烧结风机性能深度解析：以SJ3250-1.02I/0.881型烧结主抽风机为例

作者：王军（139-7298-9387）

关键词：烧结风机、SJ3250、风机性能、风机配件、风机维修、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”。它负责为烧结料层的燃烧提供必需的气流，并将高温、高粉尘、具有腐蚀性的烧结烟气强制抽过烧结台车，最终排入除尘和脱硫系统。其性能的优劣直接关系到烧结矿的产量、质量、能耗以及环保指标的达标。作为一名深耕风机技术多年的工程师，我将以一款在32平方米烧结机上广泛应用的典型机型——SJ3250-1.02I/0.881为例，系统性地解析烧结风机的基础知识、性能参数、核心配件及维修要点，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

烧结风机属于高能耗、高可靠要求的大型工业设备，其工作环境极其恶劣。输送的介质是烧结烟气，其主要特点包括：

高温： 通常持续在120-180℃之间，峰值可能更高。

高粉尘： 尽管经过重力除尘器预处理，烟气中仍含有大量细颗粒粉尘，磨蚀性极强。

腐蚀性： 烟气中含有硫氧化物、氮氧化物及水蒸气，易形成酸性冷凝液，对风机流道造成腐蚀。

波动性： 烧结过程是周期性的，风机的工况点会随着料层透气性的变化而波动。

因此，烧结风机在设计、材料和制造工艺上都必须针对这些苛刻条件进行特殊考量。

型号SJ3250-1.02I/0.881的解读：

SJ： 通常代表“烧结”专用风机。

3250： 指风机在标准进气状态下的进口容积流量，单位为立方米每分钟（m³/min）。这是风机选型的核心参数之一，直接对应烧结机的规模（本例中为32m²烧结机）。

1.02I/0.881： 这部分通常与压力相关。其中，“I”可能代表进口状态或某种设计系列代号。结合提供的参数，我们可以理解其含义：进风口绝对压力为1.02个大气压（约103.4kPa绝对压力），换算成表压约为（103.4 - 101.325）≈ 2.075kPa，但这与提供的86.43kPa有较大出入。更合理的解释是，1.02和0.881是风机进口和出口的气体密度比或压力比的简化表示。实际上，我们需要关注的是性能参数表中的具体值。

二、 SJ3250-1.02I/0.881风机性能参数解析

性能参数是风机的“身份证”，精确理解每一项是进行设备选型、运行管理和故障诊断的基础。

输送介质与密度（0.783 kg/m³）：
这是风机设计和性能计算的基石。气体的密度并非固定不变，它受到温度、压力和成分的显著影响。给定的0.783 kg/m³是风机进口工况下的实际密度。它远低于标准空气密度（1.293 kg/m³），主要是因为进口温度高达140℃。根据气体状态方程，温度升高，气体体积膨胀，密度下降。风机在此密度下产生的压力和处理的气体体积，是风机实际做功能力的体现。

流量（3250 m³/min）与压力（进86.43 kPa， 出100.16 kPa）：

流量： 指单位时间内通过风机进口的气体体积。这个值决定了能为烧结过程提供多少风量，是保障烧结矿产量和质量的关键。3250 m³/min的流量与32m²烧结机的需求相匹配。

压力： 风机的作用是提高气体的压力，以克服烧结料层、除尘器、烟道等系统的阻力。这里给出的进、出口压力均为表压（即相对于大气压力的值）。

风机全压（Total Pressure）= 出口全压 - 进口全压。在工程计算中，由于进口和出口的动压差相对于静压差较小，有时会近似用静压差代表风机克服系统阻力的能力。但精确计算应为全压差。风机提供的有效压力用于克服从进口到出口的全部阻力。

轴功率（1003 kW）与效率：

轴功率： 指风机主轴从电机实际接收的功率，即风机做功所消耗的功率。1003kW是一个巨大的能耗值，体现了风机在系统中的核心能耗地位。

风机效率： 这是衡量风机能量转换性能的重要指标。效率（η）可以通过以下公式估算：
风机有效功率 = （流量 × 风机全压） / （60 × 1000） （单位：kW，流量-m³/min， 全压-Pa）
风机效率（η） = 风机有效功率 / 风机轴功率 × 100%
将参数代入（需注意单位统一，将kPa转换为Pa：全压差 ≈ (100.16 - 86.43) × 1000 = 13730 Pa），可估算出该风机的运行效率。高效率意味着更低的运行成本和更好的节能效果。

主轴转速（1480 r/min）：
转速直接影响风机的流量、压力和功率。风机遵循相似定律：流量与转速成正比，压力与转速的平方成正比，轴功率与转速的三次方成正比。因此，通过调速（如采用变频器）是调节风机工况、实现节能的有效手段。

配套电机（YR5004-4, 1250 kW, 6/10 kV）：

功率匹配： 电机功率（1250kW）大于风机轴功率（1003kW），预留了约25%的富裕量（安全系数）。这是为了应对可能的工况波动、电网电压波动、设备老化导致的功率上升以及启动时的巨大惯性。

