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第5章 送风系统
5 高炉送风系统 高炉生产1吨铁需要1400~1600m3空气,约2吨;热风带入的热量约占总热耗的1/4;约有1/2的高炉煤气用于热风炉;热风炉的基建投资约占高炉车间总投资的1/2。 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。 ①有足够的送风能力,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及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宽的调节范围,即风机的风量和风压均应适应于炉况的顺行与难行、冶炼强度的提高与降低、喷吹燃料与富氧操作以及其他多种因素变化的影响。 ③送风均匀而稳定,即风压变动时,风量不得自动地产生大幅度变化。 ④能保证长时间连续、安全、高效率运行。 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 1. 工作原理: 鼓风机的叶轮旋转使空气受离心力的作用而升高压力,其升压过程是从叶轮的方向吸人空气,在叶轮内受离心力作用而升压,并以180~200m/s的速度向半径方向排出,排出的空气在扩散器内把速度的能量转变为压力,然后把流动方向转换到轴向进下一级的叶轮,进一步升高压力。为了获得足够的离心力来压缩空气,必须使叶轮高速旋转。鼓风机每一级的压缩比限于1.2,因此在需要高的压力时,必须用增加级数来达到,但由于轴的关系最多只能到13级。这种鼓风机的效率最高为78%,风压风量特性曲线的斜度平缓,在炉内压力变化大的场合下,存在不能按定风量送风的缺点。离心式鼓风机构造简单、使用方便、可靠性高。 ③每条风量与风压曲线的左边都有一个喘振工况点,风机在喘振工况点以左运行时,由子产生周期性的气流振荡现象而不能使用。将各条曲线上的喘振工况点连接成一条喘振曲线,风机不能在喘振曲线以左的区域运行。 ④每条风量与风压曲线的右边有一个堵塞工况点,此点即为风量增加到最大值的工况点。风机在堵塞上况点以右运行,风压很低,不仅不能满足高炉的要求,而且风机的功率增加很多。将各条曲线上的堵塞工况点连接成一条堵塞曲线,风机一般只在堵塞曲线以左侧区域运行。如果风机放风启动或大量放风操作,将会导致风机驱动电动机过载。喘振曲线与堵塞曲线之间的运行区域,称为风机的稳定工况区。 ⑤风机的特性曲线随吸气条件的改变而变化。 我国高炉采用的轴流式压缩机卞要有A系列和AV系列两种。 A系列为静叶不可调的、固定式多级轴流压缩机系列,该系列有45、 50 、56、63、71、80、90、100、112等9种规格,级数为10~18级,其风流量范围为(5~100) x 10-4m3/h,出口风压为(3.5~12) x 105MPa(绝对压力)。 AV系列为静叶可调的、固定式多级轴流压缩机系列,其规格数量、流量及压力范围均与A系列相同。但是,由于AV系列为静叶全部可调,其流量的变化范围几乎比A系列大一倍,因而它有很宽的工作范围和较高的效率。 (3)热风炉换炉充风量 按理论准确计算充风量比较复杂,生产中一般是根据经验公式估算,或按经验取值确定。其经验公式如下: 式中C—充风量占高炉入炉风量的百分数,%,大型高炉C值一般取0.1左右。 (1)大气状况对高炉鼓风机工作的影响 由于各地的大气温度、湿度和压力的变化,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。 将鼓风机特性曲线上工况点的风压(绝对大气压力)换算为某地区鼓风机实际出口风压(绝对大气压力): 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能同时发挥作用。为了确保高炉安全生产,应设置备用鼓风机,其台数与炉容大小和高炉座数有关。一般相同炉容的2~3座高炉设一台备用鼓风机。 二、脱湿鼓风 高炉进行脱湿鼓风是人为地减少鼓风中的水分绝对含量,使水分含量稳定在一个较低的数值范围内。目的是减少炉缸热量消耗和稳定鼓风湿度,促进炉况稳定和降低焦比。 高炉鼓风脱湿的常用方法有干式氯化锂吸附法、湿式氯化锂吸附法、冷却与氯化锂吸附联合法、冷却法等。国内高沪一般多采用冷却法脱湿。 冷却法脱湿原理是将空气通过冷却机冷却到露点温度以下,使空气中水蒸气被冷凝成液态水,进而被脱除。冷却法脱湿的优点是不消耗化学药品,工艺和设备简单,并可机前脱湿能增加鼓风机的风的质量流量。 冷却脱湿法,有在风机出风口侧冷却脱湿(机后脱湿法)和在风机入风口侧冷却脱湿(机前脱湿法) 现代高炉普遍采用蓄热式热风炉。 蓄热式热风炉基本工作原理:煤气在燃烧室燃烧,高温烟气通过蓄热室加热格子砖,然后再使鼓风通过炽热的格子砖加热并送入高炉。 每座高炉配置三或四座热风炉,轮流交替地燃烧和送风,高炉
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