高炉鼓风机站设计
宣钢AV80高炉鼓风机控制功能设计
宣钢A V80高炉鼓风机控制功能设计简要介绍了高炉鼓风机组设备特性及工艺流程。
根据高炉鼓风机的性能和控制要求，对计算机控制系统进行选型并确定设计原理和硬件结构方案。
标签：分布式控制系统；鼓风机组控制；高炉0 引言高炉鼓风机作为炼铁过程中的核心动力设备，其工作性能与稳定性在高炉冶炼的过程中就显得尤为重要。
在鼓风机的控制方面，我厂现有的高炉鼓风机在检测控制方面仍然使用单回路常规仪表控制，常规仪器仪表控制存在检测精度低、稳定性差等弊端。
因此，在高炉鼓风机的控制过程中，如何采用科学、先进的控制策略和控制措施，保障高炉鼓风机的正常运行，减少故障率和停机率，对高炉生产正常进行和产量的提高具有重要意义。
1 宣钢A V80高炉鼓风机1.1 A V80鼓风机组典型结构宣钢高炉鼓风机组选用的是陕西鼓风机厂生产的A V80-16轴流压缩机。
静叶是由一套液压伺服机构来进行调整，为之配套的是一套自动化控制仪表和一套12Mpa的高压动力油系统，液压伺服机构由装在压缩机气缸两侧的伺服马达及传动机构构成。
1.2 A V80鼓风机计算机控制系统结构A V80-16全静叶可调轴流式压缩机控制系统采用2个现场控制器AC800F来实现控制器1：l 冗余，包括冗余的控制器和I/O站。
操作员站的软件采用工控软件DIGIVIS来开发，其操作系统采用WINDOWS XP。
2 A V80高炉鼓风机控制功能设计宣钢动力厂A V80高炉鼓风机自控系统选用德国ABB公司生产的AC800F 控制系统，编程软件选用Control Build F，通过CBF软件的组态编程主要完成以下控制功能：数据采集功能、自动控制系统、报警功能、性能参数的屏幕显示、过程通讯。
机组启动控制设计。
鼓风机组使静止的高炉鼓风机组逐渐过渡到承担一定负荷的运转状态的过程，称为鼓风机组的启动[2]。
高炉鼓风机组的启动过程，可化分为几个操作阶段：暖管、辅机启动、冲动转子、低速暖机、升速、并列和接带负荷等。
第五章高炉送风系统设计解析
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。
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：
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
620 33500 上 7300 下 6780 4.94
1026 37000 8000 0 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
高炉的“心脏”—鼓风机原理及问题处理案例分析
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。
3#高炉鼓风机站施工方案
重钢环保搬迁炼铁项目3#高炉系统工程鼓风机站施工方案编制：审核：审批：中国十九冶重钢环保搬迁工程项目部二○一○年十一月编制目录第一章编制说明 (04)第二章工程概括及特点 (05)第三章施工部署 (06)第四章施工总进度控制计划 (08)每五章施工总平面图布置 (09)第六章：主要施工方法一、施工测量及定位放线 (11)二、基础土石方工程 (12)三、模板工程 (14)四、脚手架工程 (17)五、钢筋工程 (17)六、砼工程 (20)七、预埋铁件及预埋套管 (26)八、砌体工程 (27)九、抹灰工程 (31)十、塑钢窗安装 (34)十一、一般装饰工程 (36)第七章特殊技术措施 (37)第八章应急予案 (46)第九章劳动力配备及进度计划 (47)第十章主要机械设备 (49)第十一章工程质量保证措施 (49)第十二章安全生产施工措施 (52)第十三章文明施工措施 (54)第十四章雨季施工措施 (55)第十五章环境保护措施 (58)第一章编制说明（一）、编制依据国家强制性标准和现行的有关法律、法规、验收规范、施工规程、规定及标准，设计图纸。
1、《工程测量规范》GB50026-93；2、《建筑地基与基础工程质量验收规范》GBJ50202-2002；3、《建筑工程施工质量统一验收标准》GB50300-2001；4、《大体积砼施工规范》GB50496-2009；5、《建筑机械使用安全操作规程》JGJ33-86；6、《施工现场临时用电安全技术规范》JGJ46-88；7、《建筑施工安全检查标准》JGJ59-99；8、《建筑工程施工现场供用电安全规范》GB50194-93；9、《建筑施工高处作业安全技术规范》JGJ80-91；10、设计图纸《00510046DR1513ST002》、《00510046DR1513ST008》。
