脱湿鼓风技术在3650m_3_min风机上的应用

稳定、 高 效 的状态 下运 行 。
燃烧温度下降， 以至增加焦 比； 而且 ， 大气 的含湿量 无论是一年四季 ，还是一天中的 ２ ４ ｈ 均是变化 的， 上海在冬季与夏 季湿度相差可达 ３ ０ ｎ ， 左右 ， 一
天 中的湿 度波 动 一般 为 ５ ｇ ／ ｍ３ 左右 ， 湿 度 变化 引 起 高炉 风 口火焰 温度 波动 ， 影 响高炉 的炉 况稳 定 。
Ｄｅ ｗｅ ｔ ｔ ｉ ｎ ｇ Ｐｒ ｏ ｃ ｅ ｓ ｓ ｏ ｆ Ｂｌ ａ ｓ ｔ Ｆｕ ｒ ｎａ ｃ ｅ Ｂｌ ｏ ｗｅ ｒ
ＨＵ Ｚｈ ｉ — － ｙ ｏ ｎ ｇ
（ Ｃ Ｉ Ｓ Ｄ Ｉ Ｓ ｈ ａ ｎ ｇ ｈ ａ ｉ Ｅ ｎ ｇ ｉ ｎ ｅ ｅ ｒ ｉ ｎ ｇ Ｃ ｏ ． ，Ｌ ｔ ｄ ． ，ＭＣ Ｃ ，Ｓ ｈ ａ ｎ ｇ ｈ ａ ｉ ２ ０ ０ ９ ４ ０ ，Ｃ ｈ ｉ ｎ ａ ）
３ 机前脱湿鼓风工 艺
（ １ ） 脱湿方式
用于高炉机前脱湿鼓风就其原理分可 以分为物
理 脱 湿（ 冷 冻式 和 吸附式 ） 和 化学 脱湿 ｆ 干式 氯化 锂和
脱湿鼓风是通过降低送人高炉空气的温度 ， 使 其绝对含湿量稳定在一个较低 的数值 ，然后再送入 高炉。该技术对降低高炉焦 比、 稳定炉况 ， 提高生铁
由于入炉空气湿度恒定 ， 减少高炉炉况波动 ， 利 于高炉稳定操作、 延长高炉寿命 ， 综合结果将使焦 比
降低约 ０ ． ２ ｋ ｇ ／ ｔ 。
综合分析脱湿鼓风有利于高炉提高指标 、降低 成本。现代高炉冶炼不仅要求“ 精料” ， 而且要求“ 精 风” （ 指高 风 温 、 高 风压 、 富氧 、 脱湿 等 ） ， 使 高 炉能 在
高 。鼓 风湿 度每 降低 １ ｇ ｅ ｍ， 可使 空气 温 度上升 ６ ～

高 新 技 术
Ｃｈｉ ｎ ａ Ｎｅ ｗ Ｔ ｅ ｃ ｈ ｎ ｏ ｌ ｏ ｇ ｉ ｅ ｓ ａ ｎ ｄ Ｐｒ ｏ ｄ ｕ ｃ ｔ ｓ
：
）
关于高炉鼓风机机 后脱 湿工艺 的研究
刘 翔 鹏
（ 中国钢研科技 集团吉林 Ｓ － 程技术有限公 司，吉林 长春 １ ３ ０ ０ ２ ２ ）
图 １脱 湿 过 程 含 焓 湿 空气 的干燥 温度 ， 使空气 中的水分 析 出， 从 而达到脱湿 的要求 。 现有 的机前脱 湿技 术是在 高炉鼓 风机 前采用物理冷凝 法对 空气进行脱 湿 ， 位于高 炉鼓风机 前的脱 湿器 内设有换 热管束 ， 空气 在 管外流 动 ， 冷水 在管 内流动 ， 两者通 过管 壁进行换热并凝析空气 中的水分 。 ３机后脱湿 系统组成 机后脱湿 系统布置在高炉鼓风机 出 口， 经 高 炉 鼓 风 机 增 压 后 大气 压 力 约 为 ｏ ３ — ０ ． ６ Ｍ Ｐ ａ ， 温度 约 为 １ ８ ～ ２ ８ ， 温度 和压 力较 高 的空气 进人机后脱湿 系统 ， 在 机后脱湿 系 统 中被 常温水 冷却到 ３ ０ － － ４ ０ ￣ （ ］ 以脱除空气 中 多余 的水 分。由于高炉鼓风 机风量大 ， 经鼓 风 机压缩 后的 空气温 度高 ， 热 焓高 ， 如果直 接采用 冷却水 进行脱湿 ， 脱湿 系统换热量非 常大 ， 脱湿所需换 热面积和冷却水 量大大增
离。 水量 见表 ３ 。 回热流程 ： 在预冷器中被加热后热媒 回 表 ３脱 湿系统耗水量
流到膨胀罐 ， 然后再送至 回热器被脱湿后 的 冷空气 冷却 ， 冷空气 被加热 ， 热媒再 由循 环 物理 冷凝 法脱 湿工作 原理 均是通 过上 泵加压 送回预冷器人 口 循环使用 。
一

高炉鼓风脱湿项目业务简介北京硕人海泰能源科技有限公司二〇一〇年一月公司简介北京硕人海泰能源科技有限公司2003年3月注册成立于北京中关村德胜科技园区内，是一家由多名热能动力、节能行业的工程和软件专家共同发起创立的高新技术企业，主要致力于节能技术、产品、能源管理软件的开发与生产、合同能源管理（EMC）项目的实施以及能源审计与评估等咨询服务。

公司产品全部为自主研发的高新技术产品，已经在冶金、钢铁、有色、电力、市政、化工、纺织等行业得到了广泛应用。

公司成立多年以来，经过在节能行业的奋力拼搏与积累，已经成长为一个拥有自己核心技术与产品的实力企业，在行业内建立了良好的声誉。

公司现为总投资6000多万元的中外合资企业，2008年营业额超过6000万元。

公司在管理模式、企业经营上不断走向成熟与完善，在技术力量上不断壮大，在人员配置与组织机构上不断优化，公司现已通过ISO9001质量管理体系的认证。

公司市场和业务也在不断向钢铁、石化等工业领域深入。

公司是中国节能服务产业委员会首批认证的47家节能服务公司之一，北京市10家、辽宁省17家以及山东省公开选聘的具有能源审计资格的咨询服务机构之一。

公司通过示范和推广“合同能源管理（EMC）”的节能新机制，在钢铁、冶金、电力等领域实施了大量EMC 项目，为促进我国节能机制转换、扩大节能投资、提高能源利用效率、减少温室气体排放等进行了不懈的努力。

公司主要业务及产品：●高炉鼓风脱湿节能技术项目实施●钢铁行业节能综合技术咨询服务●石油化工行业系统能量优化及专项节能技术●能源审计与节能规划●EMC合同能源管理模式项目融资●一体化智能探针式流量计●内馈电机斩波调速节电装置公司主要资质高炉鼓风脱湿节能技术简介北京硕人海泰能源科技有限公司科技人员通过与钢铁行业专家的交流与探索以及与清华大学等国内著名高校的密切合作，并结合我公司在钢铁行业大量节能项目的实践经验，研发了高炉鼓风脱湿节能技术。

高炉脱湿鼓风过程检测及控制技术分析申世武;杨春;周芸【摘要】简要介绍了对高炉脱湿鼓风技术的理论依据,以柳钢2号高炉为例,重点阐述了高炉脱湿鼓风系统的组成、技术优势、过程检测、控制功能与技术.【期刊名称】《冶金动力》【年(卷),期】2017(000)011【总页数】4页(P63-65,70)【关键词】高炉;脱湿鼓风;过程检测;控制技术【作者】申世武;杨春;周芸【作者单位】广西华锐钢铁工程设计咨询有限责任公司,广西柳州 545002;广西华锐钢铁工程设计咨询有限责任公司,广西柳州 545002;广西华锐钢铁工程设计咨询有限责任公司,广西柳州 545002【正文语种】中文【中图分类】TF538.4高炉鼓风除湿后既能减少高炉的能耗，又有利于高炉生产工艺的稳定，提高产品的质量。

目前此项成熟的技术已在冶金行业得到广泛应用。

高炉鼓风脱湿技术是现代高炉炼铁增产节能、提高企业收益的一项有效措施。

根据《高炉炼铁生产技术手册》要求，在炼铁高炉鼓风中，湿度每减少1 g/m3的水，可降低焦比0.8～1.0 kg/t；可提高风口理论燃烧温度5～6℃，这样可以多喷1.5～2.0 kg/t的煤粉；可增加风量，可使鼓入风的密度提高，这一提高相当于增加约9%的风量；采用全冷冻脱湿方式，鼓入风的温度降低，湿度下降，使进入炼铁高炉空气的质量提高，从而将降低鼓风机功率，并且可使高炉生产更顺畅。

