烧结风机性能深度解析：以SJ27000-1.042/0.884型烧结主抽风机为例

作者：王军（139-7298-9387）

关键词：烧结风机、SJ27000-1.042/0.884、性能解析、风机配件、风机维修、烧结工艺

引言

在钢铁冶炼的庞大体系中，烧结工序是连接原料准备与高炉炼铁的关键一环。它通过高温烧结将粉状铁矿石、燃料、熔剂等混合料制成具有足够强度和粒度的烧结矿，为高炉提供优质炉料。而在这个“造块”过程中，烧结风机，特别是主抽风机，扮演着如同“心脏”般的核心角色。它负责在整个烧结料层上形成足够的负压，引导高温烟气穿透料层，完成点火、燃烧、传热、物理化学反应等一系列复杂工艺。风机性能的优劣直接关系到烧结矿的产量、质量以及整个工序的能耗。

本人作为一名长期从事风机技术工作的工程师，旨在通过本文，系统性地阐述烧结风机的基础知识，并以一款在200-300平方米烧结机上广泛应用的典型型号——SJ27000-1.042/0.884 型烧结风机为例，深入解析其性能参数、核心配件构成以及日常维护与修理要点，希望能为同行及相关从业人员提供有价值的参考。

一、 烧结风机基础知识概述

烧结风机，通常指烧结主抽风机，是一种高负压、大流量的离心式通风机。其工作环境极其恶劣，输送的介质是高温、高粉尘、且具有一定腐蚀性的烧结烟气。这决定了烧结风机在结构、材料、性能上具有鲜明的特点。

工作原理： 基于离心力原理。电机驱动风机主轴及叶轮高速旋转，叶轮内的气体在离心力作用下被甩向叶轮外缘，经蜗壳收集、增压后从出风口排出。与此同时，叶轮中心区域形成负压，不断吸入新的气体，从而实现连续输送气流的目的。

性能特点：

高负压： 为了克服厚料层的阻力，烧结风机需要提供很高的负压（静压），通常达到数千至数万帕斯卡。

大流量： 为保证烧结过程的充分进行，需要巨大的风量来带走烟气，流量单位常以每分钟数万立方米计。

耐高温： 处理的烟气温度通常在100-150℃甚至更高，要求风机转子、壳体等部件具备良好的热态稳定性和抗热变形能力。

耐磨耐腐蚀： 烟气中含有大量硬质粉尘颗粒和酸性气体，对通流部件（如叶片、蜗壳）的耐磨性和耐腐蚀性提出极高要求。

二、 SJ27000-1.042/0.884型号机性能深度解析

型号是风机性能的浓缩体现。根据您提供的解释，我们可以对该型号进行详细的拆解分析：

SJ： 代表“烧结”专用风机。

27000： 代表风机在标准状态下的进口容积流量为27000立方米/分钟。这是一个极其庞大的风量，充分体现了其为大型烧结机配套的能力。换算成每秒流量为450立方米，意味着每秒钟要抽走相当于一个标准游泳池近十分之一体积的气体。

1.042/0.884： 这两个数值分别代表风机进口绝对压力（1.042 bar）和出口绝对压力（0.884 bar）。这里需要特别注意单位换算和物理意义。

进口绝对压力 1.042 bar = 104.2 kPa。已知大气压约为101.325 kPa，因此风机进口处的静压（负压）为 101.325 kPa - 104.2 kPa = -2.875 kPa？这显然与提供的“进风口压力86.7KPa”不符。这里存在一个关键概念：在风机领域，型号中的压力参数有时采用绝对压力，而性能表或合同中更常用相对压力（表压）。根据您提供的“进风口压力86.7KPa”（通常指负压的绝对值，即真空度）和“出风口压力101.19Kpa”（通常指表压，高于大气压），我们可以重新校核：

更合理的解释是，1.042 和 0.884 的单位是 “公斤力/平方厘米（kgf/cm²）”，这是一个工程上曾常用的单位。1 kgf/cm² ≈ 98.0665 kPa。

因此，进口绝对压力 = 1.042 * 98.0665 ≈ 102.18 kPa。大气压按101.3 kPa计，则进口真空度 ≈ 101.3 - 102.18 = -0.88 kPa？这仍然对不上。实际上，型号中的压力值可能是一个缩略或特定标注。我们应以您提供的详细性能参数为准进行性能分析。

