4高炉送风系统设计

6.3 高炉送风系统
高炉送风系统是为高炉冶炼提供足够数量和高质量风的鼓风设施，送风系统的设备主要包括高炉鼓风机，热风炉，加湿或脱湿装置，送风管道和阀门等。

6.3.1 高炉鼓风机
高炉鼓风机是高炉冶炼的重要动力设备。

它不仅直接为高炉冶炼提供所需的氧气，还为炉内煤气流的运动克服料柱阻力提供必需的动力，使高炉生产中各种气体循环流动。

高炉鼓风机是高炉的“心脏”。

6.3.1.1 高炉鼓风机技术要求
（1） 有足够的送风系统能力，即不仅能提供高炉冶炼所需要的风量，而且鼓风机的出口压力要能够足以克服送风系统的阻力损失，高炉料柱阻力损失以保证有足够高的炉顶煤气压力。

（2） 风机的风量及风压要有较大宽的调节范围，即风机的风量和风压均应适应与炉况的顺行。

冶炼强度的提高与降低，喷吹燃料与富氧操作以及其他的多种因数变化的影响。

（3） 送风均匀而稳定，即风压变动时，风量不得自动的产生大幅度变化。

（4） 能够保证长时间连续，安全及高效率运行。

6.3.1.2 高炉鼓风机选择 （1） 鼓风机出口风量的计算
鼓风机出口风量包括入炉风量、送风系统漏风量和热风炉换炉时的充风量之和。

计算时用标准状态下的风量表示。

1）高炉入炉风量的计算
1440
j u v Iq V q =
式中: v q ——高炉入炉风量，min
/m 3； u V ——高炉有效容积，3m ；
I ——冶炼强度，d t/m
3
⋅，一般取综合冶炼强度，本设计为1.1； j q ——每吨干焦的耗风量，t /m
3。

每吨干焦的耗风量与焦炭的灰分含量和风的湿度有关，焦炭灰分为12%时，
每吨干焦的耗风量一般为2550t /m 3。

min /m 33.62331440
2550
1.132001440
3j u v =⨯⨯=
=
Iq V q
2）送风系统漏风量损失计算
v o q ηq ⋅=
式中 o q ——送风系统漏风量损失，min
/m 3
； η——漏风系数，正常情况，大型高炉为10%左右，中小型高炉为%
15左右。

min /m 33.62333.6233%103v o =⨯=⋅=q ηq
3）热风炉换炉时的充风量计算
热风炉换炉充风量，热风炉换炉时，若风机仍按照原来的风量送风，高炉风口的风压势必会降低，从而导致炉内的煤气流动性，影响炉况稳定，这种情况虽然对于中小型高炉影响并不重要，但是对于大型高炉来说，影响不可忽视，大型高炉热风炉操作时，为了维护高炉风口风压不变，风纪从定风量调节，即增加风纪的供风量，充入送风的热风及充风时间长短等有关，按标准计算充风量比较复杂，生产中是根据经验公式估算，或按经验取值确定。

其经验公式如下：
v o q C q ⋅=’
式中：’o q ——热风炉换炉时的充风量
C ——充风量占入炉风量的百分数(%)，取C =%10
min /623.33m 33.6233
%103
v o =⨯=⋅=q C q ’ 4）鼓风机出口风量计算
min /99.747933.62333.62333.6233
3o o v c m q q q q =++=++=’
（2） 鼓风机出口风压的确定
高炉鼓风机出口风压等于高炉料柱阻力损失,炉顶煤气压力和送风系统的管道阻力损失三者之和。

1）炉顶煤气压力1P
常压操作的高炉炉顶压力一般为0.02~0.03 MPa ；高压操作时高炉炉顶煤气压力，大型高炉为0.15~0.25 MPa ；中型高炉为0.1~0.15 MPa ；小型高炉为0.06~0.12 MPa 。