高炉鼓风除湿的原理是将湿空气先行降温脱湿，即将湿空气中的水份凝结而析出，使其含水量降低，密度增大，然后送入热风炉。

现国内外鼓风机脱湿技术主要有三种：第一种是冷冻+吸附脱湿，冷冻是采用氟利昂等介质通过压缩机蒸发制造冷冻水，吸附脱湿又分为两极，冷冻水通过热交换器冷却空气为第一级脱湿，采用复合材料做成的转轮吸附脱湿为第二级脱湿；第二种是双级冷冻脱湿，前级冷冻与第一种相同，第二级冷冻是用卤水作媒介深度冷冻，进行深度脱湿；第三种是直接冷冻方式，通过板翅式热交换器直接冷冻空气而脱湿。

梅山2号高炉脱湿鼓风技术的应用发布时间：2010-12-20 浏览次数：230文字颜色: 字号:T T T视力保护:陶中明(上海梅山钢铁股份有限公司)摘要对梅山2号高炉脱湿鼓风技术的应用进行了总结。

梅钢2号高炉长期保持1 220±5℃的伞风温操作，富氧率维持在1．5％±0．20％，冷风流量为2400±50 Nm3／min，脱湿后的鼓风湿分为9 g／m3，通过适当调整风口理论燃烧温度，可保证炉缸活跃、炉况顺行、提高喷煤比、降低焦比、降低铁水成本。

关键词高炉脱湿鼓风煤比焦比理论燃烧温度梅山2号高炉(1280m3)大修时，同步新建了制氧厂，3台真空变压吸附(VPSA)制氧机全负荷制氧时，可向在役的l、3号高炉和大修后投产的2号高炉提供浓度为90％的粗氧10000～15000m3／h，高炉富氧率可以达到1．5％～2．0％。

同时，对第二代使用的喷煤系统实行分期全新改造，由压缩空气稀向输送无烟煤改为N2浓向输送烟煤和无烟煤的混合煤；采用了带前置燃烧炉的空、煤气预热器和改进型赫格文式热风炉；炉腰和炉身下部煤气热交换大的部位采用了铜冷却板；炉前投用了挖掘机和贮铁式出铁沟；上料及装料系统抛弃了前两代的直流电机控制系统，改为交流变频电机控制；炉顶投用了热成像料面监视仪，雷达探尺及改进型气密箱。

2号高炉于2004年3月28日点火投产，点火送风3日达到设计能力，并快速实现强化冶炼，利用系数、焦比、煤比、风温等主要技术经济指标不断创新。

本文重点对2008年5月投用脱湿鼓风技术进行总结。

1鼓风方式高炉鼓风的常见方式有自然鼓风，加湿鼓风、脱湿鼓风、富氧鼓风。

1．1加湿与脱湿鼓风加湿鼓风是在冷风总管中加入一定量高温蒸汽，脱湿鼓风则是脱除大气鼓风自然湿度。

前者增加了鼓风湿度，提高了干风温度；后者降低了鼓风湿度，降低了干风温度。

两者方式截然相悖，目的均为稳定鼓风的湿度，从而稳定高炉操作制度，实现强化冶炼，增产降耗，可谓殊途同归。

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风机构造
Turbo Blower NX Series
z 注释 ① 机壳 ② 进口过滤器（大） ③ 隔音罩 ④ 进风外框 ⑤ 底衬 ⑥ 涡壳 ⑦ 滤波器 ⑧ 变频器进风过滤器 ⑨ 变频器 ⑩ 控制器 ⑪ 柔性接头 ⑫ 出口锥管 ⑬ 卸荷阀 ⑭ 卸荷阀消音器
安 装 ........................................................... 16
选 址 ........................................................... 16 安 装 ........................................................... 17 安装排气管 ...................................................... 19 安装警告 ........................................................ 20
操 作 ........................................................... 21
控制面板 ........................................................ 21 控制方式 ........................................................ 29 定转速控制模式 .................................................. 30 定流量控制模式 .................................................. 33 定压力控制模式 .................................................. 36 各页面视图 ...................................................... 39 操作顺序 ........................................................ 40

