第五章高炉送风系统设计解析

4. 轴流式鼓风机特性
①气体在风机中沿轴向流动，风机效率高；
②结构紧凑、质量小，运行稳定，功率大；
③有较宽的工作范围；
④特性曲线斜度很大，近似等流量工作 ；
⑤飞动曲线斜度小，容易产生飞动现象；
5.1.3 高炉鼓风机的选择
1. 高炉鼓风量 的确定： V0 Vu Iv
1440
式中： V0 ——标态入炉风量，m3/min； Vu ——高炉有效容积，m3； I ——高炉冶炼强度，t/(m3· d)； v ——每吨干焦消耗标态风量，m3/t。 一般在2450～2800 m3/t之间 。 考虑漏风率：V=（1+R）V0
1. 工作原理： 靠装有许多叶片的工作叶轮旋转 所产生的离心力，使空气达到一定的 风量和风压。
2 结构示意图：
四级离心式鼓风机Βιβλιοθήκη Baidu
1－机壳；2－进气口；3－工作叶轮；4－扩散器；5－固定导向叶片；6－排气口
3. 特性曲线：在一定的吸气条件下，风机的风
量与风压的关系曲线 。
K－4250－41－1型离心式鼓风机特性曲线
内燃式热风炉——传统型和改进型
外燃式热风炉——分为地得式、拷贝式、马琴式、新日铁式
顶燃式热风炉
5.2.1 传统型内燃式热风炉
一. 基本结构：
由炉衬、燃烧室、蓄热室、炉壳、 炉篦子、支柱、管道及阀门等组成。 燃烧室和蓄热室砌在同一炉壳内，之 间用隔墙隔开。 结构图：
本钢内燃式热风炉结构图
热风阀中心线
风机并联可以提高风量。
当风机风量不够，考虑并联。
二. 风机串联
指在主风机吸风口前设置一加压 风机，使主风机吸入的空气比重增加。 风机的串联可以提高风压。
当风机风压不够，风量够，考虑串联。
5.2 内燃式热风炉
热风炉的加热能力：
用每m3高炉有效容积所具有的加 热面积表示，一般为 80～110m2/m3 三种基本结构形式：
折算为使用地区的风机出口风量：
V V ' K
风压修正系数
P2T1 K' P1T2
使用地区风机风压为：
P P' K'
4. 选择风机要考虑以下两点：
①应满足夏季最高冶炼强度的要求； 冬季，风机应能在经济区域工作； ②对于高压操作的高炉，应考虑常压 冶炼的可行性和合理性，风机应在 ABCD区域工作，如图 ：
③压气机>0.4MPa 主要用压力P；
5.1 高炉鼓风机
5.1.1 高炉冶炼对鼓风机的要求: ①要有足够的鼓风量； ②要有足够的鼓风压力； ③送风要均匀、稳定； ④有良好的调节性能和一定的调节范围。
⑤炉机配合。
5.1.2 高炉鼓风机工作原理及特性
常用的两种高炉鼓风机有： 离心式和轴流式
一. 离心式鼓风机
2560 47250 10000 4.72
二 工作原理
燃烧室和蓄热室砌在同一炉壳内，之间用隔墙隔 开。煤气和空气由管道经阀门送入燃烧器并在燃 烧室内燃烧，燃烧的热烟气向上运动经过拱顶时 改变方向，再向下穿过蓄热室，然后进入大烟道 经烟囱排入大气。在热烟气穿过蓄热室时，将蓄 热室内的格子砖加热。格子砖被加热并蓄存一定 热量后，热风炉停止燃烧，转入送风。送风时冷 风从下部冷风管道经冷风阀进入蓄热室，空气通 过格子砖时被加热，经拱顶进入燃烧室，再经热 风出口、热风阀、热风总管送至高炉。
特性如下：
①在某一转速下，管网阻力增加（或减小） 出口风压上升（或下降），风量将下降（或 上升）; ②风量和风压随转数而变化，转速可做为调 节手段； ③风机转速愈高，风压——风量曲线曲率愈 大。
④概念：
临界压力：风压过高时，风量迅速减少，如 果再提高压力，则产生倒风现象，此时的风 机压力称为临界压力。 风机的飞动曲线：将不同转数的临界压力点 连接起来形成的曲线。 风机不能在飞动曲线的左侧工作，一般 在飞动曲线右侧风量增加 20％以上处工作。
5 送风系统
高炉送风系统包括 ：
鼓风机、冷风管道、热风炉、热风管路以 及管路上的各种阀门等
5.1 高炉鼓风机
1400M3/tFe水；富氧1300M3风； 1M3炉容2.5～3.5M3风/min
①通风机<0.1MPa鼓出压，主要控 制风量Q，抽烟机； ②鼓风机 0.1MPa<鼓<0.4MPa，既 要用P又要用风；
三. 燃烧室：
燃烧室是燃烧煤气的空间，位于炉 内一侧紧靠大墙。 1. 断面形状有三种：
二. 轴流式鼓风机
1. 结构 示意图
轴流式鼓风机
1－机壳；2－转子；3－工作叶片；4－导流叶片； 5－吸气口；6－排气口
2. 工作原理： 依靠在转子上装有扭转一定角度 的工作叶片随转子一起高速旋转，由 于工作叶片对气体作功，使获得能量 的气体沿轴向流动，达到一定的风量 和风压。 3. 特性曲线：
620 33500 上 7300 下 6780 4.94
1026 37000 8000 4.62
1260 38160 上 8310 下 8000 4.95
1513 44450 9000 4.93
1800 44470 上 9330 下 9000 4.94
2050 54000 上 9960 下 9500 5.68
煤气入口中心 线
高铝格子砖
助燃风入口中 心线
内 燃热 风炉 横 断面 图
热风出口中心 线
粘土格子砖
助燃风入口中 心线
废气出口中心 线 煤气入口中心 线
热风炉主要尺寸是外径和全高，一般 新建热风炉的高径比（H/D）在5.0左右。
不同炉容热风炉的高径比见下表
高炉容积 (m ) H D H/D
3
255 28840 上 5400 下 5200 5.55
A点：夏季、高压操作、 最高冶炼强度工作点；
B点：夏季、常压操作、 最高冶炼强度工作点； C点：冬季、常压操作、 最低冶炼强度工作点；
D点：冬季、高压操作、 最低冶炼强度工作点。
高压高炉鼓风机工况区示意图
5.1.4 风机的并联与串联
一. 风机并联：
是把两台鼓风机的出口管道，顺 着风的流动方向合并成一条管道送往 高炉。
2. 高炉鼓风压力 的确定：
P Pt PLS PFS
式中：
P ——鼓风机出口风压，Pa；
Pt——高炉炉顶压力，Pa；
△PLS——高炉料柱阻力损失，Pa；
△PFS——高炉送风系统阻力损失，Pa。
3. 风机风量、风压 的确定：
风量修正系数K：
( PS PH )T1 K P1T2