烧结风机性能深度解析：以SJ3500-1.033/0.903型烧结主抽风机为例

作者：王军（139-7298-9387）

关键词：烧结风机、SJ3500-1.033/0.903、性能解析、风机配件、风机修理、烧结主抽风机

引言

在钢铁冶炼的烧结工艺中，烧结风机，通常被称为“主抽风机”，是整个烧结系统的“心脏”。它负责为烧结料的燃烧提供必需的助燃空气，并强制通过料层，将烧结过程中产生的高温、高粉尘、具腐蚀性的烟气抽走，最终经由烟囱排入大气处理系统。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与环保指标。作为一名深耕风机技术多年的工程师，我深知对风机性能的透彻理解以及对设备维护的精准把控的重要性。本文将以一台典型的36平方米烧结机配套的SJ3500-1.033/0.903型烧结风机为例，系统性地解析其基础知识、性能参数、核心配件及常见修理方案。

一、 烧结风机基础知识与型号释义

烧结风机不同于普通通风机，它工作在极端恶劣的工况下：输送的介质是含有大量粉尘颗粒、二氧化硫等腐蚀性气体且温度高达150℃甚至更高的烧结烟气。这就要求风机必须具备极高的耐磨性、耐腐蚀性和耐高温性能。通常，烧结风机采用离心式、双支撑结构，叶片形式多为后向或径向，以平衡效率与耐磨性。

对于型号SJ3500-1.033/0.903，我们可以进行如下解读：

SJ： 通常代表“烧结”专用风机。

3500： 表示风机在进口状态下的容积流量，单位为立方米每分钟（m³/min）。这意味着该风机每分钟需要输送3500立方米的烧结烟气。

1.033/0.903： 这是一组压力参数。通常，分子代表出口压力（绝对压力），分母代表进口压力（绝对压力）。结合您提供的数据：出风口压力101.33Kpa（约1.033公斤力/平方厘米，绝对压力），进风口压力88.58Kpa（约0.903公斤力/平方厘米，绝对压力）。因此，风机的实际压升或全压为：出风口压力减去进风口压力，即101.33 - 88.58 = 12.75 Kpa。这个压头用于克服烧结料层的阻力、管道系统的摩擦阻力等。

二、 SJ3500-1.033/0.903风机性能参数解析

您提供的参数表完整描述风机在设计工况下的运行状态。我们来逐一分析其背后的工程意义：

输送介质与密度（0.739 kg/m³）： 这是性能计算的基础。标准状态下空气密度为1.293 kg/m³，而此处介质密度仅为0.739 kg/m³，主要原因在于进口烟气温度高达150℃。根据气体状态方程，温度升高，气体体积膨胀，密度显著下降。这意味着在相同的容积流量下，风机所输送的烟气质量远低于常温空气。这也是烧结风机体积庞大、功率高的原因之一—它需要推动“更轻”但“体积更大”的气体达到所需的压力。

流量与压力（进风口流量3500 m³/min，压升12.75 Kpa）： 这两者是风机选型的核心。3500 m³/min的流量与36m²烧结机的面积相匹配，确保了烧结过程有足够的风量通过料层，保证烧结速度和质量。12.75 Kpa的压升则代表了风机具备足够的“力气”来克服系统总阻力。这个阻力主要包括烧结台车料层的阻力（约占70%-80%），以及除尘器、管道、烟囱等部件的阻力。

轴功率与效率（轴功率973 KW）： 轴功率是指风机主轴从电机上实际获得的功率。它可以通过理论公式进行估算：轴功率约等于 （流量 × 全压） / （风机效率 × 机械传动效率 × 1000）。其中流量单位为立方米每秒，全压单位为帕斯卡。

将参数代入：流量 = 3500 / 60 ≈ 58.33 m³/s，全压 = 12750 Pa。

假设风机效率为80%，机械传动效率为98%（联轴器直联），则估算轴功率 = （58.33 × 12750） / （0.8 × 0.98 × 1000） ≈ 948 KW。这个结果与提供的973KW非常接近，验证了参数的合理性，也表明该风机在设计工况下运行效率较高。

主轴转速（1480 r/min）： 这是风机转子的工作转速，由电机的极对数（4极电机同步转速为1500 r/min，异步后约为1480 r/min）决定。转速直接影响风机的压头和流量，其关系遵循风机相似定律：流量与转速成正比，压头与转速的平方成正比，轴功率与转速的三次方成正比。因此，转速的微小变化会引起功率的巨大波动，这也是为什么变频调速是风机节能的重要手段。

配套电机（YR5004-4, 1250 KW, 6/10 KV）：电机功率1250KW大于风机轴功率973KW，预留了约28%的富裕量（即安全系数）。这是必要的，因为：