高炉鼓风脱湿系统除雾器挡板结构两相流场数值模拟罗雨慧;谢建中;左可;桂其林;郁鸿凌【摘要】对高炉鼓风脱湿系统除雾器的除雾机理进行了详细分析,在此基础上参考实际运行参数,采用计算流体力学(CFD)方法对除雾器挡板结构内的气液两相流动进行了数值模拟,得到了液滴的运动轨迹以及液滴质量浓度、压力、速度和旋涡分布情况,并对除雾器挡板结构内部两相流场进行了深入分析.结果表明:鼓风脱湿系统除雾器能够对携雾气流中的液滴进行有效的分离,从而保证鼓风脱湿系统连续可靠地运行.研究对除雾器的优化设计和运行具有指导意义.【期刊名称】《能源研究与信息》【年(卷),期】2016(032)001【总页数】5页(P34-38)【关键词】除雾器;鼓风脱湿;两相流;压降;流场【作者】罗雨慧;谢建中;左可;桂其林;郁鸿凌【作者单位】上海理工大学能源与动力工程学院,上海 200093;宝钢股份有限公司宝钢分公司能源环保部,上海 200941;上海理工大学能源与动力工程学院,上海200093;宝钢股份有限公司宝钢分公司能源环保部,上海 200941;上海理工大学能源与动力工程学院,上海 200093【正文语种】中文【中图分类】TQ051.8钢铁企业高炉鼓风站的电能消耗十分巨大,其中,鼓风脱湿系统中除雾器阻损对鼓风机的电能消耗影响较大[1].高炉鼓风系统设置的除雾器主要用于清除由鼓风冷凝时产生的游离雾滴,提高鼓风质量.本文拟对鼓风脱湿系统中丝网与挡板组合式除雾器的分离机理进行详细分析,在此基础上对除雾器挡板结构内部气液两相流动进行数值模拟,得到流道内液滴的运动轨迹及压力、速度、旋涡分布,为除雾器的进一步优化设计提供指导.在脱湿除雾器中,挡板主要起导流作用,究其原因在于多层丝网结构的除雾效率很高(根据现场测试数据,对于粒径大于1 μm的粒子,分离效率高达99%;对于粒径大于2 μm的粒子,分离效率高达99.6%).携雾气流流过丝网结构后,其中所夹带的液滴几乎全部被捕集除去.液滴在重力作用下沿丝网的丝径向向下运动,同时继续吸附气体中夹带的雾滴,凝聚变大的雾滴滴落在挡板上,沿挡板流入水槽中,进而排出除雾器外,实现除雾.本文所研究的鼓风脱湿系统中除雾器布置在脱湿器内二级冷却器之后,为压板固定的框架式8层×8块钢丝网结构(7块斜挡板).除雾器除雾构件如图1所示.在除雾器中,携雾气流流过钢丝网层实现气液分离,而被丝网捕集分离和与挡板撞击分离的液滴则经挡板导流引入水槽中,进而被排出除雾器外.携雾气流主要是通过除雾器内的多层钢丝网实现气液分离,达到除雾目的.其除雾机理主要是通过直接拦截、惯性撞击以及小液滴的不规则布朗运动扩散等三种方式实现丝网结构对液滴的捕捉.携雾气流在除雾构件内流动,由于流线偏折,在惯性作用下,液滴不能随气流偏转而撞击到挡板上,其中:动量较小的液滴粘附在挡板表面被捕获;动量较大的大液滴撞击挡板表面发生溅射,产生多个小液滴.聚集在挡板表面的水滴受三种力的作用,即拉力、重力和表面张力.当重力占主导地位时,液滴在重力作用下沿挡板表面流入集液槽排出.气流冲刷挡板表面的液膜,将其卷起、带走.撞击在挡板表面的液滴由于自身的动量过大而破裂、飞溅,均可能导致雾沫的二次夹带.携雾气流在除雾器内的流动实际上是一种可压缩的黏性流体的三维、非定常的复杂流动.对这一实际流动情况无法采用数学形式精确描述.本文从既能较好反映实际情况又力求模型构造简单角度出发,在合理误差范围内对流场作简化:(1) 由于气流速度较小,马赫数远小于0.1,故可把气体视为不可压缩气体处理[2];(2) 考虑在实际的稳定工作条件下,流动参数与时间的关系及气流的振荡对流场的影响可忽略,故将流动视为定常流动;(3) 采用冷态条件,过程中不考虑温度的影响,不考虑气液传热和液体蒸发等现象;(4) 由于液滴粒径很小,故可作球形处理,考虑流动中其重力和气相对液滴的曳力;同时假定其在运动中直径不变,不考虑液滴之间的碰撞、聚合等现象,且忽略蒸发、摩擦、撕裂及热效应的影响,不考虑气液两相之间的任何能量交换;(5) 液滴无溅射,不考虑壁面反弹、液膜形成与撕裂,忽略二次带水的影响;(6) 液滴接触挡板,即认为被捕集;液滴到达除雾器出口时,即认为液滴逃逸.本文采用计算流体力学(CFD)应用软件Fluent进行数值计算,应用其前处理软件Gambit生成网格,并参考以往的数值计算结果和经验[3],整个计算区域采用非均匀的网格布置方式.为了提高整体网格质量,网格划分时先对除雾器部分进行网格加密,采用内部面将除雾器所在体与其他体分离.将模型分割为四个计算区域：方管段、除雾器、渐缩段和圆管段.先划分除雾器的相关网格,在挡板结构上生成线网格,采用相似边界软连接,再采用混合结构网格从已有边界网格生成挡板结构体网格,最后生成除雾器的体网格.除雾器简化三维模型如图2所示.其四个计算区域的网格划分均采用混合结构网格,共生成75 965个节点,353 251个混合形式网格.除雾器网格划分如图3所示.在除雾器内流场的数值模拟中,通道内包括互相之间交换质与能的三相——气相、气流夹带的液滴相和挡板表面的液膜相.本文采用两相流模型,只考虑气相和液滴相.对于连续相(气相),由雷诺数可知流动为湍流.本文采用SIMPLE算法进行压力-速度耦合,采用有限体积法对算例进行离散处理.压力采用Standard离散格式,动量、湍流动能、湍流耗散率均采用二阶迎风离散格式,以获得较准确的解.对于离散相(液滴相),由于除雾器中气流内液滴的体积分数小于10%,故可忽略颗粒之间的相互作用、颗粒对气相的影响、颗粒的运动轨迹[3-5].本文选用基于Lagraian-Eulerian法的DPM(discrete phase model)模型,按拉格朗日方法对各个颗粒方程进行积分求解.交替求解离散相与连续相的控制方程,直到两者均收敛从而实现离散相与连续相双向耦合.携雾气流中液滴流动轨迹计算时只需考虑阻力和重力的影响[6].气相作为连续相在欧拉坐标系中描述;液滴相作为离散相在拉格朗日坐标系中描述[7].初始条件及边界条件分别为:(1) 连续相(气相)介质:空气,密度为1.205 kg·m-3,动力黏度(20 ℃)为18.1 μPa·s.进口条件:给定气流速度uy=1.2 m·s-1,ux=0,假设其在进口截面为均匀分布,湍流度为0.05[8].出口条件:自由出流.壁面条件:无滑移,绝热.(2) 离散相(液滴相)：介质:水,呈细小液滴状,密度为1.0×103kg·m-3,平均液滴直径为5 μm,鼓风含湿量为10 g·Nm-3.进口条件:设定液滴速度与气流速度相同[9],喷射类型选为表面,使液滴在进口截面均匀分布.壁面条件:选择捕集类型,即不考虑反弹,液滴触及壁面即认为被捕集,不考虑二次夹带效应.当计算连续性残差、速度残差、湍流动能残差、湍流耗散率残差均降至10-3,且入口与出口气相流量相差小于3%时认为计算收敛[10].4.1 液滴质量浓度分布图4为计算得到的液滴质量浓度c的分布.由图可知:在捕集液滴的除雾构件区域及起导流作用的挡板附近液滴质量浓度明显较高,而在整个除雾构件中第四至第六块斜挡板之间区域的液滴质量浓度稍高,说明此处的除雾效率较高.由图4亦可知,除雾器虽不能完全除去所有液滴,但其液滴分离效果已足以保证系统连续、可靠地运行.4.2 液滴颗粒的运动轨迹采用Fluent软件对除雾器进行模拟,得到的连续相和离散相的运动轨迹如图5所示,其中图5(b)为计算得到的除雾器内液滴的随机运动轨迹.由图5(b)可知,液滴运动轨道主要集中在除雾器除雾构件中的中间五块挡板部分区域,这对于除雾器的工程优化设计有着重要的指导意义.此外,液滴主要在除雾器中被捕集,小部分进入渐缩段与壁面发生碰撞而被分离.被捕集的液滴主要源自携雾气流的主流两侧,由于受到气流速度梯度影响,其在流线偏折时所受离心惯性作用较大,容易发生偏转,撞击在壁面上而被捕集.故除雾器入口处液滴参数的设计对除雾效率的提高具有较大影响.由图5(b)亦可知,鼓风脱湿系统中的丝网与挡板组合式除雾器可有效地实现气液分离.4.3 压力及速度场分析除雾器中压力和速度分布云图如图6所示.由图可知,方管段和圆管段压力、速度分布较为均匀.携雾气流流过除雾器挡板结构的过程中未出现显著的压降,而流过除雾器出口处的渐缩段时发生了明显的压降,降幅达142 Pa左右.其产生的主要原因是流体的流通面积减小,并且截面形状突然改变,流体流线被迫发生改变[11].由于旋流作用较强,在渐缩段方圆突变截面后出现了明显的低压区,在渐缩段后方圆突变截面处及其后一段距离内亦出现了显著的压降.4.4 旋涡分布脱湿除雾器内的湍流动能和湍流耗散率分布如图7所示.在整个脱湿除雾器中,湍流耗散最强烈的区域为渐缩段后一段距离.在除雾器除雾构件中,中间五块挡板部分区域的湍流动能最大,湍流耗散强烈,是除雾器内实现气液分离的关键区域,携雾气流流过除雾器通道时,气流主要流道在该区域.由于惯性力的作用,气流中液滴的跟随性变差,速度迟豫时间延长,所以易于碰到壁面而被捕集[12].在第三、四块挡板下部区域的高压低速区是除雾器挡板结构中湍流动能最大、湍流耗散最强烈的区域.该区域除雾效率较高.气体流过除雾器后在最上及最下处竖直挡板后易形成回流区,此处亦可能产生角涡,加剧了流场的扰动,增大了系统压力损失.上部竖直挡板附近流域局部放大图如图8所示.本文运用两相流模型对鼓风脱湿系统除雾器挡板结构的主要性能进行了数值模拟,得到了液滴质量浓度、压力、速度及旋涡分布情况,展示了其三维内部流场,揭示了实验手段难以获得的数据和现象.计算结果表明:鼓风脱湿系统除雾器能够有效实现携雾气流中液滴的分离.模拟结果对除雾器结构设计、降低除雾器内流动阻力具有一定的参考性意义.【相关文献】[1] 张永红,袁熙志,罗冬梅,等.我国钢铁行业节能降耗现状与发展[J].工业炉,2013,35(3):12-17.[2] 周光炯,严宗毅,许世雄,等.流体力学[M].2版.北京:高等教育出版社,2006.[3] 李鹏飞,徐敏义,王飞飞.精通CFD工程仿真与案例实战[M].北京:人民邮电出版社,2011.[4] 孙秀君,孙海鸥,姜任秋.油气分离器内油滴轨迹的数值模拟[J].应用科技,2006,33(10):69-72.[5] 李文艳,徐妍,申林艳.数值模拟技术在湿法脱硫除雾器优化设计上的应用[J].热力发电,2007,29(5):10-15.[6] 韩占忠,王敬,兰小平.FLUENT——流体工程仿真计算实例与应用[M].2版.北京:北京理工大学出版社,2010.[7] 郭鹏宇,杨震.除雾器通道内二维两相流场的数值模拟[J].电力科学与工程,2005(2):31-33.[8] 王福军.计算流体动力学分析[M].北京:清华大学出版社,2004.[9] 赵毅,华伟,王亚君,等．湿式烟气脱硫塔中折线型挡板除雾器分离效率的数值模拟[J].动力工程学报,2005,25(2):293-297.[10] 陈凯华,宋存义,李强,等.湿法烟气脱硫系统中折板式除雾器性能的数值模拟[J].环境工程学报,2007,1(7):91-96.[11] CRANE工程部编.流体流经阀门、管件和管道的流体计算TP410[M].北京:化学工业出版社,2013.[12] RUDINGER G.气体-颗粒流基础[M].张远君译.北京:国防工业出版社,1986.。