本设计高压操作的高炉煤气压力选取1P =0.25 MPa 。

2）高炉料柱阻力损失2P
高炉料柱阻力损失的大小与高炉有效容积,燃料条件和高炉操作者情况有关,根据生产实际情况选取2P =0.15 MPa 。

3）送风系统的管道阻力损失3P
一般根据条件与经验取值。

取3P =0.02 MPa 。

要求的鼓风机出口风压42.002.015.025.0321C =++=++=P P P P MPa 。

表6-2 国内外一些高炉所需风压
（3） 风机选择
大气状况对高炉鼓风机工作的影响,根据日照地区的条件。

由于日照地区的大气温度，压力变化不同，风机的吸气条件发生了变化，必须用气象修正系数对风量和风压分别加以修正，我国主要地区的风量修整系数和风压修正系数见表6-3。

表6-3各类地区K 值及 K’值
季 节 一类地区 二类地区 三类地区 四类地区 五类地区 K K’ K K’ K K’ K K’ K K’ 夏 季 冬 季 全年平均
0.55 0.68 0.63
0.62 0.77 0.71
0.7 0.79 0.73
0.79 0.89 0.83
0.75 0.90 0.83
0.85 0.96 0.91
0.8 0.96 0.88
0.9 1.08 1.0
0.94 0.99 0.92
0.95 1.12 1.04
注：地区分类是按海拔标高划分
高原地区：一类——海拔高度约在3000m 以上的地区，如昌都、西藏等；
二类——海拔高度在2300m ~1500的地区，如昆明、兰州、西宁等； 三类——海拔高度在1000m ~800的地区，如贵阳、包头、太原等。

平原地区：四类——海拔高度在400m 以下的地区，如重庆、武汉、日照等； 五类——海拔高度在100m 以下的地区，如鞍山、上海、广州等。

本设计是以武汉地区为条件，属于四类地区。

选择高炉鼓风机时应该考虑以下几点：
(1)高炉鼓风机最大鼓风质量鼓风量应能满足夏季高炉最高冶炼强度的要求；冬季，风机应能在经济区域工作，不放风，不飞动。

(2)对于高压炉顶高炉，应考虑常压冶炼的可行性和合理性。

风机在ABCD 区域工作，A 点是夏季最高冶炼强度工作点；C 点是冬季最低气温，常压操作，最低冶炼强度工作点；D 点是冬季最高气温，高压操作，最低冶炼强度工作点。

(3)常压操作的中小型高炉，一般是以电动机带动离心风机，因转数固定，只有一条特性曲线，选择鼓风机应该使风机在年平均的气象条件下和工况点与效率最高点相适应。

（4） 鼓风机工况点风量与风压计算
高炉鼓风机必须根据鼓风机的特性曲线来选择。

不能直接用铭牌风量，风压来确定，因此，要对标准的风量和风压必须修正换算。

按下式要求的鼓风机出口风量换算为鼓风机工况点容积风量。

1）风量及风压
99.849988
.099.7479K ===
c q q min /m 3
式中
q ——鼓风机特性曲线上工况点的容积风量，min
/m 3
； c q ——要求鼓风机在标准状态下的容积风量，min /m
3
； K ——风量修正系数。

将鼓风机特性曲线上工况点的风压（绝对大气压力）换算为某地区的鼓风机实际出口风压（绝对大气压力）。

P /= P C / K’=0.42/1.0=0.42 MPa
式中：P C ——某地区要求鼓风机实际达到的出口风压，MPa;
P /——鼓风机特性曲线上工况点的风压，绝对大气压力，MPa 。

K’——风量修正系数。

2） 鼓风机工况区确定
高炉鼓风机在不同季节和不同冶炼条件下操作时，要求鼓风机的风量和风压均能在较大的范围内变动，这个允许变化的范围称为鼓风机运行的工况区，鼓风机运行的工况区必须在鼓风机的安全范围内。

确定鼓风机运行工况区的目的之一，是为了能更具现有鼓风机的特性曲线来选择高炉鼓风机。

高压高炉鼓风机的工况示意图如图6-1所示。

常压高炉的只有一条特性曲线的电动离心鼓风机的工况示意图如图6-1所示。

鼓风机运行在安全线上的风量称为临界工况。

临界工况
为经济工况的%75~%50。

图6-1 高压高炉鼓风机的工况示意图
随着高炉向大型化发展，轴流式鼓风机日趋广泛应用。

日本高炉自60年代末以来，几乎全都选用轴流式鼓风机。

我国现有的某些高炉鼓风机其容量和驱动方式见表6-4。

表6-4 高炉容积与鼓风机配置
在选择高炉鼓风机时应当考虑使高炉容积和鼓风机的能力都同时发挥作用。

对于本设计所选取的鼓风机型号与配置如表6-5。

表6-5 高炉鼓风机配置。