1级2级3级4级5级6级 rununununutunal 导流静叶 工作动叶 风机轴线 图7-5多级轴流式风机工作原理图 1-进口收敛器;2-进口导流器;3一工作动片 4一导流静片;5-出口导流器:6-轴承;7一密封装置 8-出口扩压器;9-转子:10一机壳 5)风机的特性曲线是在某一特定吸气条件下测定的,当风机使用地点及季节不同时,由于大气温度、湿度 和压力的变化,鼓风压力和质量都有变化,同一转速夏季出口风压比冬季低20~25%,风量也低30%左右,应 用风机特性曲线时应给予折算 (2)轴流式鼓风机。轴流式鼓风机是由装有工作叶片的转子和装有导流叶片的定子,以及吸气口、排气口 组成,工作原理如图7-5。 一列工作叶片和它后面(按排气方向)一列导流叶片组成一级,轴流鼓风机一般为5~10级,有时多到 16~20级。原动机带动转子高速旋转,工作叶片圆周速度可达到300m/sS以上,气体经进气口、进气导流叶片 依次进入各级,由于工作叶片对气体做功,使气体获得能量,经出口扩压器以一定压力和流量派出。轴流式风 机结构见图7—6 金全事 JUE L 图7-6轴流式鼓风机 1一机壳;2一转子;3-工作叶列;4一导流静叶; 5-吸气管口:6一排气管口
5）风机的特性曲线是在某一特定吸气条件下测定的，当风机使用地点及季节不同时，由于大气温度、湿度 和压力的变化，鼓风压力和质量都有变化，同一转速夏季出口风压比冬季低20～25％，风量也低30％左右，应 用风机特性曲线时应给予折算。 （2）轴流式鼓风机。轴流式鼓风机是由装有工作叶片的转子和装有导流叶片的定子，以及吸气口、排气口 组成，工作原理如图7一5。 一列工作叶片和它后面（按排气方向）一列导流叶片组成一级，轴流鼓风机一般为5~10级，有时多到 16~20级。原动机带动转子高速旋转，工作叶片圆周速度可达到300m/s以上，气体经进气口、进气导流叶片 依次进入各级，由于工作叶片对气体做功，使气体获得能量，经出口扩压器以一定压力和流量派出。轴流式风 机结构见图7—6
出区 000 2500300035004000 风量,m3/min 图7-73250m3/min轴流式鼓风机特性曲线 测试大气状态—P。=105Pato=30℃ ·-··P。=105Pa,to=20℃ P=105Pa,to=15℃ 我国设计制造的3250m3/min轴流式鼓风机特性曲线见图7-7. 油流式风机特性如下 1)气体在风机中沿轴向流动,转折少,风机效率髙,可达到90%左右; 2)工作叶轮直径较小,结构紧凑,质量小,运行稳定,功率大,更加适应大型高炉冶炼要求 3)汽轮机驱动的轴流风机,可通过调整转速调节排风参数,有较宽的工作范围;采用电动机驱动的轴流风 机,可调节导流叶片角度来调节然风参数,亦有较宽的工作范围; 4)特性曲线斜度很大,近似等流量工作,较好地适应高炉冶炼要求; 5)飞动曲线斜度小,易产生飞动,使用时一般采用自动放风,使倒流界限左移。 7.13高炉鼓风机的选择 选择高炉鼓冈机,一般是根据髙炉要求的风量和风压,按鼓风机特性进行选择。计算岀的风量是标准状态下 的体积,即是质量风量;鼓风机特性曲线是在特定吸气条件下测得的风量与风压的关系曲线;由于使用地区气 温、湿度和气压的差异,同一转速输出的风量和风压变化很大。因此,选择风机应参照出厂特性曲线,进行风 量和风压的修正
我国设计制造的 3250m3／min轴流式鼓风机特性曲线见图 7一7. 轴流式风机特性如下： 1）气体在风机中沿轴向流动，转折少，风机效率高，可达到90％左右； 2）工作叶轮直径较小，结构紧凑，质量小，运行稳定，功率大，更加适应大型高炉冶炼要求； 3）汽轮机驱动的轴流风机，可通过调整转速调节排风参数，有较宽的工作范围；采用电动机驱动的轴流风 机，可调节导流叶片角度来调节然风参数，亦有较宽的工作范围； 4）特性曲线斜度很大，近似等流量工作，较好地适应高炉冶炼要求； 5）飞动曲线斜度小，易产生飞动，使用时一般采用自动放风，使倒流界限左移。 7.1.3高炉鼓风机的选择 选择高炉鼓风机，一般是根据高炉要求的风量和风压，按鼓风机特性进行选择。计算出的风量是标准状态下 的体积，即是质量风量；鼓风机特性曲线是在特定吸气条件下测得的风量与风压的关系曲线；由于使用地区气 温、湿度和气压的差异，同一转速输出的风量和风压变化很大。因此，选择风机应参照出厂特性曲线，进行风 量和风压的修正