高炉鼓风除湿技术高炉鼓风除湿后既能减少高炉的能耗，又有利于高炉生产工艺的稳定，提高产品的质量。

目前此项成熟的技术已在日本的冶金行业得到广泛应用，国内亦有为数不多的钢铁企业采用此技术。

一、概述近年来高炉炼铁采用了一系列技术，如喷吹煤粉、高风温、富氧鼓风、脱湿鼓风等。

脱湿鼓风达到了稳湿、降湿的功效，多在气温较高、空气湿度较大的地区采用。

国外日本高炉脱湿鼓风采用较多，国内上海宝钢的三座4000 m3级大型高炉率先采用了脱湿鼓风装置，取得了明显的节能和多喷煤粉的效果。

宝钢的脱湿鼓风装置从国外引进，价格较贵，在国内中小高炉使用具有一定的困难。

2002年上海宝钢着手对引进的4063 m3高炉鼓风脱湿装置进行了国产化工作，于2003年4月投入运行，各项性能指标均达到设计要求，个别指标还高于进口设备，由此大大降低了投资费用，为高炉推广使用脱湿鼓风创造了条件。

现在国内研制的脱湿鼓风装置，性能优于国外引进设备，而价格大幅度下降，具有很好的推广使用前景。

高炉鼓风除湿的原理是：将湿空气先行降温脱湿，即将湿空气中的水份凝结而析出，使其含水量降低，密度增大，然后送入热风炉。

目前除湿方法主要有两种：即吸附法和冷冻法。

吸附法是以低温介质作吸附剂，让吸附剂与湿空气充分接触，以吸收空气中的水份，随后对吸附剂加热脱水再生，并如此循环使用。

冷冻法是将湿空气通过冷冻机冷却，使其温度降低到空气压力及所含湿量而相对应的饱和温度以下，即将湿空气中的水份凝结而析出。

二、高炉鼓风除湿技术分类综合国内空气脱湿技术，现己开发的大体有三种：第一种，采用冷冻—吸附脱湿，冷冻是采用氟利昂等介质通过压缩机蒸发制造冷冻水，冷冻水通过热交换器冷却空气为第一级脱湿，第二级采用复合材料做成的转轮吸附脱湿；第二种，采用冷冻—冷冻脱湿，前级冷冻与第一种相同，第二级冷冻是用卤水作媒介深度冷冻，进行深度脱湿；第三种，直接冷冻方式，通过板翅式热交换器直接冷冻空气而脱湿。

国外以及宝钢高炉脱湿鼓风都采用第一种或第二种脱湿方式。

目前，我国火电行业已基本实现了全部烟气的脱硫 与脱硝[2]。98%的火电机组和90%以上球团均采用湿法 脱硫工艺。300MW以上火力发电厂机组超过90%采用石 灰石-石膏湿法烟气脱硫技术[3]。
由于环保排放标准的趋严（见表1），湿法脱硫存 在的短板（颗粒物/PM2.5去除率不高，存在“烟囱雨”现 象，SO3去除率不足50%，产生酸雾、气溶胶、蓝烟，汞
（5）电场空间的水雾对细微粉尘和有害气体有捕集 作用。水雾在一定程度上提高了电场特性，增大粉尘特 别是微细粉尘荷电量，进一步提高除尘效率。 2.2.2 缺点
湿式电除尘器需选用耐腐蚀性强的高等级不锈钢作 为电极材料，烟气流速较低，设备体积庞大、工程造价 偏高等，都是制约该技术推广的重要因素。 2.3 湿式电除尘器的类型 2.3.1 基本型式
WESP可有效收集微细颗粒物（PM2.5、SO3酸雾、气 溶胶）、重金属（Hg、As、Se、Pb、Cr）、有机污染物 （多环芳烃、二 英等）。因此可作为燃煤电厂大气污 染物综合治理的终端设备，布置在WFGD装置后面，除尘 效率达70%~85%，同时解决WFGD带来的“石膏雨”、 蓝烟问题，缓解下游烟道烟囱腐蚀、节约防腐成本[12]。
为实现超低排放，脱硝首先采用先进的低氮燃烧技 术，然后在原有的SCR脱硝基础上，增加SCR催化剂的 填装层数或催化剂的体积，改造工程多将原有的2+1层 催化剂直接更改为3层全部填装，部分电厂采用3+1层 SCR催化剂，改造后系统的脱硝效率可达到85%～90%。 脱硫新技术主要有双循环技术、单塔双区技术、托盘塔 技术、增加喷淋层等。上述技术都是在常规湿法技术上 的改进和创新[1]。
对烟气温度 影响及烟气 成分不敏感。
高温烟气虽可 外排，但滤袋 受到影响。
需在饱和温度 下运行。

1 脱湿鼓风概述脱湿鼓风系指预先将空气中的湿度降低到某一较低数值之后而送往高炉，又称鼓风的除湿。

以前高炉的鼓风大都采用自然湿度鼓风，其生产都普遍存在着一个现象，即夏季产量较低，焦比较高，而冬季产量较高，焦比较低。

冬季被看作是高炉生产的黄金季节，这主要是因为冬季气温较低，空气湿度较小，密度较大，因而使鼓风的水分减少，质量流量增加的缘故。

2 高炉脱湿鼓风的意义。

2.1 稳定炉况由于脱湿鼓风使进入高炉的湿度相对稳定，能有效地降低高炉风口前火焰温度的波动，稳定高炉炉况，实现高炉生产的“四季如冬”。

2.2 降低焦比脱湿鼓风能够减少高炉风口水分分解热而节约焦碳，降低焦比。

风中湿度每减少1 g/m3，焦比降低约0.6~0.8 kg/t，关于这一点已为炼铁界所公认。

2.3 提高入炉干风温度脱湿鼓风可提高入炉的干风温度。

风中湿度每减少1 g/m3，进入高炉的干风有效温度可提高6 ℃，进而能够多喷煤粉。

3. 脱湿鼓风工艺冷却法是将湿空气通过冷却器冷却，使其温度降至空气压力及所含湿量相对应的饱和温度下，将空气中的水分凝结而析出，又称冷冻脱湿法。

冷却法又分为鼓风机出口侧冷却法和鼓风机吸入侧冷却法。

鼓风机出口侧冷却法不需要冷冻机，但会导致冷风的热量损失及鼓风机出口压力的损失。

鼓风机吸入侧冷却法在鼓风机吸风管道上设置脱湿器，易安装，调节性能好，无需吸附剂，不消耗热量，技术成熟，尤以节能与增加鼓风机的风量为其主要特点。

鼓风机吸入侧冷却的高炉脱湿鼓风工艺，脱湿装置采用双效蒸汽型溴化锂吸收式制冷方式制造低温冷却水。

4. 脱湿鼓风工艺流程鼓风机吸入侧冷却脱湿装置采用双效蒸汽型溴化锂吸收式制冷方式制造低温冷却水，低温冷却水通过布置在鼓风机入口管道中的高效换热器冷却空气，使空气中的水蒸汽冷凝成水而析出，以达到空气脱湿的目的。

其核心设备是蒸汽式双效溴化锂吸收式制冷机组和高效节能型换热器。

(1)气路系统流程外界大气进入空气过滤器，除去灰尘，进入脱湿器，高温高湿空气，在脱湿器内（冷却器）进行热交换，降温脱湿后进入鼓风机，经鼓风机升压后送往高炉。

风， 发展 到现 在 的脱湿 鼓风 三个 阶段 。 大气温 度 与
２ 高炉 脱湿鼓 风 技术
湿 量关 系见表 １ 。
在 高 炉炼铁 行 业里有 一种 共识 ： 湿 鼓风 能 够 脱
原 始 的 自然鼓 风 ，一天 中随着温 度 的 变化 ， 湿
Ｓ ＮＨ Ｈ ＧＡ Ａ Ｉ
Ｏ Ｅ ＡＯ ２ Ｎ Ｒ ＴＮ ９ Ｓ Ｖ Ｉ
大 气 温度 、 ＼ ＼
Ｏ ℃ ５ ℃ ４．３ ９ ７Ｏ ６ ４．４ ４ ６３ ５ ３９ ．４ ５６ ４ ３４ ５ ４９ ３ ２９ ５ ４２ ２ ２４ ６ ３５ ２ １９ ７ ２ ８１ １４ ７ ２ １ １
３（，以控制高炉鼓风湿 ０ ３
进行列 。近 些 年 ， 炉脱 湿鼓 风 冶炼 在 国 内越 来 越 高 被重视 ， 新建或 拟 建 的大高 炉均将 脱 湿鼓 风作 为标
技 术 叫脱 湿 鼓风 。 随着高 炉冶 炼技 术 的发展 ， 炉 高 鼓风 按 其含 湿量而 言 ， 经历 了从 自然 鼓风 到 加湿鼓
准设计 ， 到重 视和 普遍 应 用。 得
减少 高炉风 口水 分分 解热 而节 约焦 碳 ，降低 焦 比 。 风 中湿 度每 减 少 １ ／ ， 比降低 约 ０６ ０８ ｇｔ ｇｍ。焦 ．～ ．ｋ ／； 并且脱 湿 鼓风 可提 高 人炉 的干风 温 度 ， 中湿度 每 风 减 少 １ ／ 进入 高炉 的干 风有效 温 度可提 高 ６Ｃ， ｇｍ ， ￣
进 而 能够 多喷煤 粉 。
国际 上高 炉 脱 湿鼓 风 早 在 上 世 纪初 就 有 人 提 出： 国、 美 日本 、 国先后 在高 炉 上采 用过 。加拿 大 、 英
荷 兰等 国的一 些高 炉也 采 用脱湿 鼓 风 ， 取 得 了提 均

