烧结风机性能：SJ1800-1.053/0.943风机深度解析

作者：王军（139-7298-9387）

关键词：烧结风机、SJ1800-1.053/0.943、风机结构、故障诊断、维修技术、性能参数

引言

作为钢铁生产烧结工艺系统中的核心设备，烧结风机发挥着不可替代的作用。我作为一名从事风机技术工作多年的工程师，深知烧结风机在烧结生产中的重要地位。烧结风机负责为烧结机提供稳定、连续的气流，使烧结料层能够充分燃烧，保证烧结矿的质量和产量。在长期的工作实践中，我积累了丰富的烧结风机选型、维护和故障处理经验，今天特别以SJ1800-1.053/0.943型烧结风机为例，系统地介绍烧结风机的基础知识、结构特点、配件功能以及维修技术，希望能为同行提供有价值的参考。

烧结风机的工作环境极为恶劣，长期处于高温、高粉尘、腐蚀性气体的工况下，这对风机的设计、制造和运行维护提出了极高要求。SJ系列烧结专用风机正是针对这些特殊工况而研发的产品，具有高效、稳定、耐用的特点。通过深入了解其工作原理和技术特性，可以有效提高风机的运行效率，延长使用寿命，降低故障率，为烧结生产线的稳定运行提供有力保障。

一、烧结风机基础知识

1.1 烧结风机的工作原理

烧结风机属于离心式风机的一种，其工作原理是基于离心力的作用。当电机通过轴带动叶轮旋转时，叶片间的气体在离心力作用下被甩向叶轮外缘，经蜗壳形机壳的导向，从出口排出。与此同时，叶轮中心部位形成负压，外部气体在大气压作用下被不断吸入，从而实现连续的气体输送。

在烧结工艺中，风机的作用是为烧结过程提供所需的氧气，并保证烧结带具有适当的透气性。风机产生的气流穿过烧结料层，使燃料燃烧，产生足够的热量将矿粉烧结成块。这一过程要求风机能够提供稳定且具有一定压力的气流，以克服料层阻力，确保烧结反应的充分进行。

风机性能与烧结工艺参数密切相关，风量大小直接影响烧结速度，风压高低关系到料层厚度选择，而风机效率则决定着烧结工序的能耗水平。因此，深入了解风机工作原理对于优化烧结工艺参数、提高烧结效率具有重要意义。

1.2 烧结风机在烧结工艺中的作用

烧结风机是烧结生产的"心脏"设备，其主要作用体现在以下几个方面：

首先，为烧结过程提供充足的氧气。烧结是通过燃料燃烧产生高温使矿粉结块的工艺过程，燃料燃烧需要大量氧气，这些氧气完全依靠烧结风机提供的空气。风机风量不足会导致燃烧不充分，烧结矿强度降低，返矿率增加。

其次，维持烧结料层的透气性。适当的气流速度可以保持料层具有良好的透气性，确保烧结过程自上而下均匀进行。风压不足会导致气流无法穿透料层，形成"夹生"现象，影响烧结矿质量。

第三，排除烧结过程中产生的废气。烧结过程会产生大量含有粉尘、SO2、NOx等有害成分的废气，风机产生的气流能够将这些废气及时排出，并通过除尘、脱硫等环保设备处理后排放，满足环保要求。

第四，影响烧结能耗指标。风机是烧结工序中能耗最大的设备，约占整个烧结工序电耗的50%-70%。风机效率的高低直接关系到烧结生产成本，高效节能的风机可以显著降低烧结矿的生产成本。

