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第二篇 高炉送风与煤气除尘第八章 高炉鼓风机高炉鼓风机是高炉送风系统的组成部分（送风系统包括鼓风机、热风炉、冷风管道、热风管道、混风管道、煤气管道以及管道上的阀门等）。
高炉鼓风机分为轴流式和离心式两大类。
目前，轴流式鼓风机的能力已达到：风量10000m 3/min ；风压0.7MPa ；功率70000KW 。
离心式鼓风机风量已达5000m 3/min ；风压0.45MPa ；功率22000KW 。
第一节 炼铁生产对鼓风机的要求1、足够的送风能力高炉鼓风机出口风量包括高炉入炉风量及送风管路系统的漏风损失。
q v =(1+k)q 0式中 q v ——高炉鼓风机出口处风量，m 3/mink ——送风管路系统的漏风损失系数，在正常情况下，大型高炉k=0.1，中型高炉k=0.15，小型高炉k=0.2。
q 0——高炉入炉风量，即在高炉风口处进入高炉内的标准状态下的鼓风流量，m 3/min 。
高炉入炉风量由下式计算：q o =V 有效×I ×ν1440式中 V 有效——高炉有效容积，m 3；I ——冶炼强度，t/m 3.dν——每吨干焦的耗风量，m 3/t每吨干焦的耗风量主要与焦炭灰分和鼓风湿度有关，一般在2450~2800m 3/t ，它可根据炉料及生铁、煤气的成分计算。
ν= ×1000式中K P j ——每吨生铁消耗的湿焦炭量，t/t ；P t ——每吨生铁消耗的石灰石量，t/t ；P a ——每吨生铁消耗的烧结矿量，t/t ；C j ——焦炭的固定碳含量，%；C i ——石灰石的含碳量，%；C a ——烧结矿的含碳量，%；C t ——生铁的含碳量，%；α——氮气在空气中的含量与在煤气中的含量的而笔直，一般采用1.35~1.40；CO 2、CO 、CH 4——各种气体在高炉煤气中的体积含量，%。
高炉鼓风机出口风量也可根据燃烧强度（要扣除富氧）计算燃烧所需要的最大风量，加上热风炉换炉时风机自动补风的要求，再加上漏风损失。
高炉的“心脏”—鼓风机原理及问题处理【案例概述】鼓风机通过吸进大量空气经过加压，增大了空气的压力，从而形成一定的压力和流量的气体。
经过风压以及风量调节之后，输入到高炉的一种动力机械。
鼓风机的作用：高炉冶金生产中需要大量的氧气作为化学反应的原料，从而为高炉中的烧结矿料能充分燃烧。
鼓风机通过吸入大量空气进行加压，形成一定的风压和风量，最终输入高炉中燃烧。
高炉鼓风机是高炉生产运行的关键，从高炉的英文名称“BlastFurnace”可以看出，Blast指的就是鼓风的意思。
可以说，高炉鼓风机就是高炉的心脏，为高炉运行提供源源不断地动力。
实际生产中经常说的“有风才有铁”就是这个道理。
按照目前的国内高炉实际运行情况估计，国内高炉保守数量900座，风机数量与高炉数量比例1.2，那么鼓风机数量在1080台左右。
提高鼓风机的效率、稳定率对于国内炼铁工业的稳定和成本控制具有十分关键的意义。
一、分类鼓风机的类型很多，按照鼓风机的动力类型、气流方向等进行划分，可以分为以下几种：1.驱动类型:对大容量高炉鼓风机组，通常分为汽动机组和电动机组，电动鼓风机组由电动机驱动风机运转，对厂区电力系统的稳定性要求较高；汽动鼓风机组由汽轮机驱动风机运转，对汽轮机、锅炉及其辅机系统的稳定性要求较高。