在 风 口前 燃 烧带 内 ， 鼓 风带 人高 炉 内的湿 分 （ 水 蒸 气） 与燃 料 中 的Ｃ发生 Ｈ２ ０＋Ｃ ：Ｃ Ｏ＋Ｈ２ 反应， 生成 还 原 性 气 体 。 同时， Ｈ２ Ｏ的分 解 也 吸 收 热量
波动一 般为 ３ ～６ ｇ ／ ｒ ￣ ３ ， 而 大气湿 度每 波动 １ ｇ ／ ｍＬ将导 致风 口前火焰 温度 波动 ９ ＂ Ｃ。 为 了稳 定炉况 、 节 省焦炭 、 提 高产 量 、 多 喷煤粉 ， 下列 两种情 况应优 先考 虑
（ １ ） 提 高 喷煤 比 众所 周知 ， 限制喷煤量 的主要 因素有三方 面 ： 炉缸 热状态 、 煤粉在 风 口前 的 燃烧率 和料 柱流 体力 学的 特征（ 即料柱 透气性 能否保 证煤 气顺 利通 过料 柱 ， 保
（ ４ ） 风 口前燃烧 带有所 扩大 ， 这是 因为 水蒸 气的分解 吸热 降低了燃烧 温度 ， 使 碳的燃 烧速 度变慢 ， 同时Ｈ２ 和Ｈ２ Ｏ 的扩散 能力较 Ｃ Ｏ 和Ｃ Ｏ ２ 强， 按煤 气 中Ｃ Ｏ ２
并没有 什么 影 响 。 Ｍｎ Ｏ 还原 成Ｍｎ 时需 要 吸收大 量 的热 ， 需要 有 足够 的热 量来
度可提高５ ～６ ℃， 这样从维持炉缸热状态角度来说 ， 在其它冶炼条件不变的情 况下 ， 鼓风 每脱 湿 ｌ ｇ ／ ｍ ， 可 以提高 喷煤 量 １ ． ５ ～２ ， Ｏ ｋ ｇ ／ ｔ ， 效果 十分 明显 。
工 业技 术
Ｃ ｈ ｉ ｎａ ｓ ｃｉ ｅ ｎ ｃ ｅ ａ ｎｄ Ｔ ｅ ｃ ｈ ｎｏ ｌ ｏ ｇ ｙ Ｒ ｅ ｖ ｉ ｅ ｗ
●Ｉ
高炉 鼓 风 机 的 脱 湿 技 术
杨 杰
（ 西 安 陕鼓动 力股 份 有 限公 司 ７ １ ０ ０ ７ ５ ） ［ 摘 要］ 本 文介绍 了 适合 采用脱 湿 鼓风 的高 炉生 产条 件 以及脱 湿方 法 的选择 和 节焦增 产 的 效果 。 ［ 关键词］ 高炉 鼓 风 脱湿 节 焦

脱湿技术在高炉鼓风上应用的可行性分析【摘要】随着国内外钢铁产能的增长，经济效益对于钢铁企业越发重要。

而高炉脱湿可以提高高炉鼓风的送风温度，稳定高炉运行炉况，降低高炉的能耗，以及降低炼铁焦比，提高喷煤比，从而降低能源消耗成本，提高经济效益，因此很有必要采用高炉鼓风脱湿技术。

【关键词】脱湿技术高炉鼓风应用可行性1 前言自然鼓风的湿分即是大气自然湿分即空气绝对湿度。

空气绝对湿度取决于空气温度和相对湿度，随着气温的升高，大气饱和湿分（相对湿度100%）增加。

温度不变时，随着相对湿度的提高，实际含湿量上升。

因此，大气温度确定了湿分的最大变化范围，而相对湿度则决定了该温度下的实际湿分。

一年四季随着气温的变化，大气湿分会发生很大的变化，从冬季的不足1g/m3达到夏季最高的40g/m3以上。

即使在同一温度下，湿分也可能发生很大的变化，特别是在气温偏高的条件下。

如中国南方沿海地区及印度尼西亚等地气候，平均气温高、相对湿度大，因而湿分偏高，特别是夏季的高温多雨季节。

我国大部分钢铁厂热风炉普遍技术落后、风温偏低，与国际先进水平相比低100～150℃，仍然是我国炼铁技术中与国际先进水平差距最大的地方。

现在我国高炉风温大多在900～1000℃左右，要提高到1100～1300℃，潜力还很大。

国外先进水平的风温已经达到1500℃，国内风温先进水平也已经达到1450℃。

每提高100℃风温约降低焦比4%～7%（约16～28kg/t铁），提高产量3%～4%.在当前能源紧张的形式下，迫切地需要进一步提高风温。

利用脱湿技术，能够解决高炉鼓风温度、湿度变化的问题，从而增加炼铁生产能力，提高企业效益，同时具有减排带来的社会和环境效益。

2 预计节能量概算项目节能的理论依据如下：（1）高炉内：理论燃烧温度：从式中可看出，如果在保持理论温度不变的情况下，增加q风和减少q吸皆可减少q碳和q焦，达到节焦的目的，而增加q风和减少q吸就是要增加热风温度和减少空气和焦煤中的含水量。

试验结果表明， 供试品溶液置室温、 密闭放置 8 小时， 稳定性较好。 2.6 样品测定 取本单位购买的 10 批丹参药材， 照修订后 【含量测定】 项下方法测定总 酚含量。结果见表 6。 表 6 10 批样品中总酚含量测定结果
从 10 批药材含量测定结果可看出， 10 批药材总酚平均含量为 20.6%， 20.6%×80%=16.5%。 本品总酚含量均在 16.5%之上。 因此， 确定本品含总酚以 原儿茶醛 （C7H6O3 ） 计， 应不低于 16.5%。 3 结论 此方法比原方法简单、 快速， 更能能准确的对单身药材中总酚进行有效 的控制。民营科技2011 年第 3 期
妍
万元。增产所带来的效益达 250 万元。降低风机电耗， 节电 900 多万元。 以上几项产生总效益约 6000 万元。 扣除全年蒸汽消耗量、 冷却水补充消 耗量的费用及电费， 预计脱湿鼓风装置年净利润约为 4800 万元。 4 结论 2010 年 6 月莱钢 1#1880m3 高炉采用脱湿鼓风装置以来，鼓风机风 量增加 5%~7%； 平均降低焦比 0.8kg/t， 节约焦炭 1.7%左右； 平均多喷煤 粉约 17kg/t。由此可见， 高炉脱湿鼓风装置可降低湿度、 降低焦比、 稳定 炉况、 增加风量、 提高产量、 提高喷煤量、 减少炼铁成本其经济效益显著。 参考文献 [1] 信保定， 侯惠钢.高炉鼓风机过滤器的选择[J].化工设备与管道， 2001， 5： 26. [2] 殷瑞钰.关于钢铁工业的节能问题—— —钢厂制造过程中的能源消耗 和余能利用[J].冶金能源， 1997， 16 （3 ） ： 3.
试验方法： 取重复性试验 6 号喷干粉， 照修订后 【含量测定】 项下总酚含 量测定方法制备供试品溶液， 于 0、 2、 4、 6、 8 小时处照修订后 【含量测定】 项下 方法测定供试品溶液中总酚的含量， 计算 RSD 值。结果见表 5。 表 5 稳定性试验结果 （n＝5 ）

