烧结风机性能深度解析：以SJ4000-1.033/0.921型烧结主抽风机为例

作者：王军（139-7298-9387）

关键词：烧结风机、SJ4000-1.033/0.921、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”，扮演着“心脏”般的核心角色。它负责在整个烧结料床上形成足够的负压，引导高温烧结烟气通过风箱、大烟道等系统，最终经过除尘脱硫后排放。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。本人王军，长期深耕于风机技术领域，现以一台典型的烧结专用风机——SJ4000-1.033/0.921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

烧结风机是一种高负压、大风量、耐高温的离心式通风机。其工作环境极其恶劣，输送的介质是含有大量粉尘、腐蚀性气体（如SO₂、NOx）且温度高达150℃甚至更高的烧结烟气。这就要求风机必须具备优异的耐磨、耐腐蚀和耐热性能。

首先，我们来解读型号“SJ4000-1.033/0.921”的含义：

SJ： 通常代表“烧结”专用。

4000： 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）。这意味着该风机每分钟能输送4000立方米的烧结烟气。

1.033/0.921： 这是一组压力参数，单位是“公斤力每平方厘米”（kgf/cm²）或工程大气压（at）。换算成国际标准单位千帕（kPa）更为常用。其中：

1.033（约合101.31 kPa）代表风机的出口绝对压力。

0.921（约合90.258 kPa）代表风机的进口绝对压力。

风机真正用于克服系统阻力的有效压力是全压，其计算公式为：风机全压等于出口全压减去进口全压。因此，该风机的全压约为 (101.31 - 90.258) = 11.052 kPa。这个全压值是其能够为烧结系统提供抽力的关键指标。

二、 SJ4000-1.033/0.921风机性能参数解析

结合您提供的完整参数，我们对该风机的性能进行深入分析：

流量与压力（系统匹配核心）：

进口流量 4000 m³/min： 这个巨大的风量是与40m²烧结机相匹配的。烧结机的面积决定了所需的风量，风量不足会导致烧结过程不透彻，产量和质量下降；风量过大则会造成能源浪费。此参数是风机选型的首要依据。

进口压力 90.258 kPa（绝对压力）： 此值远低于大气压（约101.3 kPa），表明风机进口处是高负压状态。这个负压是由风机抽吸产生的，是烧结料层得以透气的动力源。

出口压力 101.31 kPa（绝对压力）： 此值略高于大气压，意味着烟气经过风机增压后，能够克服后续除尘、脱硫系统及烟囱的阻力，实现达标排放。

全压 约11.052 kPa： 如前所述，这是风机的有效做功压力。它必须精确匹配从烧结台车到烟囱顶端的所有管路和设备的总阻力。

介质特性与温度影响：

输送介质密度 0.764 kg/m³： 这是一个非常关键但常被忽视的参数。标准状态下空气密度约为1.2 kg/m³。该风机介质密度低的原因是高温。根据气体状态方程，温度升高，气体体积膨胀，密度降低。给定的进口温度150℃正是导致密度下降的主因。风机的轴功率与介质密度成正比，因此在计算实际功耗时，必须使用实际工况密度而非标准空气密度。

耐高温设计： 150℃的持续高温对风机结构，特别是轴承的冷却系统、转子的热膨胀控制以及机壳的隔热提出了严格要求。

功率与效率（经济性指标）：

轴功率 1080 KW： 这是风机主轴实际消耗的功率，是风机本身性能的体现。计算公式可简化为：轴功率等于（流量乘以全压）再除以（风机效率乘以机械传动效率）。其中流量和全压需采用国际单位制（m³/s和Pa）。

配套电动机功率 1250 KW： 电机功率（1250KW）必须大于风机轴功率（1080KW），这之间的余量（约15%）称为“安全系数”或“富裕量”。此举是为了应对工况波动（如料层阻力瞬时增大）、电网电压波动以及为风机启动时的大惯性提供足够的启动力矩。电动机型号Yl5004-4为6~10kV高压电机，符合大功率设备的用电规范。

转速与结构：

主轴转速 1480 r/min： 这是典型的4极电机驱动下的转速。较高的转速有助于风机获得较高的压头，但也对转子的动平衡精度、轴承寿命和临界转速（避免共振）提出了更高要求。