基于您提供的精确参数进行性能解析：

流量与压力：

进口流量：27000 m³/min。这是风机设计的核心参数，直接对应200-300m²烧结机所需的风量。风机的所有通流部件尺寸（如叶轮直径、进出口口径）都以此为基础设计。

进口压力：86.7 kPa（真空度）。这个数值代表风机进口处形成的强大负压，是克服从烧结台车料层到除尘器等一系列系统阻力的源泉。

出口压力：101.19 kPa（表压）。这是烟气经过风机增压后，能够克服后续脱硫、脱硝等环保设施及烟囱阻力所需的压力。

风机全压（Total Pressure）： 风机全压 = 出口全压 - 进口全压。在进出口气体密度变化不大时，可近似为：风机全压 ≈ 出口静压 - 进口静压。进口静压为 -86.7 kPa（表压），出口静压为 +101.19 kPa（表压）。因此，风机全压 ≈ 101.19 - (-86.7) = 187.89 kPa。这是一个非常高的压头，体现了风机强大的做功能力。

介质特性与密度修正：

介质密度：0.74 kg/m³。这是性能分析中至关重要的一环。风机性能曲线通常是在标准空气密度（1.2 kg/m³）下绘制的。实际介质密度不同，风机的实际性能（尤其是压力和功率）会发生变化。

密度对压力的影响： 风机产生的压力与介质密度成正比。因此，在密度为0.74 kg/m³的烧结烟气中，风机产生的实际压力要低于在标准空气中的压力。性能曲线需要进行密度修正。

密度对功率的影响： 风机轴功率与介质密度成正比。这是计算电机功率的基础。

功率与效率：

轴功率（Shaft Power）：9530 kW。这是风机主轴从电机上实际获得的功率，是风机本身消耗的功率。其计算公式为：轴功率 = （流量 × 全压）/ （风机全压效率 × 机械传动效率）。

配套电动机功率：10000 kW。电机功率必须大于风机轴功率，以留有一定的安全裕量（余量），应对工况波动、电网波动等。10000 kW的电机匹配9530 kW的轴功率，余量约为5%，设计合理。

风机效率估算： 我们可以通过反推来估算风机效率。假设机械传动效率为98%（采用高效齿轮箱或直联），则：风机全压效率 ≈ （流量 × 全压） / （轴功率 × 机械效率）。先将流量单位统一：27000 m³/min = 450 m³/s。全压 187.89 kPa = 187890 Pa。

理论功率 = (450 m³/s * 187890 Pa) / 1000 = 84640.5 kW。这是理论上的气体功率。

则风机全压效率 ≈ 84640.5 kW / (9530 kW / 0.98) ≈ 84640.5 / 9724.5 ≈ 87%。这是一个相当高的效率值，表明该风机气动设计优秀，符合现代高效节能风机的要求。

转速与配套：

主轴转速：960 r/min。高转速是实现高风压的关键。这个转速通常由电机通过增速齿轮箱达到，或采用极数较少的高速电机直联。

配套电动机：TD-6, 10000 kW, 6/10 kV。TD系列通常是大型同步电动机，功率因数高，运行稳定，适合驱动此类大功率设备。电压等级6kV或10KV是大型工业设备的标准电压。

三、 风机核心配件说明

一台烧结风机如同一个精密的系统，由数百个零部件构成。以下是其核心配件：

转子总成（核心部件）：

主轴： 采用高强度合金钢锻造而成，经过精密加工和热处理，具有极高的扭转强度和临界转速，确保在高速重载下稳定运行。

叶轮： 风机的心脏。通常为焊接结构，采用高强度、耐热、耐磨的合金钢（如Q345R、15MnV等），叶片头部和易磨损部位常堆焊或粘贴硬质合金（如碳化钨）以增强耐磨性。叶轮必须经过严格的动平衡校正，精度等级要求极高（如G2.5级），以消除振动。