第２９卷第３期
２ ０ ０
３年３月
山
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文章编号：１００９．６８２５（２００３）０３．∞舛－０２
高炉脱湿鼓风技术的应用分析
侯惠刚
摘要：高炉脱湿鼓风技术随着喷吹技术的发展而迅速发展。阐述了高炉脱湿鼓风技术之所以得到发展的原因。介绍 了高炉脱湿鼓风的方式，分析了各脱湿鼓风方式的利弊，以供用户结合自身条件选用。 关键词：脱湿，鼓风．燃料，经济效益
万 方数据
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第２９卷第３期 ３年３月
侯惠刚：高炉脱湿鼓风技术的应用分析
Ｈ２（卜＋Ｈ＾＋ｌ／２喝一１０８ ０１９．９，Ｕ／ｍ３。 鼓风中Ｉ ｇ水分解时消耗的热照，相当于热风温度降低值ｌ， 可用Ｆ式估算：
￡ｌ＝２２
３高炉脱温鼓风的利弊分析
１）高炉鼓风脱湿可以降低焦比。由于脱湿使热风中的水分 减少，从而减少了这部分水的水解热，使高炉焦比得以降低，现
５．３跑绳拉力校核 计算公式：Ｐ＝叫，
式中：Ｐ＿—一跑绳拉力；
６．４正式起吊
由吊装总指挥发出起吊信号，同步控制台操作人员启动控制 开关启升开始。各个吊点运行要同步，提升速度１ ０００咖∥ｒＩｌｉｎ。
ｔ；
ｐ——起重量（令吊索具重）２５
Ｐ：２５×０ ０９９＝２ ４７５
ｔ。
相邻吊点问的高差不得大于１００ ｍｍ。提升至高度后（就位标高＋
ｗ。＝（Ｑｌ＋Ｑ２）￡得出￡＝（Ｑｌ＋Ｑ２）／忱。，
式中：￡——山于喷吹物被加热、分解吸热引起炉缸温度降低，而 需要补偿的热风温度值，屯； ｒ——高炉每ｔ生铁耗风量，对中型高炉取Ｐ＝
ｌ
脱湿很少堪至无湿可脱，这样经济效益甚差。仪此一点，就有可

Ａｐ ｉａ ｉ ｎ ｏ ｈ ｐｌ ｔｏ ｆＤｅ ｕｍ ｉ ｉ ｅ ａ ｔＴｅ ｈ ｌ ｇ ｎ ６ ０ ｍ ３ ｉ ｏ ｒ ｃ ｄ ｆ ｄ Ｂｌ ｓ ｃ ｎｏ ｏ ｙ ｉ ３ ５ ／ ｎ Ｂｌ ｗｅ ｉ ｍ
Ｌ ｉｎ ｈ ｎ Ｉ ａ ｚｅ Ｊ
（ｒｒｙＳ ｕｃｓａｄＰ ｗ ｒＣ ｎｅ， ａｚ ｉｕ ｗ． ｆＶｎ ｄｕ Ｃ ．Ｌｄ， ａｚ ｉｕ， ｉｈ ａ １ ０ ０ Ｃ ｉａ Ｅｔｇ ｏ ｒｅ ｎ ｏ ｅ ｅ ｔｒＰｎｈｈａＮｅ ｓ — ａ ａｉｍ ｏ， ｔ．Ｐ ｎｈｈ ａ Ｓｃｕｎ６ ７０ ， ｈｎ） ｅ ｅ
Ｎｅ ｔ ｅ－ ｎ ｄ ｕ Ｃ ．Ｌ ｄ ｗ ｓ ｒ ｓ ｎ ｅ ． ｎ ｉ ｇｅ ｅ ｔ ｆ ｈ ｅ ｕ ｄ ｆ ｄ ｂ ａ ｔ ｅ ｉｅｗ ｓａ － ｗ Ｓ ｅ ｌ Ｖａ ａ ｉ ｍ ｏ， ｔ ａ ｅ ｅ ｔ ｄ Ｒｕ ｎ ｎ ｆ ｃ ｅ ｄ ｈ ｍｉ ｉ ｅ ｌｓ ｄ ｖ ｃ ａ ｎ ｐ ｏｔ ｉ ａｙ ｅ ． ｈ ｅ ｕ ｄ ｆ ｄ ｂ ａ ｔ ｅ ｈ ｏ ｏ ａ ｏ ｓ ｅ ａ ｌ ｃ ｅ ｓ ｄ ｔ ｅ ｂ ｏ ｒｃ ｐ ｃｔ ． ｅ ｒ ｔ ａ ｌ ｚ ｄ Ｔ ｅｄ ｈ ｍｉ ｉ ｅ ｌｓ ｃ ｎ ｌｇ ｈ ｓ ｎ ｉ ｒ ｂ ｙｉ ｒ ａ ｅ ｌｗｅ ａ ａ ｉ Ｔ ｏ ｅｉ ｌ ｉ ｔ ｙ ｃ ｄ ｎ ｈ ｙｈ ｃ ａ ａ ｙ ｉ ａ ｄ ｏ － ｉ ｎ ｐ ｃ ｉｎ ｒ ｓ ｌ ｈ ｗ ｄ ｔ ａ ｈ ｅ ｕ ｄ ｆ ｄ ｂ ａ ｔ ｅ ｈ ｏｏ ｌ ｎ ｔａｆｃ ｎ ｓｓ ｎ ｎ ｓｔ ｉ ｓ ｅ ｔ ｅ ｕ ｔ ｓ ｏ ｅ ｈ ｔ ｅ ｄ ｈ ｍｉ ｉ ｅ ｌ ｓ ｔ ｃ ｎ ｌ ｇ ｗｉ ｏ ｆ ｔ ｌ ｅ ｏ ｓ ｔ ｉ ｙ ｌ ｅ
ｃ， ｃ 月均绝对湿度最高达 ２ ．ｇ 。 — ０ ４ ｍ ， １ 月份月均 ３／ ５ 绝对湿度超过 １ 咖 ，攀枝花的高气温影响风机风 ８ 。