工况波动： 烧结料层阻力会随原料成分、水分、厚度变化而波动。

设备老化： 风机长期运行后，叶轮磨损间隙增大，效率下降，功耗会增加。

启动需求： 电机需要足够的扭矩来克服转子的巨大转动惯量。

YR系列为绕线式异步电机，通常配液力耦合器或变频器启动，可以实现平稳软启动，减少对电网的冲击。高压（6/10KV）电机则减少了输电线路的电流，降低了线损。

三、 风机核心配件说明

一台烧结风机主要由转子组件、静子组件、支撑与传动组件、润滑与密封系统组成。

转子组件（核心运动部件）：

主轴： 通常采用高强度合金钢（如35CrMo）锻造而成，经过调质处理，保证其在高速旋转下的强度和刚度。它需要精确的动平衡校正。

叶轮： 是风机的“心脏”，也是磨损最严重的部件。SJ3500这类风机的叶轮通常采用焊接结构，叶片材质为耐磨钢板（如NM360、NM400）或堆焊耐磨层（如碳化钨）。叶片型线设计对风机效率和耐磨性至关重要。后向叶片效率高，但耐磨性稍差；径向叶片强度好，更耐磨。

轮毂： 用于连接主轴和叶轮，传递扭矩。

静子组件（核心静止部件）：

机壳： 承受风压和扭力，通常由钢板焊接而成，内壁会敷设耐磨衬板，尤其在蜗舌和气流冲击区域。机壳设计需保证气流平稳过渡，减少涡流损失。

进风口： 通常为收敛型结构，引导气体均匀进入叶轮，其型线对风机性能有显著影响。

轴承箱与轴承： 采用强制润滑的滑动轴承（如五油叶轴承）或滚动轴承（双列调心滚子轴承），以承受巨大的径向载荷和轻微的轴向载荷。轴承温度监测是日常点检的关键。

密封装置： 包括轴端密封（如迷宫密封、碳环密封）和壳体密封，防止烟气泄漏和润滑油污染。

辅助系统：

润滑系统： 大型风机必有高压顶轴油泵和低压循环油站。启动前，高压油泵将主轴顶起，形成油膜；运行时，低压油站持续为轴承提供润滑和冷却。

监测系统： 包括轴承温度传感器、轴振动传感器、键相探头等，实时监控风机运行状态，是预知维修的基础。

四、 风机常见故障与修理方案

烧结风机的修理主要围绕磨损、振动、润滑失效等问题展开。

叶轮磨损与修复： 这是最常见的修理项目。

现象： 风机电流升高但风量风压不足，振动加剧。

检查： 停机后进入机壳，检查叶片工作面、进口圈及叶片根部的磨损情况。通常叶片头部磨损最为严重。

修理方案：

局部补焊： 对于磨损深度不深（如＜5mm）的区域，可用耐磨焊条（如D667）进行堆焊修复。补焊需对称、分段进行，防止热变形。

贴板加固： 在磨损预期严重的叶片头部和工作面，预先焊接耐磨衬板（如高铬铸铁板），磨损后只需更换衬板即可。

叶轮更换： 当叶片磨损超过原厚度1/3，或出现裂纹、严重变形时，必须更换整个叶轮。新叶轮必须进行静平衡和动平衡校正，平衡精度等级通常要求达到G2.5级。

振动超标：

原因： ① 转子不平衡（叶轮磨损不均、粘灰结垢）；② 对中不良（电机与风机中心线偏差）；③ 轴承损坏；④ 地脚螺栓松动；⑤ 基础松动。

处理流程： 首先检查基础和地脚螺栓。然后进行对中校正，要求径向和端面偏差均在0.05mm以内。若振动依旧，则重点检查轴承间隙和转子平衡。停机后，必须彻底清理叶轮上的积灰，并进行现场动平衡校正。这是消除振动最有效的方法。

轴承温度高：

原因： ① 润滑油问题（油质劣化、油位过低、油路堵塞）；② 冷却器效果差；③ 轴承安装间隙不当（过紧或过松）；④ 轴承本身损坏。

处理： 定期化验润滑油品质，清洗油滤网和冷却器。检查轴承时，需测量其游隙，确保符合标准。安装新轴承需采用热装法，避免直接敲击。

主轴磨损与弯曲：

主轴磨损常发生在与轴承配合的轴颈处或密封处，可采用镀铬、热喷涂（如电弧喷涂）后磨削修复。

主轴弯曲需在车床或专用支架上用于分表测量。直线度超标（如＞0.05mm）需进行压力矫直或热点矫直，矫直后需进行消除应力处理。

修理后的试车至关重要：应遵循“点动-短时运行-连续运行”的步骤，密切监控电流、振动、温度等参数，确保一切正常后方可投入正式运行。

五、 结语

SJ3500-1.033/0.903型烧结风机作为36平方米烧结机的核心动力设备，其性能的稳定直接关乎生产效益。通过深入理解其型号含义、性能参数间的内在联系，我们可以更精准地选型、操作和维护它。而对核心配件的熟悉以及对常见故障修理方案的掌握，则是保障风机长周期、安全、高效运行的关键。作为一名风机技术人员，我们不仅要会“修”，更要懂“理”，从原理出发，结合实践经验，才能做到防患于未然，真正管好、用好这台钢铁烧结线上的“巨肺”。希望本文的分享能为同行提供一些有益的参考。

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