（二）、编制原则1、制定切实可行的技术措施和质量保证措施，认真贯彻执行国家有关标准、质量验收规范，坚持质量第一，确保工程质量。
鼓风机施工设计方案
一、工程概况金特钢铁4#高炉鼓风机站设计安装3台高速离心式鼓风机，现计划先装一台满足4#高炉使用。
该风机型号为DJK1780-315/83型，吸入介质为空气，进口态容积流量1780m3/min,进口标态容积流量1350m3/min ，吸入压力83KPa，排气压力315 KPa，鼓风机工作转数6180r/min，配用电机功率5800kw，额定电压10kv，额定电流388A，最大吊装件重量为电机22110kg，最大吊装件外形尺寸：~3060×2250×1300mm，机组的最大维修件重量约为7500kg，风机转子重量约为1543kg,高炉鼓风机总重19720kg,增速器重4069kg，稀油站重6500kg，高位油箱重约700kg，鼓风机与变速器连接、变速器与电机连接方式采用膜片式联轴器进行联结传动。
高炉鼓风机在钢铁企业属价格昂贵的精密核心设备，因为高炉冶炼要求连续性生产，一旦风机发生故障，就会在瞬间造成高炉休风，给企业带来巨大损失，为满足生产工艺、使用要求，需在短时间内完成安装，此风机计划安装工期为25天。
二、施工主要技术依据1、施工图2、GB50231-98《机械设备安装工程施工及验收通用规范》3、GB50275-98《压缩机、风机、泵安装工程施工及验收规范》4、设备生产厂家提供的相关技术资料、文件三、风机安装主要施工工艺技术1、风机安装的施工工艺流程如下：技术准备设备基础检查验收设备运输，厂内二次倒运设备开箱检查基础处理、放置垫铁风机齿轮箱就位粗找正、找平，按要求检查相关项目附属管路连接机组精找正、找平、二次灌浆检查试车2、设备运输、厂内二次倒运采用25t吊车将风机设备装运至鼓风机站南预留口，然后用鼓风机站行车将设备吊至风机基础旁。
3、设备开箱检查设备开箱由施工单位会同建设单位及相关方共同进行，开箱过程中应注意以下几点：3.1、检查设备的种类、型号、规格应与需要相符。
3.2、检查外观及包装情况，如有缺陷、损坏或锈蚀，作出记录。
高炉鼓风机站设计
利用气体压缩机械将大气加压后供给高炉冶炼所需空气的动力站设计。
气体压缩机械按排气压力进行分类，0．15MPa以下(表压，下同)称为通风机；0．15～0．2MPa称为鼓风机；0．2MPa以上称为压缩机。
在中国钢铁工业中，用于高炉供风的气体压缩机械，不论其排气压力高低，习惯上统称为高炉鼓风机。
设计内容主要包括：供风流程和系统的确定、高炉鼓风机的选择、驱动机的选择、辅助设备的选择、脱湿装置的设计、富氧装置的设计以及高炉鼓风机站的布置等。
简史18世纪中叶开始采用往复活塞式及罗茨式等高炉鼓风机。
20世纪30年代开始采用离心式高炉鼓风机。
1949年瑞士爱舍尔- 威斯公司(Esher Wyss)制造了第一台固定静叶轴流式高炉鼓风机。
1960年瑞士BBC公司制造了第一台可调静叶轴流式高炉鼓风机。
20世纪80年代世界最大的高炉鼓风机为可调静叶轴流式，风量为10000m3 ／min(标准状态，下同)，排气压力为0．56MPa，功率为70000kw。
中国20世纪70年代以前主要选用离心式高炉鼓风机。
1969年攀枝花钢铁公司1200m。
高炉首次采用了本国生产的汽轮机驱动的固定静叶轴流式高炉鼓风机。
1985年宝山钢铁总厂4000m3 高炉采用了同步电动机驱动的可调静叶轴流式高炉鼓风机。
风量为8800m3 ／min，排气压力为0．49MPa，功率为48000kW，这是20世纪90年代以前中国最大的高炉鼓风机，也是第一座设有脱湿装置和富氧装置的高炉鼓风机站。
供风流程和系统的确定已采用的有仅安装高炉鼓风机的流程或增设有富氧装置、脱湿装置的各种流程。
根据高炉的冶炼要求和氧气的供应条件或者大气的温度、湿度情况进行选用。
富氧装置是往送入高炉的空气中加入氧气以提高其含氧量的设备。
提高含氧量能提高高炉炉缸燃烧温度，减少炉缸煤气生成量并降低炉顶煤气温度，有利于提高高炉产量和降低焦比。
提高含氧量的常用方法是在高炉范围内的送风管道中加入经过氧气压缩机加压的氧气。
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供给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供给所需的氧气，还为炉内煤气流的运动抑制料柱阻力供给必需的动力，使高炉生产中各种气体循环流淌。