轴承箱： 采用强制润滑的滑动轴承（如五油叶轴承、可倾瓦轴承），这种轴承承载能力强、阻尼性好、运行平稳。轴承温度监测是运行监控的重点。

壳体与密封：

蜗壳： 收集从叶轮出来的气体并将其动能转化为静压。由厚钢板焊接而成，内壁铺设耐磨衬板，以延长使用寿命。

进风口： 通常为锥形收敛结构，引导气体平稳进入叶轮，其型线对风机效率有重要影响。

密封： 主要包括轴端密封（如迷宫密封、碳环密封）和级间密封，防止烟气泄漏和外部空气吸入，保证风机效率和环境安全。

润滑系统：

独立的稀油站，为轴承提供持续、洁净、冷却后的润滑油。系统包括主辅油泵、油冷却器、油过滤器、安全阀、油箱及复杂的仪表控制系统（压力、温度、流量监测）。是风机的“血液循环系统”。

监测与控制系统：

振动探头： 实时监测轴承座的振动值，是判断转子平衡状态和机械故障的首要指标。

温度传感器： 监测轴承温度、润滑油温、电机绕组温度等。

PLC/DCS： 集成所有信号，实现风机的连锁保护（如油压过低停机、振动过高停机）、远程启停和调速控制（若配备液力耦合器或变频器）。

四、 风机常见故障与修理要点

烧结风机长期在恶劣工况下运行，定期检修和及时修理是保障其长周期安全稳定运行的关键。

日常维护与监测：

核心： 密切关注振动、温度、润滑油质的变化趋势。建立设备档案，进行状态监测和预知性维修。

常见故障与修理：

叶轮磨损与修复（最常见）：

现象： 风机电流下降，风量风压不足，振动可能增大。

原因： 烟气中粉尘的冲蚀磨损，特别是叶片进口端、工作面及轮盘根部。

修理：

小修： 在线堆焊。对局部磨损区域进行补焊，使用耐磨焊条（如D667）。

大修： 离线修复。将叶轮拆下，彻底清理检查。对磨损严重的叶片可采用“贴板”或“换叶片”法。修复后必须重新进行动平衡校正，这是修理成败的关键。

转子不平衡导致振动超标：

原因： 叶轮不均匀磨损、积灰、腐蚀或修复后平衡精度未达标。

修理： 停机后，在现场或送回制造厂进行动平衡校正。现场动平衡技术是高效解决振动问题的重要手段。

轴承损坏：

现象： 轴承温度急剧升高，振动频谱出现特定频率特征。

原因： 润滑不良、安装不当、疲劳剥落。

修理： 更换新轴承。安装时严格控制轴承间隙（顶隙、侧隙），保证润滑管路畅通。

主轴弯曲或裂纹：

原因： 热应力不均、重大冲击（如进入异物）、材料缺陷。

修理： 发现裂纹必须立即更换。轻微弯曲可尝试现场校正或机加工修复，严重弯曲需更换新轴。此为大修项目。

基础松动或连接件松动：

现象： 整体振动大，尤其在基础部位感觉明显。

修理： 检查地脚螺栓、轴承座连接螺栓是否松动，基础有无裂纹。必要时进行基础二次灌浆。

大修流程简述：

停机、隔离、断电。

拆除相连管道、联轴器、仪表线。

吊开轴承箱上盖，检测轴承间隙。

吊出转子总成，放置于专用支架上。

全面检查： 叶片磨损量、主轴直线度、轴承磨损情况、壳体衬板磨损情况。

制定修复方案： 确定是修复还是更换损坏部件。

执行修复： 叶轮修复、主轴处理、更换轴承等。

清洗、组装： 严格按照装配工艺要求进行。

校正动平衡。

回装、对中： 转子与电机的对中非常关键，直接影响运行振动。

单机试车： 逐步升速，监测振动、温度等参数至正常。

结语

SJ27000-1.042/0.884型烧结风机作为大型烧结生产线的心脏设备，其技术复杂度和重要性不言而喻。深入理解其性能参数背后的物理意义，熟悉其核心配件的结构与功能，掌握科学的维护与修理方法，是保障钢铁企业稳定生产、降本增效的基石。作为风机技术人员，我们应不断学习新知，积累实践经验，从日常的点检监测做起，防患于未然，确保这台“钢铁巨肺”能够持久、高效、平稳地运行，为企业的安全生产保驾护航。

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