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4.3,送風(fēng)條件 在高爐煉鐵工程設(shè)計(jì)中.高爐的送風(fēng)條件設(shè)計(jì)十分重要.本規(guī)范新增了送風(fēng)條件這一節(jié) 用以規(guī)范高爐的鼓風(fēng)機(jī).富氧率等參數(shù)的計(jì)算，4 3 1、為了選擇高爐鼓風(fēng)機(jī)時(shí).控制高爐的耗風(fēng)量.本規(guī)范對冶煉每噸生鐵的耗風(fēng)量進(jìn)行了匡算。在高爐不富氧時(shí),匡算的每噸生鐵耗風(fēng)量是根據(jù)鞍鋼，本鋼和寶鋼高爐的實(shí)際耗風(fēng)量折算,以及配料計(jì)算的結(jié)果取其上限值得到的 見圖10。實(shí)際折算和配料計(jì)算的噸鐵耗風(fēng)量均較本規(guī)范選用數(shù)據(jù)、曲線.為低.因此本規(guī)范表4,3。1的噸鐵耗風(fēng)量包含了高爐冷風(fēng)流量計(jì)以后的漏風(fēng)損失在內(nèi)的噸鐵耗風(fēng)量,圖10。不富氧時(shí)每噸生鐵耗風(fēng)量，回歸得到不富氧時(shí)的噸鐵耗風(fēng)量v0經(jīng)驗(yàn)公式如下,式中、FR、燃料比、kg t。富氧鼓風(fēng)時(shí),每噸生鐵的消耗風(fēng)量可以由下式求得。式中、vf 富氧時(shí)的每噸生鐵耗風(fēng)量 Nm3，t，v0。不富氧時(shí)的每噸生鐵耗風(fēng)量,Nm3，t，f.富氧率，如果能夠獲得相近高爐的操作條件 結(jié)合本高爐設(shè)計(jì)的原燃料條件。通過物料平衡和熱平衡的配料計(jì)算。確定噸鐵耗風(fēng)量更加合理,這個(gè)噸鐵耗風(fēng)量應(yīng)增加漏風(fēng)風(fēng)量，4，3 2 高爐鼓風(fēng)機(jī)的常年工況點(diǎn)可以按照規(guī)范表4。2,1規(guī)定爐腹煤氣量指數(shù)及相應(yīng)的富氧率來選取 高爐鼓風(fēng)機(jī)最高工況點(diǎn)的風(fēng)量宜根據(jù)高爐氣體動(dòng)力學(xué)的約束方程綜合研究確定、1，最大爐腹煤氣量。最大爐腹煤氣量可以按照三個(gè)氣體動(dòng)力學(xué)不等方程式，16，18.計(jì)算。即由爐內(nèi)阻力損失。料柱透氣能力和風(fēng)口前鼓風(fēng)壓力上限值的三個(gè)非線性規(guī)劃的約束條件來確定、式中。PB.風(fēng)口熱風(fēng)絕對壓力,表壓加當(dāng)?shù)卮髿鈮毫Γ?00Pa.PT,爐頂絕對壓力.表壓加當(dāng)?shù)卮髿鈮毫?100Pa.P.風(fēng)口熱風(fēng)與爐頂?shù)膲毫Σ睢?00Pa.VBG.高爐爐腹煤氣量、m3，min。P0 標(biāo)準(zhǔn)大氣壓力、100Pa，Pa，當(dāng)?shù)卮髿鈮毫?100Pa，K 高爐透氣阻力系數(shù)。u0、高爐爐內(nèi)平均煤氣流速,m.s。取值3 2、T，爐頂溫度和風(fēng)口理論燃燒溫度的平均值,K?？扇?473K T0。標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下的大氣溫度。K。S、爐內(nèi)平均有效斷面積.m2。α、爐料的空隙度,取值0。5.Vw、風(fēng)口到料線間的工作容積。m3。h、風(fēng)口到料線的高度、m。由公式，16 公式 18 三組非線性方程、用作圖法來求解產(chǎn)量與高爐風(fēng)量關(guān)系 如圖11所示、確定最大爐腹煤氣量的目的是為了保證高爐在合適的透氣阻力系數(shù)K的條件下爐況穩(wěn)定順行 為低燃料比操作創(chuàng)造條件、2.