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）有足够的送风系统力气，即不仅能供给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抑制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整范围，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V Iqq =u jv 140式中: q ——高炉入炉风量，m 3/ min ；vV——高炉有效容积，m 3；uI ——冶炼强度，t/m 3 ⋅ d ，一般取综合冶炼强度，本设计为 1.1；——每吨干焦的耗风量，m 3/ t 。
qj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 2550 m 3/ t 。
V Iq3200 ⨯1.1⨯ 2550q =u j =v 1440 1440= 6233.33m3 / min 2）送风系统漏风量损失计算q =η⋅qo v式中qo——送风系统漏风量损失，m 3/ min ；η——漏风系数，正常状况，大型高炉为10%左右，中小型高炉为15%左右。
q =η⋅q = 10% ⨯ 6233.33 = 623.33m3 / mino v3）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，假设风机仍依据原来的风量送风，高炉风口的风压势必会降低，从而导致炉内的煤气流淌性，影响炉况稳定，这种状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，影响不行无视，大型高炉热风炉操作时，为了维护高炉风口风压不变，风纪从定风量调整，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简洁，生产中是依据阅历公式估算，或按阅历取值确定。
高炉鼓风机控制系统的设计和应用
浙江大学硕士学位论文
第二章工艺流程及控制系统介绷
匿２．１高炉炼铁工艺流程
高炉炼铁的化学反应过程及公式如下，
Ｃ＋０２＝Ｃ０２ Ｃ＋Ｃ０２＝２ＣＯ
（２．１）
Ｇ－２）
当ＣＯ气体与矿石相遇在高温下将产生还原作用， 再经加热在炉底形成铁水
靼炉渣【５】。
３Ｆｅ２０３＋ＣＯ＝２Ｆｅ３０４＋Ｃ０２ Ｆｅ３０４＋ＣＯ＝３Ｆｅ＋Ｃ０２
浙江大学硕士学位论文
第二章工艺流程殿控制系统介绍
高炉鼓风机的主要性能参数有风量、排风压力、转速、静时角度、效率等， 描绘这些参数之间关系的曲线称为特性曲线。在一定转速（或静叶角度）下，最小 的风量受喘振边界的限制，最大风量受鼓风机阻塞线的限制。从喘振边界到阻塞 线的范围称为稳定工况区，高炉鼓风机必须在稳定工况区内运行。 高炉鼓风机能否稳定的工作童接影响着高炉的芷常生产，如果高炉鼓风杌在 冶炼过程中突然由于故障而停车，将导致高炉中的铁水和矿料由于没有风压而下 落进丽凝结在炉内，这就是炼铁工艺中所说的高炉灌渣现象。高炉灌渣将会给企 业造成巨大损失并对高炉本身产生很大的损伤。
一关键词：鼓风机，喘振，解耦，通讯，ＰＬＣ
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２．髓ｅ ｄｅｓ主萨ｏｆ Ｃｏｎ昀ｌ嫩ｏｄｅｌ泌ｃｏｎ觚ｌ ｓｙｓｔｅｍ
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少。 （２）
离心式。离心风机是通过离心力的作用，通过叶轮叶片对空气做功，使 空气的箍力和动能得以升高，离心式鼓风机的工作效率较低，但是由予 其价格低及对空气过滤的要求不高，所以仍普遍采用。
高炉鼓风机站BPRT型鼓风机设备安装方案
湖北金盛兰冶金科技有限公司异地技改项目2#1350m3高炉工程鼓风机站BPRT鼓风机组设备、管道安装方案编制：年月日审核：年月日批准：年月日目录一、工程概况 (1)二、施工前的准备工作 (2)三、设备安装施工 (2)四、管道安装施工 (10)五、质量保证措施 (14)六、安全保证措施 (14)七、施工材料、工机具需用计划 (15)八、安全保证体系 (17)九、质量保证体系 (18)一、工程概况：1.1、编制依据本方案依据某有限公司设计蓝图设计的某有限公司2#1350m³高炉工程鼓风机站工艺图（图号A1311.611R1）施工图纸及设计说明、设备随机资料说明书、相关验收规范：《机械设备安装工程施工及验收通用规范》 GB50231-2009《轴流鼓风机、风机、泵安装工程施工及验收规范》 GB50275-2010《现场设备管道焊接工艺施工及验收规范》 GB50236—2011《炼铁机械设备工程安装验收规范》（GB50679-2011）《工业金属管道工程施工及验收规范》GB50235-2010设备随机资料及说明书。
1.2、工程概况为配合某有限公司2#1350m³高炉的附属系统，配套建设鼓风机站一座，鼓风机站内设计安装一台为陕西鼓风机厂生产的AV63-14BPRT轴流轴流鼓风机组。