1.3 烧结风机的特殊要求

由于烧结工艺的特殊性，烧结风机与普通风机相比有着显著不同的技术要求：

耐高温特性：烧结风机处理的烟气温度通常在100-150℃之间，瞬时温度可能更高，这就要求风机及其配件必须能够承受较高的工作温度而不发生变形或性能下降。

耐磨性能：烟气中含有大量硬质粉尘颗粒，这些颗粒会随着高速气流对风机叶片、壳体等部件造成严重磨损，因此烧结风机需要采用特殊的耐磨材料和防护措施。

防腐蚀能力：烧结烟气中含有SO2、HCl等腐蚀性气体，在特定温度条件下会形成酸露，对风机部件造成腐蚀。风机需要选用耐腐蚀材料或采取防腐涂层。

稳定可靠性：烧结生产线通常连续运行，停机损失巨大，因此要求风机具有极高的可靠性和稳定性，能够长期连续运行而不发生故障。

高效节能：由于风机功率巨大，微小的效率提升也能带来显著的节能效果，因此烧结风机对效率要求极高，通常要求全压效率不低于85%。

二、SJ1800-1.053/0.943型号解析

2.1 型号命名规则详解

SJ1800-1.053/0.943这一型号包含了该风机的主要性能参数，其命名规则遵循我国烧结风机的统一标准。根据行业规范，我们可以将其分解为以下几个部分：

"SJ"是"烧结"二字汉语拼音的首字母缩写，明确表示这是专门为烧结工艺设计的专用风机，与通用风机区别开来。烧结专用风机在设计上充分考虑了烧结工艺的特殊要求，如耐高温、耐磨损、防腐蚀等特性。

"1800"表示该风机的额定流量为每分钟1800立方米，这是风机在标准工况下的设计输送能力。流量是风机选型的关键参数之一，直接关系到烧结机的生产能力。对于1800立方米/分钟的流量，适合中型烧结机的配套使用，能够满足年产200-300万吨烧结矿的生产需求。

"1.053"表示风机出口处的气体压力为1.053个大气压（绝对压力），相当于约0.053公斤力/平方厘米的表压。出口压力是风机克服系统阻力、保证气流穿透料层的关键参数，直接影响到烧结料层的厚度选择和烧结速度。

"0.943"表示风机进口处的气体压力为0.943个大气压（绝对压力），相当于约-0.057公斤力/平方厘米的负压。进口负压的形成是由于烧结料层对气流的阻力造成的，合理的进口负压可以保证烧结过程的稳定进行。

2.2 性能参数分析

SJ1800-1.053/0.943风机的性能参数决定了其在烧结系统中的适用性和运行特性。除了型号中直接体现的流量和压力参数外，还有一系列重要性能指标：

风机全压：风机全压等于出口全压与进口全压之差，对于SJ1800-1.053/0.943而言，全压约为0.11个大气压（约11kPa）。这一参数反映了风机克服系统阻力的总能力，是风机选型中最为关键的参数之一。

轴功率：根据风机的流量、全压和效率可以计算出风机的轴功率。假设风机全压效率为85%，则SJ1800-1.053/0.943的轴功率约为388千瓦。轴功率是风机设计、电机选型和能源消耗计算的基础。

效率：烧结风机的效率通常指全压效率，包括水力效率、容积效率和机械效率三部分的乘积。高效风机的全压效率可达到85%以上，这对于降低烧结工序能耗具有重要意义。

转速：风机的转速与叶轮直径、全压要求等因素有关，通常烧结风机的转速在1000-1500转/分钟之间。转速的选择直接影响风机的性能、振动和噪声水平。

比转速：比转速是风机相似设计的重要准则，反映了风机的流量-压力特性。烧结风机通常具有中低的比转速，以适应高压力、中等流量的工况要求。

2.3 适用工况与系统匹配

SJ1800-1.053/0.943风机适用于中型烧结机的配套使用，其性能参数与200-300平方米烧结面积的烧结机相匹配。在实际应用中，需要根据具体的工艺条件和系统阻力进行精确选型和调整。

烧结面积与风量匹配：一般来说，每平方米烧结面积需要的风量约为6-9立方米/分钟，根据这一比例，SJ1800-1.053/0.943风机适合配套200-300平方米的烧结机。风量过小会导致烧结速度慢，产量低；风量过大会增加能耗，且可能影响烧结质量。

系统阻力与风压匹配：烧结系统总阻力包括烧结台车料层阻力、点火炉阻力、除尘器阻力、管道阻力等。SJ1800-1.053/0.943风机的设计全压为约11kPa，能够克服中等阻力烧结系统的压力损失。当料层厚度增加或系统堵塞时，阻力会增加，可能导致风机工况点偏移，效率下降。

