时应予更换。更换衬板时应注意焊接工艺，防止变形。

轴承与密封更换： 大修时通常强制更换所有轴承和密封件。安装新轴承需采用热装法（油浴加热），严禁直接敲击。密封间隙严格按图纸要求调整。

对中复查： 风机回装后，必须重新精确调整风机与电机轴的对中情况。对中不良是引起振动和轴承损坏的主要原因之一。

结论

SJ4700-1.029/0.889型烧结风机作为50平方米烧结生产线的关键设备，其性能直接关乎生产效益。通过深入理解其型号含义、性能参数（特别是流量、压力、密度、功率之间的耦合关系），熟悉其核心配件的结构与功能，并建立起一套科学、规范的日常维护与计划检修体系，可以有效保障风机的长期、稳定、高效运行，降低故障停机时间，节约能源消耗，从而为烧结生产的顺行和成本控制奠定坚实基础。作为一名风机技术人员，不断深化对设备“知其然，更知其所以然”的认知，是职责所在，也是价值体现。

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