浮托法在官厅水库E L5J 风机整体拆除的应用!!于!雷 高志钊!环球海洋工程!天津#有限公司"天津!&$$%+"#摘要!在内陆水库湖泊中"风机整体拆除技术目前在国内属于空白"用于海上风机拆装的常规技术%装备无法使用$为了解决官厅水库金风科技"-+6^风机拆除的难题"采用岸边挖泥建设临时码头"单体浮箱工厂预制"逐个运输码头拼装"组成浮体平台"在极浅水作业水深"采用浮托法整体拆除技术"提高了施工安全性"节省了材料和施工时间"拆除方便$本文介绍了浮托法整体拆除风机的设计思路和工程实践"为类似项目提供借鉴$关键词!官厅水库&"-+6^风机&浮体平台&浮托法&整体拆除中图分类号 ],+文献标志码 =文章编号"$'+,"',!"$"&#$$+"$,!"# !$-!"$.,'/001-"$'+,"',-"$"&-$%-$.D /"'4Z "S %(J %4*"!822/#)'4#"-0"(?[L5J 5#-!6B (9#-%H -4%,('/$%7"S '/#-C B '-4#-,$%&%(S "#(_)B 07;5*Z2H 7U H A /E N ?+R &?G ,,82+'$>*3/*$$'/*3a 5/&*D /*b =+H 0I (J H 05/&*D/*E ;;<L :0=2/*&F 89&4(')4!C 979K A 98N 0L 0N Q /7N LA 98K A T 0L ;1H 07910:N A K N 0O /Q A K 10S H 9/K /:P /@M 7981?N J 790L 7L S ?N N 091K P J K A 9T 79[H 79A ;*L 1H 0S /9Q 0917/9A K 10S H 9/K /:P A 980e ?7I O 091?L 08@/N /@@L H /N 0M 7981?N J 79087L A L L 0O J K P S A 99/1J 0?L 08R 79/N 80N 1/L /K Q 01H 0I N /J K 0O/@5/K 8M 798D 0S H 9/K /:P I N /8?S 08"R +6^M 7981?N J 790N 0O /Q A K 795?A 9179:\0L 0N Q /7N ;A @K /A 1I K A 1@/N OA L L 0O J K 08J P L /O 0I /91//9L A 110O I /N A N P M H A N @;1H 010O I /N A N P M H A N @J ?7K 1J P 8N 08:79:/91H 0L H /N 0;1H 0L 79:K 0I /91//97L I N 0@A J N 7S A 108791H 0@A S 1/N P A 981H 01N A 9L I /N 11/M H A N @M H 0N 0A L L 0O J K 08/90J P /901/@/N OA @K /A 179:I K A 1@/N OR D H 0@K /A 1X /Q 0N 7910:N A K N 0O /Q A K 10S H 9/K /:P A I I K 708790h 1N 0O 0K P L H A K K /M M A 10N80I 1H ;M H 7S H 7O I N /Q 0L S /9L 1N ?S 17/9L A @01P ;L A Q 0LO A 10N 7A K L A 98S /9L 1N ?S 17/917O 0;A 987L S /9Q 097091@/N 80O /K 717/9R D H 7L I A I 0N 791N /8?S 0L 1H 080L 7:9780A A 9809:7900N 79:I N A S 17S 0/@7910:N A K N 0O /Q A K /@M 7981?N J 790J P @K /A 1X /Q 0NO 01H /8;H /I 0L S A 9I N /Q 780N 0@0N 09S 0@/N L 7O 7K A N I N /Y0S 1L R :%;<"(!&!5?A 9179:\0L 0N Q /7N V "R +6^M 7981?N J 790V @K /A 1I K A 1@/N OV @K /A 1X /Q 0N V 7910:N A K N 0O /Q A K 10S H 9/K /:P =!引!言伴随着我国海洋石油行业的发展"导管架及平台组块越来越大型化"这就使得采用传统安装方法"动用大型起重设备"一来费用高昂"二来起重设备的更新跟不上海上平台的增长速度$在这种情况下"浮托法成为了解决上述问题的一个有效途径+!,$随着风电技术的快速发展"风电已成为世界可再生能源发展的关注点$风能的开发利用不会造成大气污染和产生任何有害物质"可减少温室效应气体的排放"环保价值可观$官厅水库附近的风能资源较丰富"风速高"湍流强度小"开发受土地限制%噪音%电磁波干扰等问题的影响小"已经进行了较大规模开发$"$$(年开始建设鹿鸣山风电场一期"有金风科技"-+^6风机样机一台"于"$$'年安装在水库岸边开始运行$近两年来由于水库扩容"部分风机基础已经被淹"受到水浸泡的腐蚀和波浪冲击$环境条件改变"已经和原来陆地使用的设计不符"存在倒塌风险"业主决定先期拆除回收$本文借鉴海上油气行业浮托法施工原理与方法"结合本工程!作者简介(于雷!!',,)!#"男"硕士"工程师"主要从事海洋工程结构专业方面的研究$第!$卷!第%期!"$"&年!"月海洋工程装备与技术Z [W *4W 45C 4W W \C 45W >)C ]^W 4D*4<D W [34Z B Z 5_`/K -!$"4/-%<0S -""$"&第%期于雷"等(浮托法在官厅水库"-+6^风机整体拆除的应用*+&!*!实际"详细阐述浮托法在水库中整体拆除风机的应用"为以后海上风电的整体安装与拆除提供借鉴$>!设计和方案的选择我国经济正处于快速发展阶段"对于能源的需求与日俱增"同时又面临着环境恶化的压力"因此"发展清洁能源成为了我国发展规划中的重要方向$我国海域幅员辽阔"可利用的风能资源预计超过亿千瓦$可见"发展海上风力发电场"必将成为我国未来电力战略部署与发展的重点+",$目前"我国海上风机拆装技术正处于摸索阶段""$!+年金风科技在渤海湾采用!"$$1浮吊整体拆除了绥中&(!油田的!-+^6示范风机$拆除的上部风机包含塔筒以上部分以及塔筒底座"固定在浮吊上"运输回码头后再拆解"是国内海上风机拆装的首次尝试$"$!,年"珠海桂山海上风电场示范项目进行了国内首次整机安装"工程效益大大提高+&,$而在内陆水库湖泊中风机的拆除"目前国内没有先例$相较于海上风电"水库湖泊一般较为封闭"大型船舶无法进入&由于水深较浅"大型船舶也无法作业"比如官厅水库"-+6^风机被水淹没后"水深仅为!-.O $在这种极浅水作业"用于海上风机拆装的常规技术%装备无法使用$为了解决这两个难题"使用拼装式浮体平台"采用浮托法整机拆除技术"提高了施工安全性"节省了材料和施工时间"拆除方便+%,"如图!所示$图!!浮体平台f 支撑框架俯视图和上部风机固定后的轴侧图a 7:-!!a K /A 1I K A 1@/N O I K ?L L ?I I/N 1@N A O 0Q 0N 17S A K Q 70M A 98M 71HM 7981?N J 7907L /O 01N 7S Q 70M!-!!官厅水库环境参数项目位于河北省张家口市怀来县官厅水库"气候干燥"昼夜温差大"见表!$施工在寒冷的冬季进行"选定适合的时间窗口"满足设计要求"降低环境力对施工影响$表>!官厅水库环境参数6'9E >!C B '-4#-,$%&%(S "#(%-S #("-7%-4'/2'('7%4%(&最大吃水波高风速在位工况!-.O 4*!+O 'L运输工况!-"+O$-&O!$O 'L!-"!金风"-+6^风机的参数风机塔筒以混凝土基础底座法兰为分界面"基础法兰以上结构高度约为'+-+O "见表""需整体拆除"这部分结构重达%!'1"垂直方向的重心在水面以上近($O "如图"所示$表!风机整体拆除部分重量重心表 水面标高为基准=点6'9E ?!C ('S #4;)%-4%("0<#-!4B (9#-%(%7"S '/2'(4 <'4%(/%S %(!'4B 7\%(" 部件重量'1长度'O重心高'O下柱+%-'!"(中下柱+,-"!,-,"$-.中柱%.-&!.-!&.-,中上柱%"-,"$-'+.上柱%$-"",-+,.-'叶轮+%-%%.u &!$$机舱"'!$$发电机++!$$电缆!$-.+$螺丝&+$总计&'+-++'-(考虑+c 系数%!'-!!+'-(!施工设备介绍根据前期勘察"由临时码头至施工现场路由水深在!-.O 左右"考虑风机运输安全"返航时最大吃水保持在!-"+O $为了应对苛刻的吃水要求"特为此次施工设计拼接式浮箱"如图&所示浮箱采用标准化尺寸!"Ou &Ou "O $根据浮箱各位置受力不同"分为普通受力浮箱和集中受力浮箱$集中受*+%!*海洋工程装备与技术第!$卷图"!基础浸泡在水中的"-+^6风机a 7:-"!a /?98A 17/9L ?J O 0N :08"-+^6M 7981?N J 79力浮箱在普通受力浮箱的基础上进行了结构加强$浮箱顶部预留水泵接口"潜水泵放置在浮箱底部"通过控制潜水泵吸水%排水"对浮箱进行压载和排载$图&!浮箱定位拼接和加强拼接a 7:-&!]/91//9L /N 7091A 17/9A L L 0O J K 0A 98L 1N 09:1H 09A L L 0O J K 0浮体平台在临时码头拼接"浮箱陆地运输到官厅水库临时码头后"吊车将其吊装入水"之间进行螺栓的初步定位拼接&然后"在浮箱顶部甲板布置纵横多道3'$$双拼型钢"实现后续加强拼接$拼接浮箱作为浮体平台"上面设置支撑框架"支撑框架采用抱桩式和风机塔筒焊接固定"抵抗高重心的上部风机在环境条件和浮体运动下产生的倾覆力矩++,"如图%所示$图%!支撑框架现场安装a 7:-%!G ?I I/N 1@N A O 0@70K 879L 1A K K A 17/9@!具体实施&-!!施工流程根据浮托法作业流程"本次风机整体拆除步骤如下(浮体进船就位'浮体压载'连接风机与浮体'排载"载荷转移"风机与基础分离'退船"浮体返航+(,$&-"!