温度适应性：SJ1800-1.053/0.943风机设计适用于进口烟气温度100-150℃的工况，短时最高可承受200℃的温度。当烟气温度超过设计范围时，会引起风机性能变化和材料强度下降，需要在系统设计中考虑降温措施。

三、烧结风机主要配件解析

3.1 叶轮结构与材料

叶轮是风机的核心部件，其设计和制造质量直接决定风机的性能和可靠性。SJ1800-1.053/0.943风机的叶轮采用后向叶片设计，这种设计虽然最高效率略低于前向叶片，但效率曲线较为平坦，有利于在工况波动时保持高效运行。

叶片型线经过精确的空气动力学计算和优化，采用机翼型或圆弧板型设计，以减少气流分离和涡流损失。叶片安装角经过精心设计，既保证了风机的压力特性，又避免了气流冲击产生的噪声和振动。

叶轮材料选择是保证风机长期稳定运行的关键。SJ1800-1.053/0.943的叶轮通常采用高强度低合金钢如Q345或风机专用钢FG20制作，这些材料具有良好的强度、韧性和焊接性能。对于磨损严重的部位，如叶片前缘和出口边，会采用耐磨钢板NM360/NM400进行加强，或者堆焊耐磨焊条如D707、D802等，提高耐磨寿命。

叶轮制造工艺包括下料、成型、焊接、热处理和动平衡等多个环节。焊接采用CO2气体保护焊或埋弧焊，保证焊缝质量和强度。热处理包括消除应力退火和调质处理，以稳定组织、消除内应力。最后进行精确的动平衡校正，平衡等级通常要求达到G2.5级，确保叶轮在高速旋转时的平稳性。

3.2 壳体设计与密封

风机壳体主要包括进气箱、蜗壳和扩压器三部分，其设计直接影响风机的效率和噪声水平。

进气箱设计为收敛型流道，使气流平稳加速并均匀进入叶轮。进气箱内通常设置导流板，消除气流预旋，保证进气条件符合设计状态。进气箱与叶轮的间隙对风机性能有重要影响，间隙过大会增加泄漏损失，降低效率；间隙过小则可能引起动静部件摩擦。

蜗壳是收集从叶轮流出气体并将其动能转化为压力能的关键部件。SJ1800-1.053/0.943采用等宽度矩形截面蜗壳，蜗壳型线采用对数螺旋线设计，以减少气流损失和噪声。蜗壳舌部形状和间隙经过优化，既保证了高效又避免了气流脉动。

扩压器位于蜗壳出口，通过逐渐扩大流道面积，进一步将气体动能转化为静压，提高风机静压效率。扩压器的扩张角一般控制在8-12度之间，过大的扩张角会引起气流分离，增加损失。

风机密封主要包括轴端密封和壳体密封两部分。轴端密封多采用迷宫密封或填料密封，防止气体沿轴泄漏。壳体密封采用橡胶密封条或密封胶，保证各部件连接处的气密性。良好的密封不仅提高风机效率，还能防止外部粉尘进入轴承座，延长轴承寿命。

3.3 轴承与润滑系统

轴承是支撑风机转子、保证其平稳旋转的关键部件。SJ1800-1.053/0.943风机通常采用滚动轴承，包括径向轴承和推力轴承组合，或者使用调心滚子轴承同时承受径向和轴向载荷。

轴承选型需要考虑载荷、转速、寿命等多种因素。烧结风机轴承要求具有高承载能力、耐高温和长寿命特点，通常选用C3或C4游隙的轴承，以适应工作时的温升。轴承寿命计算一般要求达到L10寿命50000小时以上。

轴承座设计对轴承性能和寿命有重要影响。SJ1800-1.053/0.943采用剖分式轴承座，便于安装和维护。轴承座具有足够的刚性和散热面积，内部设置润滑油槽和挡油环，保证轴承充分润滑的同时防止漏油。

润滑系统包括润滑油选择和润滑方式确定。烧结风机通常采用ISO VG68或VG100抗氧化、防锈、抗泡沫的高级润滑脂或润滑油。润滑方式可根据轴承转速和载荷选择脂润滑或油润滑，高速重载场合多采用强制油润滑，配有油泵、冷却器和过滤器，保证润滑油清洁和适宜温度。

