高炉鼓风机知识详解

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