烧结专用风机SJ3800-1.033/0.8084技术解析:从型号解读到配件与修理
作者:王军(139-7298-9387)
关键词:烧结风机、SJ3800、风机型号、风机配件、风机维修、叶轮、轴承、动平衡
引言
在钢铁冶炼的庞大工艺流程中,烧结是至关重要的一环。它通过高温烧结将铁矿粉、熔剂、燃料等混合物变成具有足够强度和粒度的烧结矿,为高炉冶炼提供优质的原料。而在这个“造块”过程中,烧结风机如同整个烧结系统的心脏,为烧结料层提供持续、稳定、高压力的助燃空气,其性能直接决定了烧结矿的产量、质量以及能耗指标。作为一名长期奋战在风机技术一线的工程师,我深知透彻理解风机基础知识对于设备选型、稳定运行和高效维护的意义。本文将以我司典型的烧结专用风机SJ3800-1.033/0.8084为例,深入剖析其型号含义、核心配件构成以及关键维修要点,希望能为同行提供有价值的参考。
第一章:风机型号SJ3800-1.033/0.8084的深度解读
风机型号是一台风机身份的“身份证”,浓缩了其最关键的性能参数。正确理解型号,是进行一切技术讨论的基础。参照您提供的范例“SJ7500-1.039/0.8758”,我们对SJ3800-1.033/0.8084进行逐项拆解。
“SJ”部分:风机系列与应用领域
含义解读: “SJ”是“烧结”二字汉语拼音的首字母缩写。这明确标识了该风机属于烧结专用风机系列。
技术背景: 烧结工艺对风机有特殊要求。它需要风机在高粉尘、高温度、强腐蚀的恶劣工况下,能长期、连续、稳定地运行。因此,SJ系列风机从设计之初,就在气动性能、结构材料、密封方式、耐磨措施等方面进行了针对性优化,与通用离心风机有显著区别。其核心任务是克服烧结料层的巨大阻力,将足量的空气压入料层,确保烧结过程充分、均匀地进行。
“3800”部分:风机的核心性能—流量
含义解读: “3800”表示该风机在特定设计工况下的容积流量为每分钟3800立方米。这是一个极其关键的参数,它直接决定了烧结机的生产能力。流量不足,会导致烧结速度慢,产量低下,甚至出现生料(未烧结完全的料);流量过大,则可能吹散料层,浪费能源,并加剧风机磨损。
技术背景: 这个流量值是在标准状态(通常是进口状态)下的测量值。风机的实际运行流量会随着管网阻力(即烧结料层阻力)的变化而波动,遵循风机与管网的性能匹配曲线。选择3800立方米每分钟这个量级,通常是匹配特定面积(如180-220平方米)的烧结机。
“1.033”部分:风机的“推力”—出口压力
含义解读: “1.033”表示该风机的出口绝对压力为1.033个标准大气压。在工程上,我们更常使用“表压”或“静压”的概念。已知1个标准大气压约等于101.325
kPa,那么该风机的出口表压约为 (1.033 - 1) * 101.325 ≈ 3.35
kPa。这个压力是风机用以克服烧结系统总阻力的“动力源”。
技术背景: 烧结料层的阻力非常大,是系统阻力的主要构成部分。风机必须提供足够的全压(静压加动压)来克服从进风口到出风口的所有阻力,包括进气管道损失、料层阻力、烧结台车篦条阻力、除尘器阻力、烟道阻力等。1.033个大气压的出口绝对压力,表明了该风机具备应对高阻力工况的能力。
“/0.8084”部分:系统的“起点”—进口压力
含义解读: “0.8084”表示该风机进口处的绝对压力为0.8084个标准大气压。换算成表压约为
(0.8084 - 1) * 101.325 ≈ -19.4 kPa,即约为-19.4千帕的负压(真空度)。
