烧结专用风机SJ4000-1.033/0.913基础知识解析
作者:王军(139-7298-9387)
关键词:烧结风机,SJ4000,风机型号,风机配件,风机修理,工作原理,维护保养
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,它通过对铁矿粉、熔剂、燃料等原料进行高温烧结,制备成具有良好冶金性能的烧结矿,为高炉炼铁提供优质原料。而在这个高温、高粉尘的烧结过程中,烧结主抽风机,即我们通常所说的烧结专用风机,扮演着“心脏”般的核心角色。它负责为整个烧结系统提供稳定、足量的气流,克服烧结料层的阻力,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。
本文旨在结合笔者在风机技术领域多年的实践经验,以一款典型的烧结专用风机型号SJ4000-1.033/0.913为例,系统性地解析其型号含义、核心配件构成以及日常维护与修理的关键要点,希望能为同行技术人员提供一份有价值的参考。
第一章:烧结专用风机的工作原理与系统作用
在深入解析具体型号之前,我们有必要先理解烧结风机在烧结系统中的基本作用和工作原理。
1.1 烧结工艺简述
烧结过程通常在带式烧结机上进行。混合均匀的烧结料由布料器平铺在烧结台车上,经点火炉点燃后,在台车下方向上的抽风作用下,燃烧带自上而下移动。空气穿过料层,为燃料燃烧提供氧气,同时将燃烧产生的高温热量传递至下层物料,使其发生一系列物理化学反应,最终凝结成块状烧结矿。
1.2 风机的作用
烧结风机就安装在这个通风系统的末端。它的核心作用是:
形成负压: 风机入口连接大烟道,通过风机的强力抽吸,在烧结料层上方形成所需的负压(即低于大气压的压力)。
克服阻力: 风机产生的压力用于克服空气流经点火炉、烧结料层、密封装置、风箱、大烟道、除尘器及降噪设备等整个系统所产生的总阻力。
提供风量: 为烧结过程的燃料燃烧提供充足的气体流量(风量),保证烧结反应充分、均匀。
可以毫不夸张地说,烧结风机的稳定运行是烧结生产线稳定、高效、低耗运行的基石。
1.3 工作原理
烧结风机属于离心式风机。其基本工作原理是:电机通过联轴器驱动风机主轴以及安装在主轴上的叶轮高速旋转。叶轮上的叶片驱使机壳内的气体随之旋转,气体在离心力的作用下被甩向叶轮边缘,速度和压力同时增加。这部分高速气流进入截面积逐渐扩大的蜗形机壳后,大部分动能转化为静压能,最终以较高的压力从出风口排出。与此同时,叶轮中心区域因气体被甩出而形成低压区,外界空气在大气压的作用下被源源不断地吸入,从而形成连续的气流输送。
第二章:风机型号SJ4000-1.033/0.913的深度解析
参照行业惯例及给定示例,我们可以对SJ4000-1.033/0.913这一型号进行逐项解读,这相当于风机的“身份证”,包含了其最关键的性能参数。
2.1 “SJ”系列标识
“SJ”是“烧结”二字汉语拼音的首字母缩写,明确标识了该风机是为烧结工艺特殊工况设计和制造的专用风机。与通用风机相比,烧结专用风机在结构强度、耐磨处理、抗振性能、效率曲线等方面都进行了优化,以适应烧结系统高粉尘、负压抽吸、负荷波动等苛刻条件。
2.2 流量参数“4000”
“4000”表示该风机在额定工况下的容积流量为每分钟4000立方米。这是风机最重要的参数之一,直接决定了其能为多大面积的烧结台车、多高的烧结速度提供足够的风量。流量不足会导致烧结过程缺氧,烧结速度慢,烧结矿强度差;流量过大则可能造成能源浪费,甚至吹散料层。选择与烧结机规模匹配的流量是风机选型的首要任务。
2.3 压力参数“1.033”与“0.913”
这是型号中最能体现烧结风机工作特性的部分。
“1.033”:表示风机出口处的绝对压力为1.033个标准大气压。通常,一个标准大气压约为101.325
kPa。因此,1.033个大气压意味着出口压力略高于环境大气压。风机出口压力主要用于克服烟气排放系统(如烟囱)的阻力。
“0.913”:表示风机进口处的绝对压力为0.913个大气压。这个数值远低于大气压,是典型的负压或真空状态。这个负压正是用于克服前述从烧结料层到风机入口之间整个系统的阻力。