2.气体流动方向分为罗茨式鼓风机、轴流式鼓风机、离心式鼓风机。
二、风机选型目前国内外的高炉鼓风机均采用叶片式风机,主要有离心式和轴流式两大类。
离心鼓风机具有结构简单,运行可靠,设计点效率高,噪声较小等优点；轴流式鼓风机具有结构紧凑、体积小、重量轻、负荷调节性好、使用范围宽、风机转动惯量小、电机易启动等特点,所以在大型化和现代化高炉上被广泛使用。
离心式鼓风机结构简单,安全可靠,但其体积庞大,转子特重,安装和维护不方便,电机的启动也非常困难。
另外还要附加盘车等辅助装置,使成本提高,所以在大型高炉上通常不采用该种风机。
但是,使用离心式鼓风机可以比使用轴流式风机少用一台风机和电机,减少设备的一次性投入,运行3年左右即可收回购买轴流式风机多支出的投资。
高炉鼓风机除湿原理
高炉鼓风机为高炉提供所需的高温风量,其中风量的干燥是确保高炮正常运行的关键因素之一。
高炉鼓风机的除湿原理主要基于以下几个方面:
1. 压缩冷却原理
高炉鼓风机在运行时,会将空气压缩并加热。
根据理想气体定律,当一定质量的气体被压缩时,其温度会升高。
升高的温度使得空气中的水分子获得更多的运动能量,从而增加了水分子逸出的可能性。
2. 表面冷凝原理
压缩后的高温空气会经过冷却器,使空气温度降低。
当空气温度低于露点温度时,过剩的水分会在冷却器表面形成condensate(液态水)并被排出,从而实现除湿。
3. 吸附原理
一些高炉鼓风机系统还会使用吸附剂(如硅胶等)对残余水分进行吸附,进一步降低空气中的水分含量。
4. 膜分离原理
少数鼓风机系统采用膜分离技术,利用半透膜的分子筛选作用,将水分子从空气中分离出来。
通过上述原理,高炉鼓风机可以有效地除去空气中的水分,为高炉提供干燥的高温风,从而确保高炉的正常运行和产品质量。
宝钢集团梅山钢铁 新3# 风机 主机为曼透平（MAN Turbo ） AV90-15可调静叶轴流风机；驱动为MAN 汽轮机;DCS 控制系统为霍尼韦尔（Honeywell ） PKS C300系统。
其布置如下：霍尼韦尔PKS 覆盖的功能范围：流程图例说明：系统共有G1-G11幅流程画面和相关的弹出子画面popup ，仪表操作面板Faceplate 和系统自带维护画面,如趋势，报警，参数设置等可直接点工具条上画面名称选择画面或按Shift+F1~ F10快捷键进入。
1： 模拟量汽轮机调速WoodWard 505布劳恩OVS 超速保护器软手操霍尼韦尔PKS C300DCS 系统风机-汽机 z 轴振动 z 轴位移 z 键相转速流程画面、 参数监视、主逻辑步骤和连锁条件显示、趋势查看、 事件查询 、各控制回路调节、报警处理、工作点运行状态显示DCS 故障自诊断(包括仪表线路诊断)等静叶角 防喘阀1 防喘阀2MCC 机柜回路控制，逻辑连锁 安全保护，MCC操作 数据采集监视报警机组启停，跳闸 防喘控制， 定风量定风压 定角度控制压力：油 风 水 流量：风 水 液位：油箱温度：轴系 油 水启机 升速转速调节 OPC跳闸与PKS联络： 硬接线本特利3500 轴系监视速关汽阀 超速保护 零转速新3# 机 MCC计量柜等高炉联络远程IO新3# 机DCS风机设备室 现场 3# 汽机3# 风机显示仪表位号，单位和当前数值，如闪烁表示出现过报警但未确认数字红色表示在报警中NaN 表示无效值，系统检测出仪表故障，超量程或断线等点击框中数字 会弹出仪表操作面板Faceplate ，再点工具条上按钮会进入此仪表点的趋势画面来自振动仪本特利3500的信号独有的指示NotOK: 探头故障 ByPass 测量的数值无效 OFF 通道关闭Alert 报警 Danger 达到跳闸值 TripMult: 触发跳闸功能关闭汽机 3取2 关键仪表信号1-3个故障指3个仪表是否故障1个异常是指某个仪表与其他仪表值差距超过delta 的数；3个异常是各个仪表差值都超过delta 的数 当3个仪表均故障时测量值以sub V 设定的替代值对3取2关键仪表， 2个故障，3个故障，3个异常时系统认为相关保护功能失效因此也触发跳闸模拟量仪表操作面板Faceplate图钉按钮：按下后此面板会固定，切换画面时继续保持 位号 位号说明量程上限 量程下限 工程单位报警设定指示：分别为 高高值 高值 低值 低低值 颜色表示报警级别：红色：紧急 黄色：高 青色：低 报警确认按钮 报警类型： PvHiHi 高高报警 PvHi 高报警 PvLo 高报警 PvLoLo 低低报警当前值的棒图和数字 PV 即过程值2：报警工具条当工具条Alarm 中背景闪烁时表示有新报警产生。
1.高炉鼓风机的定义高炉鼓风机是能将一部分大气汇集起来，并通过加压提高空气压力形成具有一定压力和流量的高炉鼓风，再根据高炉炉况的需要进行风压、风量调节后将其输送至高炉的一种动力机械。
从能量的观点来看，高炉鼓风机是把原动机的能量转变为气体能量的一种机械。
2. 高炉鼓风机的作用向高炉送风，以保证高炉中燃烧的焦炭和喷吹的燃料所需的氧气。
另外，还要有一定的风压克服送风系统和料柱的阻损，并使高炉保持一定的炉顶压力。
3. 高炉鼓风机的特性高炉鼓风机是高炉最重要的动力设备。
它不但直接提供高炉冶炼所需的氧气，而且提供克服高炉料柱阻力所需的气体动力。
现代大、中型高炉所用的鼓风机，大多用汽轮机驱动的离心式鼓风机和轴流式鼓风机。
近年来使用大容量同步电动鼓风机。
这种鼓风机耗电虽多，但启动方便，易于维修，投资较少。
高炉冶炼要求鼓风机能供给一定量的空气，以保证燃烧一定的碳；其所需风量的大小不仅与炉容成正比，而且与高炉强化程度有关、一般按单位炉容2.1～2.5m3/min的风量配备。
但实际上不少的高炉考虑到生产的发展，配备的风机能力都大于这一比例。
4.高炉煤气高压鼓风机（罗茨风机）鼓风，并且通过热风炉加热后进入了高炉，这种热风和焦炭助燃，产生的是二氧化碳和一氧化碳，二氧化碳又和炙热的焦炭产生一氧化碳，一氧化碳在上升的过程中，还原了铁矿石中的铁元素，使之成为生铁，这就是炼铁的化学过程。
铁水在炉底暂时存留，定时放出用于直接炼钢或铸锭。
这时候在高炉的炉气中，还有大量的过剩的一氧化碳，这种混和气体，就是“高炉煤气”。
这种含有可燃一氧化碳的气体，是一种低热值的气体燃料，可以用于冶金企业的自用燃气，如加热热轧的钢锭、预热钢水包等。
也可以供给民用，如果能够加入焦炉煤气，就叫做“混和煤高炉气”，这样就提高了热值。
5.怎样计算高炉煤气发生量钢铁行业主要工艺设备简单介绍:<br><br>高炉:炼铁一般是在高炉里连续进行的。
第一部分高炉鼓风机知识第一章高炉鼓风机定义及其分类一、高炉鼓风机的定义高炉鼓风机定义：它是能将一部分大气汇集起来，并通过加压提高空气压力形成具有一定压力和流量的高炉鼓风，再根据高炉炉况的需要进行风压、风量调节后将其输送至高炉的一种动力机械。
从能量的观点来看，高炉鼓风机是把原动机的能量转变为气体能量的一种机械。