3.4 轴与联轴器

风机轴是将电机扭矩传递给叶轮的关键部件，其设计和制造质量直接影响风机运行的可靠性。SJ1800-1.053/0.943的风机轴采用高强度合金钢如42CrMo或35CrMo制造，经过调质处理获得良好的综合机械性能。

轴的结构设计考虑了强度、刚度和临界转速等因素。叶轮安装部位通常设计为锥度轴，配合液压装配技术，保证叶轮与轴的紧密配合和准确定位。轴的强度计算包括扭矩强度、弯曲强度和复合应力计算，安全系数一般不低于2.0。

临界转速是轴设计的重要考虑因素，风机工作转速必须避开一阶和二阶临界转速，通常要求工作转速低于一阶临界转速的70%或高于一阶临界转速的130%。通过轴的刚度设计和轴承支撑优化，确保风机在整个工作范围内平稳运行。

联轴器用于连接风机轴和电机轴，传递扭矩并补偿两轴之间的相对位移。SJ1800-1.053/0.943通常选用弹性柱销联轴器或膜片联轴器，这些联轴器具有较好的补偿能力和缓冲减振特性。联轴器选型需考虑传递扭矩、转速、对中要求等因素，安装时必须保证两轴的对中精度，一般要求径向偏差不超过0.05mm，角度偏差不超过0.05/1000。

四、烧结风机故障诊断与维修

4.1 常见故障类型与原因分析

烧结风机在长期运行中可能出现的故障多种多样，准确诊断故障原因是进行有效维修的前提。常见故障主要包括以下几类：

振动异常是风机最常见的故障之一。引起振动的原因很多，包括转子不平衡、对中不良、轴承损坏、基础松动等。转子不平衡通常是由于叶轮磨损、积灰或腐蚀导致的质心偏移；对中不良多为基础沉降或热膨胀引起；轴承损坏则与润滑不良、过载或疲劳有关。

性能下降表现为风量、风压不足或能耗增加。这可能由多种因素引起：叶轮磨损导致叶片型线改变，间隙增大导致内泄漏增加，壳体磨损引起流道粗糙度增加，密封损坏导致外泄漏，以及电机效率下降等。

轴承过热是另一常见故障，主要原因包括润滑不良（油质变质、油量不足）、冷却不足（冷却水中断、散热不良）、过载运行（系统阻力增加、工况偏离）以及轴承本身质量问题。

异常噪声通常与机械故障或气流扰动有关。机械噪声可能来源于轴承损坏、部件松动或摩擦；气流噪声则与叶轮设计、工况偏离或流道堵塞有关。不同的噪声特征往往指向不同的故障原因，有经验的工程师可以通过噪声判断故障类型。

4.2 故障诊断方法与技术

准确的故障诊断是风机维修的关键，现代风机故障诊断已从传统的经验判断发展为系统的科学分析。常用的诊断方法包括：

振动分析是最主要的故障诊断手段。通过测量风机轴承座等关键部位的振动速度、加速度和位移，分析振动频谱特征，可以准确判断转子不平衡、对中不良、轴承损坏、共振等故障。振动监测可分为定期检测和在线监测两种方式，对于关键设备推荐采用在线监测系统。

温度监测用于评估轴承、润滑系统的工作状态。轴承温度异常升高往往是故障的前兆，通过红外测温或埋置温度传感器可以及时发现异常。正常情况下，风机轴承温度不应超过75℃，温升不应超过40℃。

性能监测通过测量风机的流量、压力、功率等参数，与设计曲线对比，判断风机性能劣化程度和原因。性能测试应按照国家标准GB/T 1236《工业通风机性能试验》进行，确保数据准确可比。

无损检测技术在风机检修中广泛应用，包括超声波测厚、磁粉探伤、渗透探伤、涡流检测等，用于检测叶轮、轴等关键部件的表面和内部缺陷。定期无损检测可以及时发现疲劳裂纹、腐蚀减薄等潜在故障，避免事故发生。

