高炉送风系统及风量波动原因分析

高炉送风系统及风量波动原因分析

傅 勇

（湖南华菱湘潭钢铁有限公司设备管理部, 湘潭 411101）

摘 要 介绍了风机、送风管路、送风管路上的各种阀门、高炉料柱等组成的送风系统的工艺流程，阐述了风阻、风量、风压的相互影响过程及风机在管网中的工作特性曲线，分析了在高炉风阻扰动大的情况下风机风量控制系统存在的问题，得出了冷风量波动大的原因。

关键词 风机 风量 风阻 风压 特性曲线 The Analysis of Air Quantity Disturbance

Fu Yong

（Hunan Xiangtan Iron and Steel Co., Ltd. Equipment Management Department, Xiang tan, 411101） Abstract ，In this passage,the technological process of air blowing system and the relationship among air resistance air ，quantity and air pressure are presented. The res ，ult shows when the disturbance of air resistance is too large the blower control system will out of work. It has achieved good results when improving the control system.

Key words blower, air quantity, air resistance, disturbance, characteristic curve

1 引言

近期，1号高炉冷风流量经常出现突然下降（约200立/分钟）而压力保持恒定，一段时间后又自动恢复的现象，送风管路上两套投入使用的风量表均出现相同的趋势，通过检查确认风量表数据准确可靠，能真实反映风量的变化。风量波动大对高炉生产操作带来较大的影响，必须找到风量波动的根源，进而分析高炉炉况，帮助高炉稳定生产。

2 送风系统的组成及工艺流程简介

1号高炉送风系统由A V85-17全静叶可调轴流风机、DN1600送风管路及管路上的阀门等附件组成（如图1）。风机控制系统通过送风管路给高炉生产提高稳定的风量。

3 风阻风量风压的相互关系及风机在管网中的特性

3.1 风阻——管网特性曲线

即冷风在管道中受到的阻力，包括管道本身、调节阀、高炉料柱等阻碍冷风流通的因素。调节阀关小或高炉料柱透气性指数变小，风阻就会增大，反之则减小。总而言之，高炉操作或炉况问题最终会通过改变风

傅勇, 男, 本科, 助理工程师, 从事计控技术工作。

阻来影响风量和风压。

图1 送风工艺流程

3.2 风量和风压特性——风机特性曲线

对全静叶可调式轴流风机而言，以下曲线表示了风机压力随流量变化的趋势。当风机工况点在稳定工作区域时，压力和流量基本成反比。当风机工况点在非稳定工作区时，风机运行不稳定，会发生喘震现象。当风机工况点在稳定工作区与非稳定工作区之间时，会存在流量变化而压力不变的情况。

流量Q 压力P 图

2 风阻特性曲线（r2﹥r1）

图3 风机流量压力特性曲线风压P 风量Q

当静叶角度调整时，风量和压力会相应变化，静叶角度变小时，风量压力都会变小，静叶角度增大时，风量压力会升高。

3.3 风机在管网中的特性

风机与管网组成一个系统，这个系统的工况点是由风机流量压力特性曲线（P-Q ）与管网特现曲线绘制在一个坐标后，其交点便是系统的工况点，可见随着风压、风量、风阻、转速以及静叶角的变化，其风机在管网中的工作点也是不断变化的（rad 表示静叶角位置）。

4 风量波动分析

据图5，设想风机某一时刻以静叶角rad2稳定运行在工况点A （P1,Q1,r2），由于管网风阻升高（可能是高炉送风管路上阀门的关小或料柱透气性降低等引起），即风阻由r2变化到r1，此时风机运行在工况点B(P2，Q2，r1)。根据上图特性曲线可知，从工况点A 到B 的状态中，风量从Q2降到Q1，而风压P1、P2基本保持不变。这种假设能解释风量下降风压不变，接下来需要论证这种假设能否成立。

其实，正常状况下工况点不会从A 跳跃到B 点，因为风机是定风量控制的（换炉时定风压，近来这段时间全都采用定风量），当实际风量从Q2下降到Q1时，风机应该及时调整静叶角度来提升风量，即从原来静叶角状态rad2调整，使得实际风量Q2不变，这时风压会增大，因此这与我们的假设相矛盾。如果静叶角图4 风机静叶角度与流量压力特性曲线

风压P

图5 风机在管网中的特性曲线

Q 压力P

不能自动调整我们的假设则能成立。

实际上，静叶角度不能自动调整，因为静叶调节与送高炉风量未形成控制闭环，它是通过吸入风量调节的，而吸入风量不能真实的反映高炉工况。

5结论

造成1号高炉冷风量波动是系统问题，原因有三个：第一、高炉炉况不好引起送风管路上风阻变化较大，风阻变化大导致流量变化大。第二、风机静叶角是根据吸入风量调节的，吸入风量不能反映送风管路上风阻的变化，因此根据吸入风量不能对流量变化进行调节。第三、高炉炉况不稳，冷风量消耗较小，导致风机的工况点位于稳定区与非稳定区之间。根据风机流量压力特性曲线可知，这段区域存在流量下降而压力不降的情况。总而言之，导致风量不稳定是几个因素共同作用的结果。

6建议

（1）高炉炉况尽快好起来，使料柱的风阻波动小。

（2）风机应尽快恢复出口风量计，将出口流量作为静叶调节依据。（其实将出口流量作为调节依据，在出口流量波动较大时，风机静叶角叶不能自动调整，因为静叶角自动调整角度限定在0.5%，即它只能自动调整50左右的风量，出口波动大时要手动调节）。

（3）风机工作点位于边界稳定区，应将工作点往稳定区域迁移，可通过加大吸入风量和开大放散调节（这样做电能消耗会有所增大），保证风机工况点处于相对稳定区。

（4）如果对上述建议不能调整，高炉生产可以根据工艺量进行操作，即认为工艺量表上反映的数据是真实的，要调整风量可通知电动风机手动操作。