鼓风机的作用：向高炉送风，以保证高炉中燃烧的焦炭和喷吹的燃料所需的氧气。
另外，还要有一定的风压克服送风系统和料柱的阻损，并使高炉保持一定的炉顶压力。
高炉鼓风设备是为冶炼高炉提供足够的含氧空气，它是高炉生产的重要组成部分。
由于高炉冶炼的连续性，要求鼓风机均匀地供给一定量的空气，另外还应有一定的风压，以克服送风系统和料柱阻力，并使高炉保持一定的炉顶压力，在整个冶炼过程中，由于原料、燃料、操作等条件的变化，引起炉况经常改变，也相应地要求供风参数也要变化，所以要求高炉风机具有一定的稳定调节范围和可靠的安全控制系统。
二、高炉鼓风机的分类㈠压缩机按排气压力分类通风机：P＞0.0142Mpa（表压）鼓风机：P＝0.0142～0.245Mpa（表压）压缩机：P＞0.245Mpa（表压）㈡按原理分1．容积式（间断流式）鼓风机，其主要分为往复式鼓风机和回转式鼓风机。
2．速度式（连续流式）鼓风机，其主要分为喷射式和透平式，透平式鼓风机按流体在叶轮中流动的情况分为三种，即离心式（径流式）、轴流式和混流式。
现代轴流式鼓风机按其静叶又可分为静叶可调式和静叶固定式；静叶可调式又包括全静叶可调式和部分静叶可调式两种。
现代离心式鼓风机又分为带中间冷却器和不带中冷器两种。
透平式鼓风机按其调节方式可以分为转速调节和静叶调节两大类。
目前动力厂的高炉鼓风机风压均大于0.245Mpa，严格而言应属压缩机范畴，其大都属于轴流和离心两类。
㈢汽轮机的分类1．按工作原理分⑴冲动式汽轮机：按冲动作用原理工作的汽轮机又称为冲动式汽轮机。
在近代冲动式汽轮机中，蒸汽在动叶内都有一定程度的膨胀（在有些级中甚至还相当大），但习惯上仍可称为冲动式汽轮机。
⑵反动式汽轮机：按反动作用原理工作的汽轮机称为反动式汽轮机。
近代反动式汽轮机常用冲动级或速度级作为调节级，但习惯上仍称为反动式汽轮机。
⑶混合式汽轮机：由按冲动原理工作的级和按反动原理工作的级组合而成的汽轮机称为混合式汽轮机。
第二章高炉鼓风机工作原理一、汽轮机工作原理具有一定压力和温度的蒸汽在喷嘴中膨胀，压力降低速度增加把热能转变为动能，高速汽流流过弯曲叶片时改变方向，产生了使叶片转动的作用力，把动能转变为机械能。
蒸汽汽轮机中，以不同的方式进行能量转换，便构成了不同工作原理的汽轮机。
㈠冲动式汽轮机蒸汽仅仅在喷嘴中膨胀，在动叶片中没有膨胀，在喷嘴中把热能变成动能然后依靠汽流对叶片的冲动来作功，叫冲动式汽轮机（1＃风机）。
在汽轮机中，蒸汽在喷嘴中产生膨胀，压力降低，速度增加，热能转变成动能。
高速汽流流经动叶片时，由于汽流方向改变，产生了对叶片的冲动力，推动叶轮旋转作功。
将蒸汽的动能转变成轴旋转的机械能，这种利用冲动力作功的原理，称为冲动式汽轮机。
㈡反动式汽轮机蒸汽不仅在喷嘴中膨胀，而且在动叶片中也有很大膨胀，叫反动式汽轮机（2＃风机）。
在反动式汽轮机中，蒸汽不但在喷嘴（静叶栅）中产生膨胀，压力由P0降至P1，速度由C0增至C1，高速汽流对动叶产生一个冲动力，而且在动叶栅中也产生膨胀，压力由P1降至P2，速度由动叶进口相对速度ω1增至动叶出口相对速度ω2，汽流必然对动叶产生一个由于加速而引起的反动力，使转子在蒸汽冲动力和反动力的共同作用下旋转作功。
二、鼓风机的工作原理㈠离心式鼓风机工作原理鼓风机在原动机带动下高速旋转，它利用旋转时产生的离心力，使流体获得能量，使流体通过叶轮后的压能和动能都能得到升高，从而能够将流体输送到高处或远处。