电机型号： YR系列为绕线式异步电动机，通常启动转矩大，启动电流相对较小，适合风机这类大惯量负载的启动。

高电压（6/10kV）： 大功率电机采用高压供电，可以显著减小输电线路的电流，降低线损和电缆成本。

三、 烧结风机核心配件解析

烧结风机的可靠性很大程度上取决于其核心配件的材质、制造工艺和装配质量。

叶轮（转子）： 风机的心脏，也是最易磨损的部件。

材质： 必须兼具高强度、高耐磨性和一定的耐腐蚀性。通常采用高强度低合金钢（如Q345R）或耐磨钢板（如NM360、NM400），并在叶片易磨损部位堆焊耐磨层（如碳化钨）。对于更恶劣的工况，会采用复合钢板或整体不锈钢（如2205双相不锈钢）制造。

结构： 一般为焊接结构，多为后向或径向叶片，以保证较高的效率和压力。动平衡精度要求极高，必须达到G6.3或更高等级，以确保高速运转下的平稳性。

主轴： 传递扭矩的核心部件。

材质： 通常采用优质碳素结构钢（如45钢）或合金结构钢（如42CrMo），经过调质处理以获得高强度和良好的韧性。

要求： 具有极高的尺寸精度、形位公差和表面光洁度。与轴承配合处的轴颈需进行表面淬火，以提高耐磨性。

轴承箱与轴承：

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载荷和一定的轴向载荷，并具备一定的调心能力，补偿安装误差。润滑至关重要，通常采用稀油站进行强制循环润滑，确保散热和清洁。

轴承箱： 作为轴承的支座，其刚性、对中性和密封性直接影响轴承寿命。良好的密封能防止粉尘进入和润滑油泄漏。

机壳： 承受内部压力并引导气流。

材质： 通常采用普通碳钢（如Q235B）制作，但内壁受气流冲刷和粉尘磨损严重的部位需加装耐磨衬板（如Mn16耐磨钢衬板）或进行耐磨堆焊。

设计： 多为蜗壳形，保证气流平稳导出，减少涡流损失。机壳上设有人孔门，便于内部检查和维修。

密封系统：

轴端密封： 防止烟气外泄和外界空气吸入。常用迷宫密封、碳环密封或填料密封的组合形式，有时会引入少量高压清洁空气（气封）来进一步增强密封效果。

四、 烧结风机的修理与维护要点

烧结风机的维修应以预防为主，计划检修与状态维修相结合。

日常巡检与监测：

振动监测： 安装在线振动监测系统，实时监控轴承和叶轮的振动值。振动异常增大是叶轮磨损、动平衡破坏、轴承损坏或基础松动的最直接征兆。

温度监测： 密切关注轴承温度、润滑油温。温度异常升高预示着润滑不良或部件磨损。

声音监听： 定期用听音棒监听轴承和机壳内部声音，异常的撞击声或摩擦声往往是内部故障的信号。

定期检修内容：

小修（每月或每季度）： 主要包括检查并紧固连接螺栓，清理外部积灰，检查润滑油质并补充或更换，检查密封状况。

中修（每年或按运行小时）： 除了小修内容，还需打开机壳人孔门，检查叶轮磨损情况，测量叶片磨损厚度。检查耐磨衬板的磨损情况。清洗润滑油路，检查轴承间隙。对叶轮进行清灰和动平衡校验（可在现场或离线进行）。

大修（数年或根据状态决定）： 这是全面恢复风机性能的修理。包括将整个转子（叶轮+主轴）吊出，送至专业车间进行：

叶轮修复： 对磨损严重的叶片进行更换或堆焊修复，修复后必须进行精确的静平衡和动平衡校正，平衡精度要达到IS G2.5级或更高。

轴承更换： 更换全部轴承，并检查轴承座和轴的配合尺寸。

主轴探伤： 对主轴进行磁粉或超声波探伤，检查是否存在疲劳裂纹。

机壳修复： 更换或修复磨损的耐磨衬板。

对中校正： 大修回装后，必须严格校正电机与风机、风机与管网之间的对中。

常见故障与处理：

振动超标： 最常见故障。原因包括叶轮积灰或磨损不均导致动平衡失效、轴承损坏、地脚螺栓松动、基础变形、联轴器对中不良等。处理方法是停机检查，清除积灰、重新进行动平衡、更换轴承、紧固螺栓、重新对中。

轴承温度高： 原因可能是润滑油不足或变质、冷却系统故障、轴承安装不当或损坏、负载过大等。需检查油位、油质、冷却水，必要时更换轴承。

风量风压不足： 原因可能是叶轮磨损严重间隙增大、转速未达额定值、进口滤网或管道堵塞、系统漏风严重等。需检查系统阻力、转速、密封性，并评估叶轮状态。

结语

SJ3250-1.02I/0.881型烧结风机作为32平方米烧结机的关键设备，其稳定高效运行是保障烧结生产线顺行的基石。深入理解其性能参数背后的工程意义，熟悉其核心配件的特性，并建立科学、系统的预防性维修体系，是每一位风机技术人员的重要职责。通过精细化的管理和维护，我们不仅能延长设备寿命，降低故障停机时间，更能为实现烧结工序的节能降耗、提质增效做出直接贡献。风机技术永无止境，需要我们不断学习、实践与交流。

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