技术背景: 烧结主抽风机通常安装在除尘系统之后,整个烧结料层、风箱、大烟道等处于负压状态。风机从这一负压环境中吸气,然后压缩至正压排出。进口压力值反映了风机进口前系统的真空度水平。这个参数对于计算风机的实际压缩比和功率至关重要。风机的全压实际上就是出口压力与进口压力之差(换算成相同单位后)。
综合理解型号: 综上所述,SJ3800-1.033/0.8084这台风机,是一台专为烧结工艺设计的、每分钟能输送3800立方米空气、能够从-19.4
kPa的负压环境中吸气并将其压缩至+3.35 kPa正压后排出的高压头离心式风机。它的设计点(额定工况)是针对一个阻力特性特定的烧结系统。
第二章:烧结风机核心配件解析及其功能
一台高性能的烧结风机是由众多精密配件协同工作的结果。了解这些配件的结构、材料和功能,是进行维护和修理的前提。以下是SJ3800型号机的几个核心部件:
转子总成(核心做功部件)
叶轮: 这是风机的“心脏”,是将机械能转化为气体压力能和动能的核心部件。SJ3800这类高压风机的叶轮多采用后向式叶片设计,效率高,性能曲线稳定。由于烧结烟气中含有大量硬质粉尘,叶轮的耐磨性是首要考量。通常采用高强度低合金钢(如Q345R)或耐磨钢(如NM360/NM400)制作,并在叶片进口、轮盘和盖板易磨损部位堆焊或粘贴碳化钨硬质合金耐磨层,极大延长使用寿命。叶轮的制造精度和动平衡等级直接关系到风机的振动和噪音水平。
主轴: 主轴承载叶轮的全部扭矩和弯矩,要求极高的强度、刚度和疲劳韧性。材料通常选用优质碳素结构钢(如45钢)或合金结构钢(如42CrMo),并经过调质处理以获得良好的综合机械性能。轴颈(与轴承配合处)的表面粗糙度和尺寸精度要求极高。
联轴器: 用于连接风机主轴和电机轴,传递巨大的扭矩。大型烧结风机普遍采用膜片式联轴器,它能补偿两轴间少量的径向、角向和轴向偏差,并具有免维护、长寿命的优点。
轴承总成(关键支撑部件)
烧结风机转速高、载荷重,轴承是其生命线。通常采用滑动轴承(流体动压轴承),因为它具有承载能力大、阻尼性能好、运行平稳、寿命长的优点。
径向轴承: 支撑转子重量和径向力,多为剖分式椭圆瓦或可倾瓦轴承,能形成稳定的油膜,抑制油膜振荡。
推力轴承: 承受转子剩余的轴向推力,防止转子发生轴向窜动。通常与径向轴承集成在一起,采用金斯伯雷型或米切尔型结构。
润滑系统: 为轴承提供连续、洁净、足量、温度适宜的润滑油。包括主辅油泵、油箱、冷却器、过滤器、安全阀、盘车装置等。润滑油不仅是润滑剂,也是冷却剂和清洁剂。润滑系统的可靠性是风机安全运行的基石。
机壳与密封系统(结构与防护部件)
机壳: 也称为蜗壳,作用是收集从叶轮出来的气体,并将其动能部分转化为静压,最后引导至出口。机壳通常由钢板焊接而成,内部也敷设耐磨衬板以抵抗气流冲刷。机壳设计需保证气流通道光滑过渡,减少涡流损失。
密封系统: 其核心任务是防止气体泄漏和外界灰尘进入。
轴端密封: 在主轴穿出机壳的位置,常用迷宫密封(碳环密封)或浮环密封,通过一系列节流间隙来极大降低高压气体的泄漏。
***气封系统***: 对于正压较大的风机,会引入一股压力稍高的清洁空气(如经过过滤的空气)到密封腔,形成“气帘”,有效阻止含尘烟气向外泄漏或腐蚀性气体进入轴承箱,这称为氮气密封或压缩空气密封。
进排气系统与调节装置
进口风门/导叶调节器: 安装在风机进口,用于调节风机的流量和压力,以适应烧结料层阻力的变化。通过改变进口预旋角度来改变风机性能曲线,比出口节流调节更节能。
消音器: 安装在进、出口管道上,用于降低风机运行时产生的强大空气动力性噪声,满足环保要求。
第三章:烧结风机常见故障与修理技术解析
风机在长期运行中,不可避免地会出现各种问题。及时的诊断和科学的修理是保障生产的关键。