㈡轴流式鼓风机工作原理风机在原动机带动下，利用旋转叶片的挤压，推进力使流体获得能量，升高其压能和动能。
气体从进风口轴向进入叶轮，由于叶轮的旋转，叶片对气体作功，使气体能量升高，然后流入导叶。
导叶的作用一方面将偏转的气流变为轴向的流动方向；另一方面将气流的动能变为压力能。
此后，气体流过扩散筒及整流体，随着过流断面扩大，进一步将动能转换为压力能。
轴流泵的流动情况也与此类似。
由此可见，在轴流式风机中流体都是沿轴向流动的，它们没有沿叶轮半径方向的流动。
㈢全静叶可调式轴流式鼓风机工作原理目前大型高炉鼓风机采用的是进口全静叶可调。
如：4＃，5＃，6＃，7＃机。
利用调节进口静叶角度开关大小来改变风机的性能参数，当进口角度开度小时，轴流式鼓风机性能参数随角度的关小而变小，反之变大。
因为鼓风机的原动机是定转速运行，故只有改变进口条件，才能满足用户要求经济运行。
全静叶可调的调节原理：静叶可调有较大的风量变化范围，可达到设计流量的72~135％。
当开大角度时，流量大幅度增加，压比上升，效率提高，开始喘振的流量增大，稳定范围扩大，最大轴功率正向大流量区方向移动；当关小角度时，流量大幅度降低，压比下降，效率降低，开始喘振的流量减小，但小流量区稳定范围扩大，最大轴功率向小流量区移动。
第三章高炉鼓风机构造特性及主要部件§3—1电动鼓风机的构造、特性及主要部件㈠电动机的主要部件转子，定子，外壳，空冷器㈡鼓风机构造、特性及主要部件1．离心式鼓风机主要由静止部分和转动部分组成。
静止部分由机壳，进风管，轴承，密封装置，扩叶器，回流器和出风管组成。
转动部分由转子和装在转子主轴上的叶轮，推力盘，平衡轮等组成。
其中各部件的作用与轴流鼓风机相同，但离心式鼓风机的级的结构不同，它是由离心型叶轮与静止元件（如无叶及有叶扩压器、回流器）组成，中间级静止元件的作用与轴流式鼓风机的中间导流器相同，但气体是在离心力的作用下吸入和输出的。
离心鼓风机具有单级压缩比大、整机、级数少、特性曲线平坦，在不同工况下有较稳定的效率，灰尘对叶片的污染及磨损较小等优点。
缺点：效率低体积大耗用金属多，经济性差，多级离心鼓风机随着级数的增加稳定操作范围越来越小，效率也越低。
2．轴流式鼓风机主要由静止和转动二部分组成。
静止部分包括机壳，进风管，进气导流器，导流器，整流器，轴承，密封装置，扩压器，收敛器，和出气管组成，转子由主轴或转鼓和安装在主轴或转鼓上的工作轮或叶片及推力盘，平衡轮等组成。
2＃风机是轴流、离心混合式，在末级加装一级离心轮，使性能曲线平坦。
各部件的作用导流器固定在机壳（气缸）上并与机壳一起构成定子，轴流鼓风机的转子支承在主轴承上，轴承承受整个转子的径向载荷又承受鼓风机工作时产生的轴向推力。
进气管的作用是使从周围大气中来的或输气管中出来的气体均匀地进入环形收敛器，收敛器的作用是使进入进气导流器之前的气体加速并具有较均匀的速度场和压力场。
进气导流器在第一级前建立所需要的速度场（速度的大小和方向）。
整流器的作用是使气流在扩压器进口具有轴向速度和提高气体的压力，在扩压器中由于气体动能的减少而使气体继续增加压力，出气管的作用是将由扩压器送来的压缩空气向管网输送。
工作轮和它后面（按气流方向）的导流器组合成为轴流鼓风机的级，工作轮中气体是靠气流和转动叶片的相互作用而压缩的，级中导流器（中间导流器）的作用是使进入下一级的气流具有必要的速度大小和方向，同时气体中部分动能转换为压力能。