油液分析对于采用油润滑的风机尤为重要，通过对润滑油中磨损颗粒、污染物质和油品性能的分析，可以判断轴承、齿轮等部件的磨损状态和润滑油的变质程度，预测部件剩余寿命。

4.3 维修技术与标准

风机维修应根据故障类型和严重程度选择合适的维修方式，包括日常维护、小修、中修和大修。维修工作必须遵循相关技术标准和规范，确保维修质量。

叶轮维修是风机维修的核心内容。对于磨损叶轮，可采用堆焊、喷涂或粘贴陶瓷片等方式进行修复。堆焊修复要选用合适的焊材和控制焊接工艺，避免变形和裂纹；热喷涂可恢复叶片型线且对基体影响小；陶瓷片粘贴适用于严重磨损区域。修复后的叶轮必须重新进行动平衡校正，平衡精度不低于G6.3级。

轴承更换是常见的维修项目。拆卸旧轴承时应使用专用工具，避免损伤轴颈。新轴承安装前需测量相关尺寸，保证配合公差符合要求。安装时推荐采用热装法，加热温度一般不超过120℃。轴承安装后需检查游隙，确保在标准范围内。

轴维修包括矫直、补焊、镀铬等方法。轴弯曲可通过百分表测量，弯曲量超过0.05mm/m需进行矫直。轴颈磨损可采用补焊后机加工或镀铬后磨削的方式修复，修复后需保证尺寸精度和表面粗糙度。

壳体维修主要是对磨损部位进行补焊或加衬板。补焊时应采用分段、对称的焊接顺序，控制焊接变形。衬板材料可选用耐磨钢板或陶瓷复合材料，安装时需保证流道平滑过渡，避免产生新的气流扰动。

4.4 维修后的调试与验收

风机维修完成后必须进行系统调试和验收，确保维修质量达到标准要求。调试内容包括：

机械调试主要包括检查各部件的安装质量、确认润滑系统正常工作、手动盘车确认无卡阻现象。首次启动需采用点动方式，检查旋转方向是否正确，有无异常声响。

空载试运行是在无负荷状态下运行风机，主要检查轴承温度、振动等参数。空载运行时间一般不少于2小时，轴承温度应稳定且不超过75℃，振动速度有效值不超过4.5mm/s。

性能测试是验收的关键环节，需测量风机在典型工况下的流量、压力、功率和效率，与设计值或维修前数据进行对比。性能测试应按照国家标准进行，性能恢复程度是评价维修质量的重要指标。

振动验收需测量各轴承座三个方向的振动值，确保符合GB/T 6075.3标准要求。对于转速1000-1500r/min的风机，振动速度有效值不应超过4.5mm/s，特殊要求场合不超过2.8mm/s。

噪声测试也是验收内容之一，现场噪声通常要求不超过85dB(A)。对于噪声超标的风机，需采取隔声、消声措施。

最后，所有调试数据和验收结果应记录在案，形成维修报告，作为设备档案保存，为后续维护和维修提供参考。

五、烧结风机维护与管理

5.1 预防性维护策略

预防性维护是保证风机长期稳定运行、降低突发故障的有效策略。科学的预防性维护应包括以下内容：

定期检查是预防性维护的基础，包括日常巡检、月度检查和年度检查。日常巡检由操作人员进行，主要检查风机运行参数、异常声响和泄漏情况；月度检查由维修人员执行，包括振动、温度测量和润滑状态检查；年度检查则是全面解体检查，评估各部件的磨损和老化状况。

状态监测是预防性维护的技术支撑，通过振动分析、温度监测、性能监测等手段，实时掌握风机运行状态，预测故障发生和发展趋势。对于关键风机，推荐建立状态监测系统，实现故障早期预警和预测性维护。

润滑管理是预防性维护的重要环节，包括润滑油品选择、更换周期确定和油质监测。风机润滑油应根据设备要求和工况条件选择合适牌号和品质，更换周期一般不超过6个月。定期进行油质分析，根据分析结果调整换油周期。

备件管理确保维修时关键备件的及时供应。应根据设备重要性和备件供货周期，制定合理的备件储备计划。关键备件如轴承、机械密封等应有一定库存，特殊备件如叶轮、主轴等可采取预投或与供应商建立紧急供应协议。

