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2023-06-23
如何选择合适的供风强度和风压？
【摘要】：2.4.1.5 风压的选取1）冲天炉风压一般指风箱风压，即风箱到冲天炉加料口之间的空气与炉气的流动阻力，冲天炉的风压与风箱和炉体之间的管道结构、风口风速、炉料块度、料位高度、送风量等多种因素有关。
2.4.1.1 按照燃烧学估算入炉理论风量
从式（2-18）得焦炭燃烧所需干空气量为V干=4.45（1+ηV）w（C）（m3/kg焦炭），则理论送风量为
L=74qw（C）K（1+ηV） （2-56）
从式（2-21）可计算实际送风量
式中 LS——实际空气量（m3/min）；
K——焦耗量（kg焦/100kg铁）；
w（C）——焦炭中固定碳的质量分数（%）；
q——熔化率（t/h）；
φ（CO2）、φ（CO）、φ（O2）——分别为炉气中CO2、CO、和自由氧的体积分数。
2.4.1.2 按送风强度估算风量
冲天炉的风量也可以按照送风强度估算，送风强度即冲天炉炉膛单位横截面积的送风量。
冲天炉的风量可以按下式计算：
Q风=πd2A/4 （2-58）
式中 Q风——冲天炉的理论风量（m3/min）；
d——冲天炉炉膛直径（m）；
A——冲天炉的送风强度[m3/（m2·min）]。
在熔化区炉膛直径较稳定的情况下，d可取为熔化区炉膛直径，熔化区送风强度一般在80～120m3/（m2·min）之间初选，绝大部分在90～110m3/（m2·min）之间。d取为风口区炉膛直径时，风口区炉膛截面的送风强度一般在150～160m3/（m2·min）之间初选，如果需要冲天炉出炉铁液温度高、熔化率大，送风强度取较大值，但此时冲天炉的铁焦比较小。如果要求冲天炉的铁焦比高，送风强度取较小值，但此时冲天炉的铁液温度和熔化率降低。
2.4.1.3 按最佳送风强度估算风量
图2-69所示为冲天炉的网形图。每个冲天炉通过试验均可绘制各自不同的网形图，但所有网形图所反映的冲天炉熔炼规律相同。在单位碳耗量曲线上的最高点，铁液温度最高。此点为该冲天炉在该单位碳耗量下的最佳工作点，将冲天炉网形图上各个层单位碳耗量所对应的最佳工作点用线条连在一起，则可以得到该冲天炉的最佳工作曲线。铁液温度最高点所对应的送风强度即为该层单位碳耗量的最佳送风强度。
图2-69 冲天炉的网形图
许多人用不同的数学方法对不同的冲天炉网形图进行了分析与拟合，归纳出了各自不同的冲天炉最佳送风强度经验公式，现介绍下述经验式，供选择冲天炉风量时参考。
AJ=71+3.33C （2-59）
式中 AJ——冲天炉的最佳送风强度[m3/（m2·min）]；
C——碳耗量（kg）；
71——常数[m3/（m2·min）]；
3.33——系数[m3/（m2·min·kg）]。
根据所选的层单位碳耗量，按照上述经验式算出冲天炉的最佳送风强度后，再根据熔炼区的炉膛直径可以进一步算出冲天炉的入炉风量。
2.4.1.4 风量问题的有关说明
1）按照上述方法初步确定的冲天炉风量，必须通过熔炼实践加以验证，以计算风量为基础、以实际熔炼效果为根据逐步调整冲天炉送风量，使冲天炉达到最佳状态。
2）如果在冲天炉风量自动控制系统中，需要对冲天炉的入炉风量进行精确计算，则需要考虑空气中的水分、大气压力和温度对空气密度的影响，并准确分析各种因素对冲天炉入炉风量的作用。
3）风量包含鼓风机额定风量、鼓风机实际风量、管道漏风量、仪表指示风量、冲天炉入炉风量等多种含义，使用“风量”一词时需要具体说明。鼓风机额定风量即鼓风机在额定阻力（风压）下的送风量，入炉风量等于鼓风机实际送风量与管道漏风量之差。
4）鼓风机的实际送风量与送风系统的阻力有关，如果送风阻力大则实际风量小；如果送风阻力小则实际风量大。在送风系统阻力变化幅度相同的情况下，离心式鼓风机的风量变化幅度大，容积式鼓风机（罗茨风机、叶氏风机）的风量变化幅度小。使用离心式鼓风机的冲天炉，如果炉料块度大，或者加料不及时使料位高度下降，则炉内阻力随之减小，入炉风量会出现较大幅度的增加。
5）从鼓风机出口到冲天炉风口之间的管路上不可避免存在一定程度的漏风，使风机出口的风量不等于冲天炉的入炉风量。所以风量测量仪表指示的风量与入炉风量存在一定的偏差。
6）管道漏风不仅造成能源浪费、车间噪声，恶化工作环境，而且增大了仪表指示风量与入炉风量之间的差别，给观察判断入炉风量造成困难。管道漏风主要由管道法兰结合面与风口观察窗漏风引起，提高管道法兰的质量要求和安装质量，改进风口观察窗的结构，可以有效减少管道漏风。
2.4.1.5 风压的选取
1）冲天炉风压一般指风箱风压，即风箱到冲天炉加料口之间的空气与炉气的流动阻力，冲天炉的风压与风箱和炉体之间的管道结构、风口风速、炉料块度、料位高度、送风量等多种因素有关。
如果管道或风口直径小、空气流速高、管道弯道多、炉料块度小，不均匀、料位高、送风量大，则空气或炉气到达加料口的流动阻力大，反映出风箱风压高。
2）鼓风机的额定风压与风机出口压力也有本质区别。额定风压表示鼓风机在额定风量条件下克服阻力的能力。风机出口压力等于风机在输送空气过程中受到的全部阻力。如果风机实际送风量偏离额定值，实际风压将偏离额定风压。
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