轴流鼓风机具有效率高，同样压缩比的情况下比离心鼓风机高10％左右设备结构紧凑，重量轻占地面积小，构造简单，运行检修方便等优点。
缺点：特性曲线较陡，稳定工况区较窄虽然构造简单但具有大量形状复杂的不同形式的叶片制造要求精度高，另外对空气灰尘的污染敏感，如果滤风设施不好会使风机效率下降或磨损叶片甚至磨损叶片造成事故。
§3—2汽轮鼓风机的构造及主要部件㈠冲动式汽轮机的构造及主要部件主要由静止部分和转动部分及控制部分组成。
静止部分由汽缸，隔板，喷嘴，静叶片，汽封和轴封，轴承等组成，转动部分由主轴，叶轮和安装在叶轮上的动叶片，轴封套，推力盘等组成。
控制部分由调节系统，保护系统和油系统组成。
冲动汽轮机的工作原理是具有一定压力和温度的蒸汽，汽过由喷嘴叶片动叶片组成的蒸汽通道时蒸汽发生膨胀从而获得很高的速度，高速流动的蒸汽冲动汽轮机转子上的动叶片使它带动汽轮机转子按一定的速度均匀的转动而做功，冲动式汽轮机是指蒸汽仅在喷嘴和静叶片中进行膨胀，在汽轮机的动叶片中蒸汽仅改变流动方向而不膨胀做功。
多级冲动式汽轮机是指蒸汽以较高的初压，在汽轮机的很多级中逐渐膨胀到终压力，每一级中的焓降不大速度不高，而总的效率可达到很高的数值，有以下优点1．适于制造高参数大功率的机组2．蒸汽在很多级内膨胀，因此能得到适合需要的速度比和转速3．汽轮机各级互相靠近，前一级的剩余速度，能在下一级中得到利用，其他损失，一般地也比较单级汽轮机为小，所以多级汽轮机的工作经济性是较高的。
㈡反动式汽轮机的构造及主要部件主要由静止和转动部分组成。
静止部分由汽缸，喷嘴，静叶承座和安装在静叶承座上的静叶片，汽封和轴封组成。
转动部分由主轴或转动鼓和安装在主轴或转动鼓上的动叶片推力盘平衡轮，汽封套等组成。
反动式汽轮机的构造是用筒形转鼓或实心转鼓代替了冲动汽轮机的盘形叶轮，用固定在汽缸上或静叶承座上静叶，代替了冲动式汽轮机的隔板和静叶其工作原理是具有一定压力和温度的蒸汽进入第一级静叶片或喷嘴内膨胀提高速度后冲入第一级动叶片内给动叶以冲动力；同时气流在动叶内再继续膨胀，使汽流在动叶内的相对速度增大。
当汽流以很高的相等速度离去时便对动叶作用以反动力。
虽然相对速度增大。
但由于动能转变为机械功的关系最后由叶片出来的绝对速度却减少了，蒸汽在第二级及其以后各级中工作情况与第一级一样。
蒸汽的压力和焓的变化，它们不仅在静叶内下降而且在动叶内也同样下降由于在动叶前后在压力差别所以每级动叶前后都作用着由前向后的推力，各级综合起来推力常常很大，为了平衡这样大的推力，需要在转子上加平衡活塞反动式汽轮机的速度比，较冲动式汽轮机为大，冲动式汽轮机的速度比在0.45～0.5之间反动式汽轮机速度比可在0.6～0.7甚至可达到0.8。
反动式汽轮机每级中的焓降小于冲动汽轮机，而且级数多，有的级数到40级以上，由于级多机身长构造复杂，所以现在很少使用纯反动式汽轮机，而是第一级做成双列或单列的冲动式速度级，可以使级数大大减少，这种汽轮机实质是冲动反动联合式。
第四章高炉鼓风机的性能§4－1鼓风机的特点一、离心式鼓风机的特点㈠离心式鼓风机单级压缩比大，整机级数少，但多级离心式鼓风机则随着级数的增加稳定操作范围起来越小，效率越来越低。
㈡离心式鼓风机的特性曲线平坦，适用于定风压操作，在串联操作中有很好的效果。
㈢离心式鼓风机在不同的工况下有比较稳定的效率。