风量修正系数K根据气体状态方程式,可用下式近似求得 (P-DPR Prr> (7-6) 式中PS——风机吸风口压力,其值等于使用地区大气压力减去鼓风机吸风口阻力损失,P Φ—使用地区大气相对湿度,% PH气温在toC(使用地区温度)时的饱和蒸汽压,Pa T1——风机特性曲线试验测定条件下的绝对温度,K; T2—风机使用地区的绝对温度,K; P1——风机特性曲线试验测定条件下绝对压力,Pa 采用风量修正系数后,可以将设计要求的鼓风机出口风量(V),折算为使用地区的风机出口风量(V) m/min 风压修正系数K由下式求得 2, P72 P=KP 式中P、P2——分别为鼓风机特性曲线试验测定条件下的大气压力和使用地区的大气压力,Pa; T1、T2——分别为鼓风机特性曲线试验测定条件下的温度和使用地区的温度,K; P—使用地区鼓风机实际出口压力,Pa; )风机特性曲线上工况点的风压,Pa 我国各类地区风量风压对标准状态下的修正系数见表7-3
风量修正系数K根据气体状态方程式，可用下式近似求得 (7—6) 式中 PS——风机吸风口压力，其值等于使用地区大气压力减去鼓风机吸风口阻力损失，Pa； ——使用地区大气相对湿度，%； PH——气温在t oC（使用地区温度）时的饱和蒸汽压， Pa； T1——风机特性曲线试验测定条件下的绝对温度，K； T2——风机使用地区的绝对温度，K； P1——风机特性曲线试验测定条件下绝对压力，Pa。 采用风量修正系数后，可以将设计要求的鼓风机出口风量（V），折算为使用地区的风机出口风量（V’） m3 /min （7—7） 风压修正系数K由下式求得： （7—8） （7—9） 式中Pl、P2——分别为鼓风机特性曲线试验测定条件下的大气压力和使用地区的大气压力，Pa； T1、T2——分别为鼓风机特性曲线试验测定条件下的温度和使用地区的温度，K； P——使用地区鼓风机实际出口压力，Pa； P——风机特性曲线上工况点的风压，Pa。 我国各类地区风量风压对标准状态下的修正系数见表7－3
变7-3各类地区风量修正系数K和风压修正系数K值 一类地区 二类地区 三类地 区 四类地区 五类地区 K K K 050.62.7090759856.80.90.940.9 冬0.6c.70.790.890900.960.961.080.91:12 金年平均063an10n30.83083010.81.00.921.0 注地区分类按海拨标高划分 高原地区 海拔约3000m以上地区,如:昌都、拉萨等 二类一海拔1500~2300m地区,如昆明,兰州西宁等 三类一海拨800~100m地区,如贵阳包头、太原等 平原地区: 四类一海拔高度在400m以下地区,如:重庆、武汉、湘潭等 五类一海拔高度在100m以下地区,如鞍山、上海、广州等 综上所述,设计高炉车间,合理选择风机是一项重要工作,选择风机的主要依据是高炉有效容积和生产能 力,同时也应考虑到使用地区的自然气候条件,以及高炉冶炼条件。选择高炉鼓风机要考虑以下几点: ()高炉鼓风机最大质量鼓风量应能满足夏季髙炉最髙冶炼强度的要求;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,图7-8。A点是夏 季最高气温,髙压操作,最髙冾炼强度工作点;β点是夏季最髙气温,常压操作,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点是冬季最低气温,髙压操作,最低冶炼強度工作点 (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的工况点与效率最高点相适应,见图7-9。 已需压操作 最低转速 风量Q L量 图7-8高压高炉鼓风机工况示意 图7-9电动离心式鼓风机工况示意 随着高炉向大型化发展,轴流式鼓风机曰趋广泛应用。日本髙炉自60年代以来,几乎都选用轴流式风机; 前苏联高炉般采用离心式风机;我国目前多采用离心式鼓风机,在新通用设计中,推荐vu255m3以下高炉采 用离心式鼓风机,Vu625m3以上高炉采用轴流式风机。 我国现有某些高炉鼓风机的容量和驱动方式见表7-4。这些风机对所配炉容均感能力不足;因此新的通用 设计推荐的鼓风机能力均有所提高,见表7-5