关键概念:风机全压
风机真正的“做功”能力,并非由进口或出口的绝对压力单独决定,而是由两者之差,即风机全压来衡量的。风机全压等于风机出口全压与进口全压之差。
根据型号参数,我们可以进行概念性计算:
风机全压 ≈ 出口绝对压力 -
进口绝对压力 = 1.033 atm - 0.913 atm = 0.120 atm。
将单位转换为常用的帕斯卡(Pa):0.120 atm ×
101325 Pa/atm ≈ 12159 Pa。
这意味着,SJ4000-1.033/0.913这款风机在输送每分钟4000立方米空气时,能够产生约12.2
kPa的压力升,用以克服系统总阻力。
2.4 型号背后的工程意义
综合来看,SJ4000-1.033/0.913描述了一台为中大型烧结机配套的强力抽风机。它每分钟能抽取4000立方米的烟气,并在系统阻力导致入口压力降至0.913个大气压(即真空度约为-0.087
atm或-8.8 kPa)的工况下,仍能保证出口有足够的压力将烟气排出。其设计点对应了较高的系统阻力,表明其配套的烧结系统可能包含了多级除尘、脱硫等复杂的环保设施。
第三章:烧结风机核心配件解析
一台烧结风机是由众多精密配件组合而成的复杂系统。了解主要配件的功能、材质和常见问题,是进行维护和修理的基础。以下以SJ4000型号机为例,对其核心部件进行说明。
3.1 叶轮
叶轮是风机的“心脏”,是能量转换的核心部件。
功能与结构: 叶轮通过高速旋转对气体做功,将机械能转化为气体的动能和压力能。烧结风机叶轮通常采用后向或径向叶片,以兼顾效率和压力特性。结构上多为焊接结构,由轮盘、叶片、轮盖等部分组成。
材质与工艺: 由于烧结烟气中含有大量硬质粉尘颗粒,叶轮面临严重的磨损问题。因此,叶轮材质多选用高强度、高韧性的低合金高强度结构钢,如Q345B或更优的材质。在叶片进口边缘、轮盖易磨损部位,必须进行耐磨堆焊或粘贴耐磨陶瓷片处理,这是延长叶轮寿命的关键工艺。
常见问题: 磨损、动平衡破坏、裂纹、疲劳损伤。叶轮磨损会导致效率下降、振动加剧;动平衡破坏是风机振动超标的主要原因。
3.2 主轴与轴承系统
主轴与轴承系统是风机的“骨骼与关节”,承担着传递扭矩和支撑旋转部件的重任。
主轴: 通常采用优质碳素结构钢或合金结构钢(如45号钢、42CrMo)锻造而成,经过调质处理以获得良好的综合机械性能。其设计必须具有足够的强度和刚度,以承受扭矩、弯矩和临界转速的考验。
轴承箱与轴承: 烧结风机普遍采用滑动轴承(又称轴瓦),因其承载能力强、阻尼性能好、适于高速重载工况。轴承箱内设有润滑系统,强制供给润滑油,起到润滑、冷却和清洁的作用。润滑油的质量、油温和油压是监控重点。
常见问题: 主轴磨损、弯曲、裂纹;轴瓦巴氏合金层磨损、脱落、烧瓦;油封泄漏;润滑油乳化、变质。
3.3 机壳
机壳是风机的“躯干”,引导气流并实现动能向压能的转换。
功能与结构: 机壳通常采用蜗壳形设计,由钢板焊接而成,内部设有隔舌。它收集从叶轮甩出的气体,并使其平稳减速增压。为便于检修,机壳常做成水平剖分或上下剖分式。
材质与防护: 机壳同样面临磨损,尤其是在靠近叶轮出口的蜗壳区域和隔舌部位。这些区域会铺设耐磨衬板,磨损后可更换。
常见问题: 磨损、腐蚀、开裂、密封泄漏。
3.4 转子组件
转子是一个动态平衡的旋转总成,主要包括主轴、叶轮、联轴器、平衡盘(如有)等所有随轴旋转的零件。转子在制造和维修后,必须在动平衡机上进行精确的动平衡校正,将不平衡量控制在标准(如G2.5级)以内,以确保风机平稳运行。
3.5 密封装置
密封用于防止气体从风机内部泄漏到外部,或防止外部空气被吸入负压区。主要密封部位包括:
3.6 润滑系统
对于大型风机,独立的强制润滑系统必不可少。它包括主辅油泵、油箱、冷却器、过滤器、安全阀、仪表及管路。其作用是连续、洁净、足量地向轴承提供温度适宜的润滑油。
3.7 监测与控制系统
现代烧结风机配备了完善的在线监测系统(IMS),实时监测振动、温度、压力等关键参数。
振动监测: 在轴承座安装振动传感器,监测振动速度或位移值,超标报警甚至联锁停机。
温度监测: 监测轴承温度、润滑油温,防止过热损坏。
压力监测: 监测润滑油压、进口烟气压力等。