（1）鼓风机的主要参数：全静叶可调轴流轴流鼓风机（陕西鼓风机厂生产）：型号：AV63-14 工作转速：5182r/min流量：3298Nm³/min 旋转方向：顺时针（进气端看）进气压力0.0992MPa 排气压力0.48 MPa进气温度14.5oC 排气温度165oC（2）电动机：型号：YGF1000-4 额定电压10000V 冷却方式：水冷额定电流：1179A 额定转速：1485r/min 功率因数：0.909功率18000KW 启动电流控制在额定电流的1.6倍之内（3）增速箱：传递功率： 18000kw 输入转速： 1486r/min输出转速： 5220r/min 速比： 3.513（4）变速离合器：传递功率： 9500kw 输入转速： 2992r/min输出转速： 5220r/min 速比： 1.745（5）煤气透平机：型号：MPG9.2-281/150 工作转速：3000r/min流量：26万Nm³/h设计点输出功率：6500kw最大点输出功率：9200kw 进气温度180oC进气压力180kPa 排气压力12kPa1.3、工程特点(1)施工工期短，必须进行夜间施工。
2×3600m3高炉鼓风机站设计分析与总结
2×3600m3高炉鼓风机站设计分析与总结
孙茂强
中冶华天工程技术有限公司，江苏南京210019
[摘要]详细介绍了某钢厂2×3600m3高炉鼓风机站设计中所遇到的场地不够与封闭母线连接等现场技术问题，提出了解决措施，总结了设计经验。
变频；G I S；封闭母线
TF538.5B1006-6764(2012)03-0003-03
A na l ysi s and Sum m ar i za t i on of
B l ow i ng Pl ant D e si gn of2×3600m3B l ast Fur nace
SU N M aoqi ang
2012年第3期总第151期
2011-09-28作者简介：孙茂强（1973-），男，1995年毕业于安徽机电学院工业电气自动化专业，高级工程师，现从事工程设计工作。
2010-04-30作者简介：李贵珍（1977-）,女,1999年毕业于华北电力大学继电保护及自动远动技术专业，工程师，现从事继电保护专业技术工作。
高炉鼓风机自动拨风系统设计
高炉鼓风机自动拨风系统设计高炉鼓风机自动拨风系统设计【摘要】本文阐述了高炉鼓风机快速拨风系统的工作原理及目前的工作方式，并提出了自动拨风的设计理念，对高炉的安全生产起到了关键性作用【关键词】高炉鼓风；自动拨风；设计引言鼓风机提供高炉冶炼所需的氧气，并使高炉保持一定的炉顶压，在高炉冶炼中至关重要。
在鼓风机运行中，紧急故障停机特别是误动作停机一旦发生往往会造成高炉灌渣的事故。
为了确保高炉不发生类似事故，根据其他钢铁企业的先进经验，结合本厂的实际情况，对原有的手动拨风方式进行改进，开发了高炉鼓风机自动拨风系统。
1 快速拨风系统概述与自动拨风系统设计1.1 系统工作原理鼓风机至2座高炉之间由2根送风母管连接，快速拨风系统连接2根送风母管，如图1所示，拨风阀位于隔离阀1、隔离阀2之间，拨风阀、隔离阀1、隔离阀2均为电动阀。
鼓风机正常运转时，隔离阀1保持一定开度，隔离阀2保持全开状态，如果2台鼓风机1对1为2座高炉送风，其中某1台鼓风机出现故障停机，可以迅速打开快速拨风阀使正在运行的鼓风机向故障机组对应的送风母管拨风。
图 11.2 快速拨风系统手动拨风方式风机投运后，快速拨风系统一直采用手动拨风方式，即主控室操作面板手动操作、上位机手动操作两种模式。
操作面板手动操作快速拨风阀：主控室操作面板中设有快速拨风阀的开、关、停按钮，开到位、关到位信号指示灯，就地/远程转换开关。
面板上同时有隔离阀1隔离阀2开、关、停按钮，开到位、关到位信号指示灯以及阀位信号位置反馈。
将拨风阀就地/远程转换开关打到远程，若机组需要拨风时直接通过按钮操作。
上位机手动操作快速拨风阀：将拨风阀就地/远程转换开关打到自动，如图2所示上位操作画面上设置了开、关、停操作按钮。
采用操作面板手动操作、上位机手动操作快速拨风阀两种模式，一旦操作人感谢您的阅读，祝您生活愉快。
第五章 高炉送风系统设计
2. 结构：
有闸板阀、曲柄盘式阀、盘式烟道阀。
四. 调节阀 1. 作用： 用来调节煤气流量、助燃空气流 量、冷风流量以及混风的冷风流量等。 2. 结构： 一般采用蝶形阀。
五. 充风阀
作用：
热风炉从燃烧期转换到送风期， 当冷风阀上没有设置均压小阀时，在 冷风阀打开之前必须使用充风阀提高 热风炉内的压力。
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；
六. 废风阀
作用：