振动超标—最常见且最危险的故障
原因分析:
转子不平衡: 这是最主要的原因。叶轮磨损不均匀(特别是局部耐磨层脱落)、表面积灰结垢不均匀,都会导致质量中心偏离旋转中心,产生巨大的离心力,引起振动。
对中不良: 风机与电机联轴器对中精度超差,会产生附加的力和力矩,导致轴承损坏和振动。
轴承损坏: 轴承巴氏合金层磨损、脱落、刮伤,或油膜失稳,都会引起振动。
基础松动或部件松动: 地脚螺栓松动、轴承座螺栓松动等。
临界转速: 运行转速接近或等于转子的固有频率,引起共振。
修理与对策:
动平衡校正: 这是解决不平衡振动的根本方法。必须在专用的动平衡机上或使用现场动平衡仪进行。修理时,需彻底清理叶轮积灰,检查耐磨层完好性,然后通过去重法(如砂轮打磨) 或加重法(如焊接平衡块) 使残余不平衡量达到标准(如G2.5级)要求。这是检修中的核心精密工序。
精密对中: 使用激光对中仪,在冷态和热态(考虑热膨胀)两种状态下进行精确对中,确保公差在允许范围内。
轴承检查与更换: 解体检查轴承接触痕迹、间隙,必要时进行刮研或更换。保证润滑油清洁度是预防轴承损坏的关键。
性能下降—风量、风压不足
原因分析:
叶轮磨损: 叶片头部、工作面被粉尘磨薄、磨短,叶轮与进气口的间隙因磨损而增大,导致风机做功效率显著下降。
密封间隙过大: 迷宫密封齿或碳环磨损,导致内泄漏严重,高压气体回流到低压区,有效输出减少。
滤网或管道堵塞: 进口滤网脏堵或系统管道积灰严重,增加了系统阻力。
修理与对策:
叶轮修复或更换: 对于磨损叶轮,可采用堆焊耐磨焊条后进行机加工修复型线。当磨损量超过原厚度1/3或修复成本过高时,应考虑更换新叶轮。
调整或更换密封件: 严格按照图纸要求,调整或更换迷宫密封片、碳环,恢复设计间隙。
系统清理: 定期清理进口滤网和管道积灰。
轴承温度过高
原因分析:
润滑问题: 油量不足、油质劣化(进水、杂质)、油温过高(冷却器失效)。
轴承本身问题: 轴承间隙过小、接触不良、刮伤、疲劳剥落。
安装问题: 预紧力过大、对中不良。
修理与对策:
检查润滑系统: 确保油泵工作正常,油路畅通,冷却器换热效果好,定期化验油质。
检查轴承: 测量轴承间隙,检查接触斑点和损伤情况。
保证安装质量: 严格按照规程安装和调整轴承。
异响
原因分析: 轴承损坏(清晰的金属撞击声或摩擦声)、转子与静止件摩擦(刺耳的刮擦声)、喘振(周期性低沉轰鸣声)。
修理与对策: 立即停机检查。针对喘振,需检查运行点是否落入喘振区,并通过调整进口导叶或打开旁通阀使工况点移回稳定区。
大修流程概要:
一次完整的大修应包括:停机、隔离、断电→拆除连接管路和联轴器→吊开上机壳→吊出转子总成→全面清洗、检查、测量各部件→根据检查结果制定修理方案(叶轮修复/动平衡、轴承更换/刮研、密封调整、主轴探伤等)→按序组装→精确对中→单机试车(检查振动、温度、噪音)→联动试车。
结论
烧结专用风机SJ3800-1.033/0.8084是现代大型烧结生产线不可或缺的关键设备。从其型号的精准解读,到对叶轮、轴承、密封等核心配件的深入理解,再到对振动、性能下降等典型故障的维修实践,构成了一个完整的技术体系。作为风机技术人员,我们不仅要能“治病”,更要懂得“养生”—即通过规范的日常点检、状态监测和预防性维护,及早发现隐患,将问题消灭在萌芽状态,从而最大限度地保障风机的安全、稳定、高效运行,为钢铁企业的降本增效和稳定生产贡献我们的专业力量。希望本文的分享能对各位同行有所启发和帮助。
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