5.2 运行优化与节能措施

风机运行优化不仅可以提高设备可靠性，还能带来显著的节能效果。常用的优化措施包括：

工况点优化是通过调整风机运行参数，使其工作在高效区。对于变工况运行的风机，可采用变频调速、进口导叶调节等方式，使风机始终保持在最佳效率点附近运行。

系统阻力降低是节能的有效途径。定期清理风道积灰、优化管道布局、采用低阻力过滤器等措施，可以显著降低系统阻力，减少风机能耗。

维护优化是通过精细化的维护策略，保持风机最佳性能。包括叶轮定期清理保持流线型、密封间隙调整减少内泄漏、轴承定期更换避免效率下降等。

热能回收是利用风机排放的废气余热，通常通过换热器将废气热量用于预热燃烧空气或生产工艺，提高系统整体能效。

5.3 寿命评估与更新决策

风机作为大型设备，其更新决策需要基于科学的寿命评估和经济性分析。寿命评估应考虑以下因素：

技术寿命评估基于设备的技术状态，通过定期检查和无损检测，评估关键部件的剩余寿命。叶轮寿命主要受磨损和疲劳影响，轴寿命取决于疲劳强度和腐蚀状态，壳体寿命则与磨损和腐蚀相关。

经济寿命评估考虑设备的维修成本和性能劣化带来的运行成本增加。当累计维修成本超过设备残值的60%，或性能下降导致能耗增加超过15%时，通常认为达到了经济寿命。

更新决策需综合考虑技术因素、经济因素和生产要求。对于达到技术寿命或经济寿命的风机，如果维修后仍无法满足生产要求，或者新型高效风机投资回收期合理（通常不超过5年），则应考虑设备更新。

设备更新时，应优先选择高效节能型风机，关注全压效率、噪声水平、维护便利性等指标，同时考虑与现有系统的匹配性和安装条件。

结语

烧结风机作为烧结生产的核心设备，其性能直接关系到烧结矿的产量、质量和能耗指标。通过深入了解SJ1800-1.053/0.943型烧结风机的技术特性、结构特点和维修技术，可以帮助我们更好地使用和维护这些设备，保证烧结生产线的稳定运行。

随着烧结技术的发展和节能环保要求的提高，烧结风机技术也在不断进步。未来烧结风机将朝着高效化、低噪声、智能化方向发展，采用计算流体动力学优化设计、新材料应用、状态监测与故障预警等先进技术，进一步提高风机性能和可靠性。

作为风机技术人员，我们应当不断学习新技术、新工艺，积累实践经验，提高故障诊断和处理能力，为烧结生产提供更专业的技术支持。同时，建立健全风机技术档案，总结维修经验，制定科学的维护策略，最大限度地延长风机使用寿命，降低运行成本。

希望通过本文的介绍，能够帮助同行们更全面地了解烧结风机的相关知识，在实际工作中更好地应用这些知识，解决实际问题。风机技术是一门理论与实践紧密结合的学科，只有在不断的学习和实践中，才能不断提高技术水平，为企业创造更大的价值。

特殊气体风机基础知识解析：以C(T)717-1.74型号为核心

C800-1.265/1.005多级离心鼓风机基础知识解析及配件说明

稀土矿提纯风机D(XT)687-2.74基础知识解析

多级离心鼓风机基础知识与C218-1.49/0.97型号深度解析

轻稀土钷(Pm)提纯专用离心鼓风机技术详解:以D(Pm)983-1.52型风机为核心

多级离心鼓风机 C70-1.7性能、配件与修理解析

离心风机基础知识及4-2x72№21.6F鼓风机配件详解

水蒸汽离心鼓风机基础知识与型号C(H2O)32-1.44解析

CJ170-1.35离心鼓风机技术解析及配件说明

离心风机基础知识及C93-1.51鼓风机配件说明

稀土矿提纯风机D(XT)772-2.14基础知识解析

C400-2多级离心鼓风机技术解析与应用

风机选型参考:C(M)1000-1.3414/0.9414离心鼓风机技术说明

高速离心鼓风机S2000-1.35/0.9配件详解

AI300-1.3型悬臂单级单支撑离心风机技术解析与应用

离心风机基础知识解析及C10-1.5造气炉风机技术说明