热风炉从送风期转换到燃烧期时， 在烟道阀打开之前需打开废风阀，将 热风炉内相当于鼓风压力的压缩空气 由废风阀排放掉，以降低炉内压力。
七. 放风阀和消音器
1. 位置：
放风阀安装在鼓风机与热风炉组之间 的冷风管道上。 2. 作用：
在鼓风机不停止工作的情况下，用放 风阀把一部分或全部鼓风排放到大气中的 方法来调节入炉风量。
四. 蓄热室
蓄热室是热风炉进行热交换的主 体，它由格子砖砌筑而成。 1. 对格子砖的要求：
①有较大的受热面积进行热交换；
②有一定的砖重量来蓄热； ③能引起气流扰动；
④砌成格子室后结构稳定。
2. 格子砖的主要特性指数有：
（1）有效通道截面积m2
（2）1m3格子砖的受热面积f ：m2/m3
（3）填充系数1- ：m3/m3
三. 热风炉用耐火材料 1. 硅砖：SiO2含量在95％左右。
高炉鼓风机控制系统的设计和应用探讨
高炉鼓风机控制系统的设计和应用探讨 Nhomakorabea刘 小 臣
（ 广东省 阳春新钢铁有 限责任公 司设备 工程部 ．广 东 阳春 ５ ２ ９ ６ ０ ０）
【 摘 要ｌ 在 国内改革 开放 的带动下 ，国内钢铁行业开始 了快
转换，以满足多变的工况需求。 依据鼓风机结构组成 ，计算机控 制系统应 该由五路 模拟量控制 输出， 由调速系统控制鼓风机转速 、汽轮机气 门调速 ，协 同控 制转 速的 Ｐ Ｉ Ｄ控制器组成 闭环控 制回路 ，调速系统与 ｐ Ｉ Ｄ转速控制器虽 分属两个独立的控制系统， 但在工作过程中组成串级控制逻辑结构 ， 能够实现防干扰的作用，又因 Ｐ Ｉ Ｄ控制器操作方 式单一 ，因此工作 动态稳定，对机组的扰动性低 。在静叶角度与防 喘振控制输 出中， 应采用静叶角度控制器与 防喘阀手操器 ，在鼓风机组辅助 设备控制 中则采用驱动报警开关显示来实现开关启停的功能。 为满足计算机控制系统的要求 ，需要对计算机 Ｄ Ｏ Ｓ系统进 行结 构设计 ，以使其符合系统软硬件要求 、通讯系统要求 ，设定操作员 使用权限，并对报警系统 、通讯系 统进行控制器 的连接 ，能够 随时 监测接收 以及处理接 口信息 ，最终设计 出优化 的控制系统方案 ，满 足连续控制 、优化控制 、逻辑控制 以及顺序控制 的要求 。Ｄ Ｏ Ｓ 系统 结构主要集成控制系统中的通讯组件、过程控制器 以及 Ｉ ／ ｏ卡件， 过程控制器与 Ｉ ／ Ｏ卡件通过冗余通信网络连接 ，不仅 能够完成数据 采集、滤波 、监测 、警报 以及控制输入输 出功能 ，还 能够实现 故障 的 自我诊断 ，对故障 区域进行隔离或者预警 ，使维修工作人员 能够 及时的处理故障，减少经济损失。 鼓风机控制系 统还包括供 电系统以及 地线 系统的设计，供电系 统是维持计算机控制系统正常工作 的重要保证 ，供 电不正 常如 电网 波动、对 电网的干扰等还会影 响到系 统的可靠性 以及稳定性， 因此 必须保证供 电系统 的稳定运行 ，防止 电网干扰 ，保证供 电系统 的连 续性、稳定性 。在进行计算机供 电系统设计时应该采用两路供 电线 路并行的思想，一路为 Ｕ Ｐ Ｓ 电源 ，另 一 路 为 交流 稳 压 电源 ，此 外 还 应 包 含 备 用 电源 以及 关 键 设 备 的备 用 蓄 电池 等 。地 线 系 统 的设 计 要 注意防干扰特性 ，在铺设过程 中注 意与动力 电缆等线路分开 ，采用 带有屏蔽功能 的电缆 ，以减少 电磁干扰 。正确 的地线设计应 当是 既
湘钢2580m3高炉鼓风机站改造设计
101科技创新导报 Science and Technology Innovation Herald 工 程 技 术1 概述湘钢原有5座高炉,容积分别为750m 3(2#)、1800m 3(4#)和2500m 3(5#)各一座以及1000m 3(1#和3#)两座。
为了响应国家节能减排号召,现拆除邻近的1#和2#高炉,在原址上新建2580m 3高炉一座。
为满足新建高炉的运行,需要对原有鼓风机站进行改造。
2 原有鼓风机站介绍原有五座高炉由两座汽动和一座电动鼓风机站共6台高炉鼓风机组为之送风,具体现状如表1所示。
3 鼓风机站改造设计介绍3.1新建高炉操作条件及其对鼓风机要求根据高炉工艺要求,高炉的相关操作条件如表2所示。
湘钢2580m 3高炉鼓风机站改造设计周卫华(华菱湘钢动力厂 湖南湘潭 411101)摘 要:介绍了湘钢在拆除原有小高炉的基础上新建2580m 3高炉以及与之配套的鼓风机站改造方案,并对目前的方案提出一些建议。
关键词:高炉 鼓风机站 改造设计中图分类号:T F 57文献标识码:A 文章编号:1674-098X(2011)09(b)-0101-01在考虑富氧率3%、且A 点考虑热风炉充压风量500Nm 3(标况)/min时,新建高炉对鼓风机的主要参数要求如表3所示。