三、 风机核心配件功能与选材要求

一台高性能的烧结风机离不开每一个高质量配件的支撑。其主要配件包括：

转子总成（核心做功部件）：

主轴： 采用高强度合金钢（如40CrNiMoA）锻造而成，经过调质处理，保证其在重载、高温下的强度和刚度。轴颈处表面淬火，以提高耐磨性。

叶轮： 是风机的心脏，直接承受介质的磨损和腐蚀。通常采用耐磨钢（如NM360、NM400）或堆焊耐磨层（如碳化钨）制造。叶片型线设计直接影响风机效率和性能曲线。叶轮必须经过严格的静平衡和动平衡校正，确保平稳运行。

轮毂： 连接主轴和叶轮，传递扭矩，材质要求与主轴类似。

机壳与进风口：

机壳： 通常由钢板焊接而成，内部铺设耐磨衬板，尤其在蜗舌和易冲刷部位，衬板需可更换。机壳设计需保证气流平稳过渡，减少涡流损失。

进风口： 通常为锥形收敛结构，引导气流均匀地进入叶轮。其型线与叶轮前盘的配合至关重要，直接影响风机效率。

轴承箱与润滑系统：

轴承： 采用重型双列向心球面滚子轴承，能同时承受巨大的径向力和一定的轴向力。轴承游隙的选择需考虑热膨胀的影响。

润滑系统： 大功率风机必须配备强制循环润滑油站。油站负责对轴承进行润滑和冷却，通常带有油泵、冷却器、过滤器和温度、压力监控仪表，是保证轴承长寿命的关键。

密封系统：

包括轴端密封和级间密封。目的是防止烟气中的粉尘进入轴承箱，同时减少机壳内高压气向低压区的泄漏。常用迷宫密封、碳环密封或气封相结合的形式。

底座与联轴器：

底座： 厚重的钢结构底座，确保风机与电机对中的稳定性，减少振动。

联轴器： 连接风机和电机，传递扭矩。常用膜片联轴器，能补偿一定的轴向、径向和角向偏差，且无需润滑。

四、 风机常见故障与修理维护要点

烧结风机的修理维护应以预防为主，计划检修与状态监测相结合。

日常巡检与监测：

振动监测： 安装在线振动监测系统是预测故障最有效的手段。振动值异常增大，往往预示着转子不平衡（如叶片磨损、积灰）、对中不良、轴承损坏或基础松动。

温度监测： 重点监测轴承温度。温度升高可能是润滑不良、冷却失效或轴承磨损的前兆。

声音监听： 定期用听音棒监听轴承箱和机壳内部声音，异常噪音可能来自轴承、叶片或内部松动件。

常见故障与修理方法：

叶轮磨损： 这是最常见的故障。修理方法包括：

局部补焊： 对磨损沟槽进行堆焊，然后打磨光滑。需采用与母材相匹配的耐磨焊条，并控制焊接热输入，防止变形。

更换叶片或耐磨衬板： 当磨损超过极限时，更换部分或全部叶片。

整体更换叶轮： 当叶轮整体磨损严重或出现裂纹时，必须返厂或现场进行整体更换。新叶轮上车前必须进行动平衡校正。

轴承损坏：

一旦监测到振动和温度异常，并经分析确认为轴承问题，应立即停机更换。更换时需使用专用工具，确保安装到位，游隙合适。同时彻底清洗轴承箱和油路，更换润滑油。

振动超标：

原因排查： 首先检查对中情况，重新进行对中校正。其次，检查地脚螺栓是否松动。若排除以上问题，则很可能是转子不平衡，需抽出转子进行清理（清灰）和动平衡校正。

在线动平衡： 在某些情况下，可在不解体风机的情况下，在现场进行在线动平衡，快速有效地降低振动。

密封失效：

表现为轴承箱进灰或润滑油泄漏。需停机更换密封件。升级密封形式（如改用更先进的气封）是提高可靠性的有效途径。

大修流程简介：
风机运行一定周期后（如3-5年），应进行计划性大修。流程包括：停机断电隔离→拆除相连管路和联轴器→吊开上机壳→吊出转子总成→全面检查、测量各部件尺寸（如轴弯曲度、叶轮口环间隙、轴承游隙）→根据检查结果制定修复方案（如更换轴承、修复叶轮、喷涂耐磨涂层）→回装→精确对中→单机试车→联动试车。

结语

SJ4000-1.033/0.921型烧结风机是40m²烧结生产线的心脏设备，其性能的优劣直接关乎生产效益。深入理解其性能参数背后的工程意义，熟知其核心配件的结构与选材，并掌握科学的维护与修理技术，是保障其长期、稳定、高效运行的根本。作为一名风机技术人，我们应不断积累经验，从被动维修转向主动预防和精准维修，为钢铁企业的降本增效和安全生产贡献自己的力量。

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