浮体拖航就位由于施工地点处于内陆水库"传统抛锚艇%拖轮无法进入$为解决浮体平台拖航%起抛锚问题"动员动力舟桥"通过陆地运输到码头"吊装入水$动力舟桥帮靠浮体"从码头牵引至"-+^6风机处$浮体使用五锚定位"在距离风机!$$O 处停船"动力舟进行抛锚作业&浮体初步定位后"通过绞锚前进"使浮体向风机前进直至风机进入浮体)型缺口内$&-&!浮体压载并焊接风机浮体平台就位后"开始压载"向每个浮箱内注水至浮体吃水!-(+O $压载完成之后"进行焊接作业"上部风机的下柱%中下柱和浮体平台及其上的支撑框架通过连接杆完成固定"如图+所示$&-%!浮体排载顶起风机所有焊接作业完成并经4<D 检测无缺陷后"作业人员进入风机塔筒内部"拆除风机基础底座螺第%期于雷"等(浮托法在官厅水库"-+6^风机整体拆除的应用*++!*!图+!支撑框架和风机焊接固定a 7:-+!G ?I I /N 1@N A O 0@7h 08M 71HM 7981?N J 790J P M 0K 879:栓"解除风机塔筒与基础的连接&然后"浮体排载$排载过程中"浮体平台吃水从!-(+O 变为!-"+O "风机重量逐渐转移至浮体平台上+,,$由于风机重量大"重心高"产生的倾覆力矩大+.,$因此"在排载作业过程中"浮体不能出现较大横倾%纵倾角度"必须保证整体水平度$基于此考虑"将排载过程细化"分为,个步骤"并以计算数据为依据"确定排载程序"最大限度避免浮体倾斜$在排载的过程中"浮体所受浮力逐渐增加"直至浮力大于风机与浮体重量总和时"浮体将风机浮托起脱离风机基础后"停止排载+%,$使用=091K 0P ^/L 0L 对浮体平台建模并进行静水力计算"结果如图(%表&和表%所示$图(!^/L 0L 模型中各浮箱编号a 7:-(!4A O 0/@1H 0I /91//979^/L 0LO /80K 表@!排载步骤6'9E @!3'//'&4#-,&4%2步骤步骤!步骤"步骤&步骤%步骤+步骤(步骤,步骤.舱室舱内压载水深度'O!G !-,+!-,+!-,+!-,+!-,+!-,+!-,+$-&."G !-,+!-+!-+!-"(!-$!$-,"$-("$-!"&G !-,+!-%'!-%'!-""$-'($-(%$-+"$-!"%G $$$$$$$$+G !-,+!-%+!-%+!-!+$-.+$-%'$-&$-!"(G $$$$$$$$,G !-,+!-,+!-%"!-$.$-,%$-&%$-"$-".G !-,(!-,(!-%!-$%$-('$-"($-"$-!"'G !-,(!-,(!-,(!-,(!-,(!-,(!-,($-!!$G $$$$$$$$!![$$$$$$$$!"]$$$$$$$$!&]!-,+!-,+!-,+!-,+!-,+!-,+!-,+$-%"!%]!-,+!-,+!-+!-"(!-$!$-,"$-("$-!"!+]!-,+!-,+!-%'!-""$-'($-(%$-+"$-!"!(]$$$$$$$$!,]!-,+!-,+!-%+!-!+$-.+$-%'$-&$-!"*+(!*海洋工程装备与技术第!$卷!续表#步骤步骤!步骤"步骤&步骤%步骤+步骤(步骤,步骤.舱室舱内压载水深度'O!.]$$$$$$$$!']!-,+!-,+!-%"!-$.$-,%$-&%$-"$-!" "$]!-,(!-,(!-%!-$%$-('$-"($-"$-!" "!]!-,(!-,(!-,(!-,(!-,(!-,(!-,($-!<B!$$$$$$$$<B"$$$$$$$$表A!排载过程中浮体吃水与载重量变化6'9E A!I('04#-,'-!/"'!#-,)*'-,#-,"02"-4""-9'(,%#-9'//'&4#-,2(")%&&步骤吃水'O浮力'1载重量'1!!-(+!&&'-,+"%-."!-(+!&&'-,("%-.&!-(+!&&'-,,"%-.%!-(+!&&'-,."%-.+!-(+!&&'-,'%&-'(!-(!"''-!'%&-',!-"+!$!'-+'%&-' !!由上表可知"在第+步时"风机重量恰好等于排出水的重量$此时风机即将被顶起"到第(步时"风机已经离开基础法兰面"重量完全由浮体平台承受$&-+!浮体返航风机塔筒与基础脱离"+S O以上后"通过绞锚移船"浮体平台退船离开风机基础至一定安全距离后"动力舟桥起锚并拖带浮体返航回到码头$A!关键点的计算校核浮体平台长",O"宽&&O"型深"O"顶起风机后"浮体平台自重%支撑框架%上部风机和其他附属结构的全部重量为'%&-'1&当浮体平台吃水!-"+O 时候"提供的浮力为!$!%-,+1"各浮箱中压载水总重,$-.+1$%-!!静水力计算在静水力计算中"重点考虑风倾力矩对整体结构的影响+',"使用4*]*软件计算"如图,所示$风压计算公示(@X,i j"i=2i=8图,!4*]*坐标系a7:-,![//N879A17/9L P L10O794*]*其中"@为风压"单位4'O"&,X$^(!!&j为风速"单位O'L&=2为高度系数&=8为形状系数$风力计算公式(]X@i-其中"]为风力"单位4&@为风压"单位4'O"&-为受风面积"单位O"$风机扇叶垂直迎风受风面积最大"产生最大倾覆力矩为此方向为'$y"见表+和表($环境条件(吃水!-"+O"横摇$y"纵摇$y"风速为!$O'L$表L!]=^方向风倾力矩6'9E L!5#-!7"7%-4#-]=^C10Oj'!O'L#[Z W a*\W*'O"6C4<]\W G G)\W'!1'O"#6C4<a Z\[W'16C4<^Z^W4D'1O3)B B!$-$!-$$!(-+$-$!$-!$-!g*[b!!$-$!-+$%(-+$-$!$-%&-+g*[b"!$-$!-+$%(-+$-$!$-%&-+g*[b&!$-$!-+$%(-+$-$!$-%&-+6C4<D)=W!$-$$-+$%$"-!$-$!!-&($-!=B*<W!!$-$!-"$!%%-$$-$!!-!!",-.=B*<W"!$-$!-"$!%,-!$-$!!-!.'-'=B*<W&!$-$!-"$!%,-!$-$!!-!.'-'第%期于雷"等(浮托法在官厅水库"-+6^风机整体拆除的应用*+,!*!表Q!]=^方向稳性校核6'9E Q !14'9#/#4;)*%)Y 0"(]=^C 10O\W >*D D `)4C D G D *D`-^C 4*\-*N 0A ?980N52S ?N Q 0$-$($$-$($O N A 8Z b `-\*45W -^79-\A 9:0/@G 1A J 7K(-$$$'-.((80:Z b `-\W G a \-!'"/@@N 00J /A N 89/1$-"+$$-+$%O Z b `-5^!-$"%-'."OZ b%-"!水动力计算浮体和风机返航运输过程中的水动力计算使用=091K 0P ^/L 0L 软件"设计吃水!-"+O 时"各部分重量重心数据如表,所示$表W !重控数据6'9E W !5%#,*4)"-4("/!'4'C 10O607:H 1'1[Z 5'O =U=9=K ]N 7O A N P a N A O 79:!79S K ?879:L 0A @A L 10979:#'(-$!!%-'.-,"57N 80N !%(-$&!%-'!!-"&D ?N J 790%!'-!!+-'++.-+.*9S H /N50A N%$-,,!+!-"=A N :0!M 71H S 0N 1A 79J A K K A L 1#"%"!&-!+'v $-"+D /1A K'%&-'!!%-'"(",-$,!!环境条件(有义波高$-+O "波浪周期"-+$,L"波谱类型g Z 4G 6*]波$计算基于三维势流理论+!$,"重点分析整体重心的运动响应情况"见表.$表_!重心最大运动幅度6'9E _!J'O #7B 77"4#"-"0.P C 6A Q 030A 879:'!y #G ?N :0'O G M A P 'O 30A Q 0'O \/K K '!y #]71S H '!y #_A M '!y #$$-("$-$%=-L >$-!!>-A _$-&%%+$-%$$-&+$-&%$-''!-"'=-]Q '$$-"(=-Q W $-%&?->L $-'($-%"!&+$-(%$-+$$-&,!-+$$-(,$-(,!.$$-++$-$%$-&!$-!&$-(.$-""""+=-Q L $-+$$-&,$-,($-,,$-,'",$$-"+$-(($-%&"-!!!-$($-%,&!+$-%"$-%"$-&(!-$+!-&!$-,%!!由上表可知"不同波浪工况下浮体平台的运动状态+!!,"尤其注意横摇最大角度"-!+y与纵摇最大角度!-%.y$%-&!浮体平台强度校核平台强度校核使用*4G _G 软件"首先对平台受力进行统计"见表'$表]!受力情况6'9E ]!R "'!."-!#4#"-C 10O607:H 1'T 4G 0K @X M 07:H 1"%"$57N 80N !%($D ?N J 790%!'!G ?I I /N 1@N A O 0M 07:H 1'($W h 10N 9A K M A 10N I N 0L L ?N 0!!.(.=A K K A L 179:K /A 8,!$D /1A K"!($'!!分别对3'$$双拼梁%浮箱甲板%浮箱舱壁%浮箱底施加相应外力"得到计算结果及应力云图如表!$和图.$!!所示$表>=!各部分等效应力6'9E >=!U "-J #&%&&4(%&&0"(#-!#S #!B '/)"72"-%-4&C 10O ^A h -G 1N 0L L '^]A *K K /M A J K 0L 1N 0L L '^]A )L A :0a A S 1/N 57N 80N L !..-'!"%!-+$-,.=A N :0O A 7980S T !($-%.!(%-+$-'.=A N :0J ?K T H 0A 8!,.-&,!(%-+!-$."=A N :0J /11/O80S T ".$-.(!(%-+!-,!"*+.!*海洋工程装备与技术第!$卷图!$!舱壁等效应力a7:-!$!`/9^7L0L G1N0L L@/N=A N:0=?K T H0A8。