3.2鼓风机站改造建设设计方案新建高炉座落于第一汽动鼓风机站的供风区域内,根据上述工艺要求,并结合鼓风机现状一览表1可见,在拆除现有的1#高炉和2#高炉、就地建设2580m 3新高炉后,3#风机以及与之毗邻的2#风机,因其容量小、压力低,无法满足新高炉的风量需要,予以拆除作为湘钢集团公司阳江钢厂高炉风机使用。
1#风机继续保留,为3号高炉送风;4#风机相对于2580m 3高炉而言,流量偏小,不能作为新高炉的主风机,但可作为第一汽动鼓风机站区域3#和5#两座高炉的备用风机。
综上所述,鼓风机的改造建设方案为保护性拆除现2#、3#风机,在原地改建1台大型新风机,根据上表中A 点参数,风机型号初选为AV80-15,由于现有厂区的现有的蒸汽充裕,因此选用汽轮机驱动形式。
泰钢高炉鼓风机站钢结构施工方案
目录第一章、编制依据 (2)第二章、工程概况、特点 (2)第三章、主要资源计划 (6)第四章、钢结构制作 (8)第五章、钢结构安装 (32)第六章、质量控制及保证措施 (34)第七章、安全文明施工、环保方案 (39)第一章编制依据第二章工程概况、特点第一节工程概况本工程为泰钢炼铁技术升级改造项目高炉鼓风机站钢结构，包括鼓风机站屋面、吊车梁、煤气管道支架、钢平台等零星钢结构。
厂房纵向共15条轴线，轴线总长84m，柱距6m，横向为单层AB跨，跨度为24m。
厂房屋面均为梯形屋架，共有桁架16榀，A1型9榀，单重15.9吨，A2型7榀，单重15吨，上下弦、腹杆均为角钢。
梯形屋架与厂房柱为螺栓连接加焊接，A轴柱顶标高为20.57米。
B轴柱顶标高为22.11米。
屋面檩条为实腹式焊接H型钢及C型钢，跨度为6米，屋面设横向天窗7榀，长18米，宽3米。
吊车梁为焊接H型钢，板材采用长尺搭接，避免对接焊缝过多，减少材料浪费。
轨道固定采用焊接性。
煤气管道支架、钢平台等结构均为焊接H型钢、角钢、钢板等组成。
厂房结构连接采用C级普通螺栓和焊接等两种连接方式。
整个结构节点多，构件数量多，施工工艺比较复杂。
焊接材料：手工焊接，普通构件采用E4301、E4303型焊条，自动或半自动焊（埋弧焊）采用HO8A焊丝，并配以相应的焊剂。
钢构件涂装：应彻底清除构件表面的铁锈、焊渣、毛刺、焊疤、油污及泥土等。
除锈等级：手工和动力机械除锈St3级；喷射或抛射除锈Sa2.5级。
钢构件涂装：钢构件除锈达到要求后涂刷C06-1醇酸铁红防锈底漆两遍。
然后涂刷C53-10云铁醇酸中间漆一遍。
最后再涂刷C04-42醇酸面漆两遍。
总漆膜厚度140-170um。
在螺栓周围、现场焊缝两侧各50mm范围内安装前暂不涂油漆，待现场安装完毕后再安上述要求补漆。
第二节工程特点及施工难点1．工程特点：1.1.工期紧：从2011年3月10日至2011年6月30日。
1. 2.施工机械调运量大。
第五章 高炉送风系统设计
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。
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
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
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； 鼓风机 0.1MPa<鼓<0.4MPa，既 要用P又要用风；
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。
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利用气体压缩机械将大气加压后供给高炉冶炼所需空气的动力站设计。
气体压缩机械按排气压力进行分类，0．15MPa以下(表压，下同)称为通风机；0．15～0．2MPa称为鼓风机；0．2MPa以上称为压缩机。
在中国钢铁工业中，用于高炉供风的气体压缩机械，不论其排气压力高低，习惯上统称为高炉鼓风机。
设计内容主要包括：供风流程和系统的确定、高炉鼓风机的选择、驱动机的选择、辅助设备的选择、脱湿装置的设计、富氧装置的设计以及高炉鼓风机站的布置等。
简史18世纪中叶开始采用往复活塞式及罗茨式等高炉鼓风机。
20世纪30年代开始采用离心式高炉鼓风机。
1949年瑞士爱舍尔- 威斯公司(Esher Wyss)制造了第一台固定静叶轴流式高炉鼓风机。
1960年瑞士BBC公司制造了第一台可调静叶轴流式高炉鼓风机。
20世纪80年代世界最大的高炉鼓风机为可调静叶轴流式，风量为10000m3 ／min(标准状态，下同)，排气压力为0．56MPa，功率为70000kw。
中国20世纪70年代以前主要选用离心式高炉鼓风机。
1969年攀枝花钢铁公司1200m。