第四章:烧结风机的修理与维护实践
烧结风机长期在恶劣工况下运行,磨损、腐蚀、疲劳是其主要失效形式。科学合理的维护与及时的修理是保障其长周期安全运行的关键。
4.1 日常维护与点检
这是预防性维护的基础,旨在及时发现潜在问题。
运行参数记录: 每小时记录电流、电压、风量、风压、轴承温度、振动值、油位油温油压等,观察其变化趋势。
听、摸、看、闻:
听: 用听音棒监听轴承、齿轮(如有)内部声音,判断是否有异常撞击、摩擦声。
摸: 手摸轴承箱外壳,感觉温度是否异常(需注意安全)。
看: 观察有无泄漏(油、水、气)、螺栓松动、部件开裂、油漆变色(预示过热)等现象。
闻: 闻有无绝缘烧焦或油品过热产生的异味。
定期工作: 定期取样化验润滑油品质,定期清洗或更换润滑油滤芯,定期检查紧固地脚螺栓和联轴器螺栓。
4.2 常见故障分析与处理
故障一:振动超标
这是风机最常见的故障。
原因分析:
转子不平衡: 叶轮磨损不均匀、粘灰、防磨层脱落、零部件松动。
对中不良: 风机与电机联轴器对中精度超差。
轴承损坏: 磨损、间隙过大、疲劳点蚀。
基础松动或刚性不足。
喘振: 风机在小流量区不稳定运行现象。
处理措施:
停机检查,清除叶轮积灰。
若磨损不均,需进行现场动平衡或拆下叶轮进行修复和动平衡校正。
重新精确对中。
更换损坏的轴承。
加固基础。
操作上避免在小风门开度下长期运行,防止喘振。
故障二:轴承温度过高
原因分析:
润滑不良: 油量不足、油质差、油路堵塞、油冷却器效果差。
轴承本身问题: 安装不当、间隙过小、损坏。
对中不良或振动大导致附加载荷增大。
处理措施:
检查油位、油压,化验油品,清洗滤网和冷却器。
检查轴承装配情况,必要时更换。
复查对中情况,消除振动源。
故障三:风量风压不足
原因分析:
系统阻力增加: 除尘器堵塞、烟道积灰、风门开度不足。
风机性能下降: 叶轮磨损严重,间隙增大(特别是叶轮与进气口之间的径向间隙),效率降低。
转速降低: 电网频率或电压波动。
处理措施:
清理系统管路,检查风门。
检查叶轮磨损情况,修复或更换叶轮,调整间隙。
检查电机及供电系统。
4.3 大修流程与关键技术
当风机运行时间达到规定周期或出现严重性能衰退时,需进行计划性大修。
停机隔离与准备: 办理工作票,切断电源,隔离介质,做好安全措施。准备工具、备件、技术资料。
解体检查: 按顺序拆卸联轴器罩、联轴器、进气箱、机壳上盖、转子等。对每个部件进行清洗、宏观检查和无损探伤(如磁粉、超声波)。
核心部件修复:
叶轮修复: 是大修的重中之重。检查磨损量、裂纹。对磨损部位进行补焊(需采用与母材匹配的焊材和严格的焊接工艺以防止变形和裂纹),然后上车床加工恢复型线,最后必须在高精度动平衡机上校正动平衡。
主轴修复: 检查直线度、轴颈磨损。轻微磨损可磨削后配刮轴瓦,弯曲需校直,裂纹则需更换。
轴承与密封更换: 更换全部轴瓦和密封件。
机壳修复: 检查耐磨衬板,更换已磨损的衬板。
回装与调整:
间隙调整: 严格按图纸要求调整叶轮与进气口间的径向间隙和轴向间隙,这对风机效率至关重要。
对中找正: 使用百分表或激光对中仪,精细调整风机与电机的同轴度。
单机试车与验收: 修复完成后,先手动盘车确认无卡涩,然后点动试转向,最后空载试运行。监测振动、温度等参数至稳定且合格后,方可投入带负荷运行。
结论
烧结专用风机SJ4000-1.033/0.913作为烧结生产线的心脏设备,其稳定高效运行是保障生产顺行的关键。通过深入理解其型号参数所代表的工程意义,熟练掌握其核心配件的结构、材质与失效模式,并建立起一套科学、规范的日常维护、故障诊断与大修管理体系,我们能够最大限度地延长风机寿命,降低故障率,减少非计划停机,从而为企业创造更大的经济效益。
作为一名风机技术人员,不断学习风机技术的新发展,如高效叶轮设计、状态监测与预测性维护技术、新型耐磨材料的应用等,并将其与实践经验相结合,是我们永恒的课题。希望本文能起到抛砖引玉的作用,与广大同行共同交流进步,为我国钢铁工业的节能降耗和高质量发展贡献一份力量。
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