综上所述，设计高炉车间，合理选择风机是一项重要工作，选择风机的主要依据是高炉有效容积和生产能 力，同时也应考虑到使用地区的自然气候条件，以及高炉冶炼条件。选择高炉鼓风机要考虑以下几点： （l）高炉鼓风机最大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，图7一8。A点是夏 季最高气温，高压操作，最高冶炼强度工作点；B点是夏季最高气温，常压操作，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点是冬季最低气温，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的工况点与效率最高点相适应，见图7－9。 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年代以来，几乎都选用轴流式风机； 前苏联高炉一般采用离心式风机；我国目前多采用离心式鼓风机，在新通用设计中，推荐Vu255m3以下高炉采 用离心式鼓风机，Vu625m3以上高炉采用轴流式风机。 我国现有某些高炉鼓风机的容量和驱动方式见表7—4。这些风机对所配炉容均感能力不足；因此新的通用 设计推荐的鼓风机能力均有所提高，见表7－5
表7-4我国某些高炉鼓风机性能表 高炉容积 20 1000 1500 2000 4000 风机型号 300-21-1 AK:1503230轴流式x4241x241电动轴流式 离心式 离心式 ③0-27001 ①3250 风量m/min300 00 ②3250 4250 4250 ③2700 ①3.8×103P 风压P41.9×10P1.9×10P.2.×1oPa.×oP4x10P.4xoP.5.1×eP ③2.6×10Pa ①2500/3250 转速rpi 6500 5550/4800 23004050035025003250 ③2500/3400 功率kW 1300/1180 ②12000 14000 14000 48000 传动方式电动式汽动电动式汽动汽动汽动 汽动 汽动 电动 表7-5我国通用设计推荐风机性能表 高炉容积,m3 55 25 1500 2000 D800-31 轴流式 静叶可 风机型号 高心式 调轴流式 同左 同左 风量,m3/min 400 2000 6000 风压(绝对),P 2×10P2.8×10Pa3.5×10Pa4.0x10P 同左(4.5~5)10P 调速汽轮机 转速,rpm 5550 同左 直接带动 同左 同左 功率,kW 传动方式 电动 电动、汽动 汽动 同左 同左 同左 使用方式 二座高炉安装 三台,一台备用 同左 同左 同左 同左 同左 7.2蓄热式热风炉及其结构 现代髙炉普遍采用蓄热式热风炉。蓄热式热风炉基本工作原理:煤气在橪烧室燃烧,髙温烟气通过蓄热 室加热格子砖,然后再使鼓风通过炽热的格子砖加热并送λ高炉。毎座高炉配置三或四座热冈炉,轮流交替地 燃烧和送风,高炉连续不断地得到高温助燃空气。热风护的大小及各部尺寸,决定于高炉所需风湿及风量。热 风炉的加热能力用每m3高炉有效容积所具有的加热面积表示,一般为80m2m3左右或更高,也用每1min每 1m。鼓风所具有的加热面积表示,一般为,25~30m2(m3/min) 自1857年蓄热式热风炉问世以来,已有130余年的历史,它在生产实践过程中不断得到改进和完善。目 前蓄热式热风炉有三种基本结构形式,即内慾式热风炉(传统式和改进型)、外然式热风炉、顶燃式热风炉 7.2.1传统型内燃式热风炉 传统式内燃式热风炉基本结构见图7-10
7.2蓄热式热风炉及其结构 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，高炉连续不断地得到高温助燃空气。热风护 的大小及各部尺寸，决定于高炉所需风湿及风量。热 风炉的加热能力用每lm3高炉有效容 积所具有的加热面积表示，一般为 80m2 /m3左右或更高，也用每 1min每 1m。鼓风所具有的加热面积表示，一般为，25～30m2（m3 /min）。 自1857年蓄热式热风炉问世以来，已有130余年的历史，它在生产实践过程中不断得 到改进和完善。目 前蓄热式热风炉有三种基本结构形式，即内燃式热风炉（传统式和改进型）、外燃式热风炉、顶燃式热风炉。 7.2.1传统型内燃式热风炉 传统式内燃式热风炉基本结构见图7－10