高爐透氣阻力系數(shù)K值的確定.高爐透氣阻力系數(shù)K值的確定可根據(jù)實(shí)際高爐統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)選取，2013主要高爐的實(shí)際透氣阻力系數(shù)K值調(diào)查結(jié)果見圖12 設(shè)計(jì)時(shí)可根據(jù)該圖選擇高爐透氣阻力系數(shù)K值限制值 圖12,爐容與K值限制值的關(guān)系。2012年全國240座高爐操作數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)的K值分布見下圖13，圖13.2012年全國高爐K值調(diào)查結(jié)果.3。鼓風(fēng)參數(shù)和富氧率的決定,根據(jù)高爐產(chǎn)量和噸鐵耗風(fēng)量確定在沒有富氧時(shí)的最大風(fēng)量?？墒沁@個(gè)風(fēng)量受最大爐腹煤氣量的限制。必須確定最大爐腹煤氣量的條件下允許的風(fēng)量,如果這個(gè)風(fēng)量不能滿足高爐的產(chǎn)量要求.則應(yīng)增加氧氣量來滿足 由設(shè)定的操作范圍和最大爐腹煤氣量通過下面的計(jì)算和作圖求得入爐最大風(fēng)量。本計(jì)算的目的是要完成規(guī)定產(chǎn)量時(shí)。充分利用最大爐腹煤氣量這個(gè)限制性環(huán)節(jié)，運(yùn)用富氧來保證高爐的強(qiáng)化.如前所述、合適的爐腹煤氣量是保證爐況順行、低燃料比操作的必要條件，下面以R廠1、2號(hào)高爐為例。在設(shè)定高爐的主要操作指標(biāo)，見表20,和由圖11求解的最大爐腹煤氣量說明確定送風(fēng)條件的方法。圖14,由R廠1。2號(hào)高爐最大爐腹煤氣量，產(chǎn)量確定最大風(fēng)量和富氧量，對圖14中各組曲線的計(jì)算方法作如下說明 A組曲線分以下兩種情況,當(dāng)在鼓風(fēng)機(jī)機(jī)后富氧時(shí).由A組曲線決定最大爐腹煤氣量時(shí)的最大入爐風(fēng)量，可采用下式計(jì)算。當(dāng)在鼓風(fēng)機(jī)機(jī)前富氧時(shí)，在最大爐腹煤氣量情況下，改變富氧率即可求得最大入爐風(fēng)量.其計(jì)算公式如下、B組曲線也分為兩種情況.當(dāng)機(jī)后富氧時(shí)。按規(guī)定產(chǎn)量不同富氧率計(jì)算入爐最大風(fēng)量.計(jì)算公式如下。當(dāng)機(jī)前富氧時(shí)。按規(guī)定產(chǎn)量不同富氧率計(jì)算入爐最大風(fēng)量和氧氣量、計(jì)算公式如下、C組直線為規(guī)定的高爐產(chǎn)量，D組曲線是最大爐腹煤氣量時(shí)的產(chǎn)量 其計(jì)算公式如下、式中.VBGmax，高爐最大爐腹煤氣量。m3、min、VB,高爐入爐風(fēng)量。m3、min、VO2,富氧量。m3，min。P、高爐日產(chǎn)鐵量.t。d,f，富氧率,vf、富氧時(shí)的噸鐵耗風(fēng)量和耗氧量、m3、t、WB、鼓風(fēng)濕度。g.m3、PCR，噴煤比 kg.t，H 煤粉的含氫量。由氣體動(dòng)力學(xué)計(jì)算作圖11求得R廠1.2號(hào)高爐的最大爐腹煤氣量為VBGmax 10250m3 min、R廠采用氧氣在鼓風(fēng)機(jī)機(jī)前加入的方式。操作的可行點(diǎn)應(yīng)在小于公式 22，24,計(jì)算的、VB、VO2.max區(qū)域.即在小于最大爐腹煤氣量的下方操作,因此求解高爐操作參數(shù)也是一個(gè)由圖14中A,B C.D四組曲線所規(guī)定的非線性規(guī)劃問題 由圖可知.