高炉首次采用了本国生产的汽轮机驱动的固定静叶轴流式高炉鼓风机。
1985年宝山钢铁总厂4000m3 高炉采用了同步电动机驱动的可调静叶轴流式高炉鼓风机。
风量为8800m3 ／min，排气压力为0．49MPa，功率为48000kW，这是20世纪90年代以前中国最大的高炉鼓风机，也是第一座设有脱湿装置和富氧装置的高炉鼓风机站。
供风流程和系统的确定已采用的有仅安装高炉鼓风机的流程或增设有富氧装置、脱湿装置的各种流程。
根据高炉的冶炼要求和氧气的供应条件或者大气的温度、湿度情况进行选用。
富氧装置是往送入高炉的空气中加入氧气以提高其含氧量的设备。
提高含氧量能提高高炉炉缸燃烧温度，减少炉缸煤气生成量并降低炉顶煤气温度，有利于提高高炉产量和降低焦比。
提高含氧量的常用方法是在高炉范围内的送风管道中加入经过氧气压缩机加压的氧气。
这种方法不会改变高炉鼓风机站的流程。
另一种方法是在高炉鼓风机站安设富氧装置，在高炉鼓风机的吸入管道中加入低压氧气。
选用这种方法的条件是氧气站与高炉鼓风机站距离较近，从氧气站空分塔送出的低压(约0．02MPa)氧气可直接送入高炉鼓风机的吸入管道，从而可以不安设氧气压缩机，达到节省投资和节约电力的目的。
脱湿装置的功能是稳定并减少送入高炉空气的湿度。
稳定湿度可以消除大气湿度波动对炉况的影响，以使高炉炉况顺行、产量提高、焦比降低。
稳定湿度的常用方法是，在高炉处设增湿装置将蒸汽掺入空气中，使其湿度稳定在高于大气湿度的水平上。
这种方法不会改变高炉鼓风机站的流程。
另一种方法是，在高炉鼓风机站增设脱湿装置，以减少大气的湿度。
这种方法可以将空气的湿度稳定在低于大气湿度的水平上。
采用脱湿装置的条件除了高炉的冶炼要求外，主要是建厂地区的大气湿度大，全年需要脱湿的时间长等经济因素。
供风系统按一台高炉鼓风机配一座高炉进行设计。
为确保高炉安全生产，容积相近的三座及以下高炉可合设一台备用高炉鼓风机，同时设置任一台高炉鼓风机可以向任一座高炉供风的配风管，另外还可在配风管之间设分风管。
分风管的作用是，当一台高炉鼓风机发生事故紧急停机时。
可以由另一台高炉鼓风机送来少量鼓风，以确保设备的安全。
当在鼓风站内安设脱湿装置及富氧装置时，空气的流程是由空气过滤器至脱湿装置再至富氧装置最后至高炉鼓风机。
高炉鼓风机站的供风系统见图1。
图中示出三台高炉鼓风机(其中一台为备用)向二座高炉供风的系统。
此系统设有冷却法脱湿装置及富氧装置，每台高炉鼓风机配有脱湿器及氧气混合器各一套，三台高炉鼓风机合用一套制冷设备和一个氮气罐。
高炉鼓风机的选择主要原则是，高炉鼓风机可以在建厂地区的不同季节中满足高炉不同冶炼条件所要求的风量和供风压力，同时其全年效率较高。
此外，高炉鼓风机应设有足够的调节装置与保护装置。
性能常用的高炉鼓风机有离心式和可调静叶轴流式(包括轴流- 离心串联结构)。
此外，固定静叶轴流式在中型高炉上仍有采用。
高炉鼓风机的主要性能参数有风量、排气压力、功率、效率和转速(或静叶角度)。
描绘这些参数之间关系的曲线称为性能曲线。
在一定转速(或静叶角度)下，最小风量受喘震工况的限制；最大风量受阻塞工况的限制。
从喘震工况点到阻塞工况点的范围称为稳定工况区。
扩大稳定工况区的方法是：可调静叶轴流式采用改变静叶角度的方法，有的还辅以改变转速，固定静叶轴流式及离心式采用改变转速的方法；小型离心式也有采用进口节流或出口节流等方法的。
连接不同转速(或静叶角度)的喘震工况点而得到的曲线称为喘震线。
高炉鼓风机必须远离喘震线而在稳定工况区内运行。
图2是轴流式及离心式高炉鼓风机的性能曲线。
高炉鼓风机设计工况点的绝热效率，轴流式可达83％～87％或更高；无中间冷却的离心式约为70％～75％；具有中间冷却的离心式约为80％～85％。
离心式在排气压力大于0．2MPa 时通常为具有中间冷却的两段压缩方式，以节省功率。
轴流式因效率较高，一般都是无中间冷却的一段压缩方式。
在稳定工况区内，效率以设计工况点为最高，距离设计工况点越远，效率越低。
高炉鼓风机往往不在设计工况点运行，因此其效率往往低于设计值。
规格与型式高炉鼓风机的风量为高炉入炉风量与送风系统漏风损失之和。
高炉入炉风量可根据高炉有效容积、冶炼强度及每吨焦炭的耗风量计算而得。
按1m3 高炉有效容积估算，风量一般为2．1～2．5m3 ／min。
排气压力取决于高炉炉顶压力、炉内料柱和送风系统的阻力，一般为0．15～0．5MPa。
高炉鼓风机的规格通常指最大风量与最高排气压力的工况。
高炉鼓风机的实际运行工况取决于吸入空气状态及高炉冶炼条件。
吸入空气状态主要是指建厂地区的大气温度、压力和湿度，此外还有富氧与脱湿的影响。
高炉冶炼条件主要是冶炼强度和炉顶压力。
由于吸入空气状态随季节以及高炉冶炼强度及炉顶压力的波动而不同，因此要求的运行工况区的范围是比较宽广的。
实际的运行工况区必须在稳定工况区的范围内。
高炉鼓风机主要有三种型式：(1)固定静叶轴流式。
其稳定工况区过分狭窄，为稳定运行往往须长期放风，导致浪费能源，因此已很少采用。
(2)离心式。
虽然效率较低，但是由于价格较低及对空气过滤的要求不高，因此在鼓风压力要求不高的小高炉上仍然普遍采用。
(3)可调静叶轴流式是高炉鼓风机的主要机型，这种机型的主要优点是：效率高、稳定工况区宽、稳定工况区内效率变化小，以及在静叶角度固定时，性能曲线较陡，适于高炉定风量操作。
此外，其外形尺寸与重量较小，因而基础及厂房尺寸也小。
中国高炉与高炉鼓风机的配套概况见表。
中国高炉与高炉鼓风机的配套概况调节与保护基本要求是满足高炉所需的风量与排气压力的变化并确保高炉鼓风机的安全运行。
具体内容和型式随高炉鼓风机及驱动机的型式而异，也与功率有关。
大、中型高炉的可调静叶轴流式高炉鼓风机一般设置：保持给定风量改变排气压力的定风量调节装置，在热风炉换炉时保持排气压力增加风量的定风压调节装置，以及防止发生喘震、末级叶片阻塞、旋转失速、转速超限、转子轴向位移超限等保护装置。
高炉鼓风机一般采用可编程序控制器，对风量及排气压力等重要参数进行控制。
驱动机的选择主要选用变转速汽轮机和同步电动机，也有的选用定转速汽轮机及小功率异步电动机。
汽轮机通常选用凝汽式，个别也有的选用抽汽凝汽式。
汽轮机的蒸汽参数通常为2．35～8．83MPa(绝对大气压)，390～535℃，所需蒸汽由锅炉或背压汽轮机供给。
驱动机的选择除与高炉鼓风机的功率大小和调节要求有关外，主要取决于建厂地区的动力供应情况，即供电的可靠性、钢铁厂副产煤气的剩余量和电力与燃料的价格等。
对于固定转速的可调静叶轴流式高炉鼓风机，选用同步电动机作为驱动机首先是为了节约能源，其次是同步电动机可补偿轧钢机的无功负荷，改善钢铁厂的功率因数，对供电系统有利。
此外，由电动机驱动的高炉鼓风机辅助设备少，对加快建设进度、方便操作维护以及站区总体布置都极为有利。
选用电动机驱动的关键条件是高炉鼓风机不需要调节转速和供电要有足够的可靠性。
辅助设备的选择主要是空气过滤器和消声装置的选择。
空气过滤器减少高炉鼓风机吸入的大气中所含粉尘的设备，以防止其通流部件磨损。
高炉鼓风机对空气所含粉尘的要求是：对于离心式，粉尘浓度为3～10mg／m3 ，粉尘最大粒径为5～10／μm；对于轴流式，粉尘浓度为0．6～1．5mg／m3 ，粉尘最大粒径为5～8／μm。
对空气过滤器的基本要求有：除尘效率高，在当地大气含尘量的情况下能满足高炉鼓风机对粉尘含量的要求，同时流动阻力尽量小，此外还应考虑：空气不被污染、在大气温度低或湿度大时不会发生结冰或积灰等堵塞问题。
曾采用过的空气过滤器有：浸油金属网格、自动浸油、百叶式、轴流旋风及自动卷帘等型式。
20世纪80年代以后，中国主要采用袋式过滤器。
此种过滤器的除尘效果较好，但占地面积较大、价格较高，另外还发现在某些地区的雾天或冬季有堵塞现象。
消声装置是减低高炉鼓风机噪声、改善操作环境的设备。
为达到上述目的，通常设置下述设备：(1)安装放风消声器，以减低高炉鼓风机放风时产生的噪声。
放风消声器有地坑式、阻抗复合式及阻抗同心环板式等型式，其噪声衰减量最大可达50dB(A)。
(2)吸、送风管用玻璃棉、矿渣棉等吸声材料包扎，其噪声衰减量可达20～30dB(A)。
(3)轴流式高炉鼓风机及其驱动机要安设隔声罩，罩体为微孔板夹吸声材料，罩内留有操作及检查用通道并设通风与照明设施。
隔声罩的噪声衰减量约为30dB(A)。
脱湿装置的设计安装在高炉鼓风机吸风管中的脱湿装置，有采用氯化锂干式吸附法、氯化锂湿式吸附法以及冷却法等多种型式。
中国采用的是冷却法。
冷却法的脱湿原理是，把高炉鼓风机吸入的空气冷却到露点以下，使部分水蒸气凝结并除去，从而减低空气的湿度。
冷却法脱湿装置的主要设备有脱湿器及制冷设备。
冷却法脱湿的主要优点是：出口湿度仅取决于温度，控制方便、性能稳定；工艺流程及设备简单，易于维护及检修，也便于布置；出口空气不会被腐蚀物质污染，不会引起高炉鼓风机腐蚀；由于温度下降，高炉鼓风机的功率可以减少。
冷却法脱湿装置的设计要点是：(1)脱湿器出口的空气湿度，年平均为6g／m3 (露点约为2．5℃)，夏季最高为9g／m3 (露点约为8．6℃)，夏季提高湿度是为了减少制冷设备容量，节约投资。
(2)使用低温水和盐水两种载冷剂，空气先经低温水然后再由盐水进行冷却，以减少制冷设备功率。
(3)脱湿器的阻力应尽可能小，除雾器的效率应尽可能高。
(4)脱湿器出口湿度的控制可采用控制载冷剂的流量与温度的方法，此方法方便而简单。
(5)为方便布置，一般每台高炉鼓风机配一台脱湿器。
(6)整个高炉鼓风机站共建一座制冷站，制冷机可不设备用。