在規(guī)定產(chǎn)量的條件下。最大爐腹煤氣量VBGmax是限制條件。隨著日產(chǎn)量的提高。富氧率也必須提高 在充分評估了富氧的作用以后 進(jìn)行鼓風(fēng)機(jī)能力的選擇才符合現(xiàn)代高爐技術(shù)發(fā)展的現(xiàn)實(shí).也與實(shí)際操作相符，上述計(jì)算不但確定了高爐最大風(fēng)量.而且確定了富氧量等送風(fēng)條件。為了比較機(jī)前富氧與機(jī)后富氧的差別。用R廠3號(hào)高爐加以說明、圖15、a,把鼓風(fēng)機(jī)前富氧時(shí)、富氧率與入爐風(fēng)量加氧量。VB。VO2.以及機(jī)后富氧時(shí) 入爐風(fēng)量VB與富氧率的關(guān)系進(jìn)行了比較、圖15.b 中還將分年度各月的入爐風(fēng)量VB與平均的日產(chǎn)量用不同的點(diǎn)代表.由圖可知、高爐月平均日產(chǎn)量均在10000t、11500t范圍內(nèi)達(dá)到了5000m3高爐的產(chǎn)量,圖15 a。中有兩組曲線,上面一組曲線與圖14中的A組曲線相同為入爐風(fēng)量加氧氣量,即在鼓風(fēng)機(jī)前加入氧氣.虛線為日產(chǎn)量9600t、d、點(diǎn)劃線為10000t,d和實(shí)線為11500t,d,圖15、a,中較低的一組曲線為機(jī)后富氧、即氧氣不通過鼓風(fēng)機(jī)入爐時(shí)的最大爐腹煤氣量中鼓風(fēng)那部分的限制線 這是因?yàn)閮H僅入爐風(fēng)量通過鼓風(fēng)機(jī)。當(dāng)機(jī)前富氧時(shí)。要求鼓風(fēng)機(jī)的能力較機(jī)后富氧要大、富氧率越高富氧量越大.并且由于最大爐腹煤氣量的限制,隨著富氧率的提高。入爐風(fēng)量下降,圖15、R廠3號(hào)高爐1999年至2009年富氧率與入爐風(fēng)量 a。以及月平均日產(chǎn)量與入爐風(fēng)量 b，之間的關(guān)系,在沒有足夠的數(shù)據(jù)確定上述公式中的參數(shù)時(shí) 可以根據(jù)同類高爐實(shí)際生產(chǎn)統(tǒng)計(jì)的數(shù)據(jù)得到由風(fēng)量形成的最大爐腹煤氣量指數(shù)來確定高爐鼓風(fēng)機(jī)的最大風(fēng)量，也可參照本說明中表21的最大入爐標(biāo)態(tài)風(fēng)量選取、4.正確的強(qiáng)化方法，在高爐操作中應(yīng)選擇正確的強(qiáng)化方法.圖16、a 將表18中Q2和X1兩座同為2500m3級高爐的利用系數(shù)與入爐風(fēng)量的關(guān)系進(jìn)行了比較，兩座高爐的富氧率波動(dòng)都比較大，Q2的平均燃料比較低，為507.1kg，t,該高爐在利用系數(shù)達(dá)到2.1t,m3.d.以后,基本保持入爐風(fēng)量在4600m3 min的水平 當(dāng)提高利用系數(shù)時(shí)，入爐風(fēng)量略有下降。也就是說,提高產(chǎn)量時(shí)主要以降低燃料比來達(dá)到的 而X1主要依靠增加風(fēng)量來提高產(chǎn)量.沒有很好應(yīng)用富氧等技術(shù)手段，致使?fàn)t腹煤氣量過高,其結(jié)果燃料比較高。圖16。Q2和X1兩座同為容積2600m3左右高爐主要指標(biāo)的關(guān)系、由圖16,b?？芍?、在爐腹煤氣量指數(shù)60m min.64m。min的區(qū)域，X1高爐的燃料比幾乎與Q2高爐的相同。而一部分燃料比有向上彌散的趨勢.如能降低強(qiáng)化程度使?fàn)t況穩(wěn)定 完全可以與Q2高爐有相同的燃料比,爐況不穩(wěn)定主要是爐腹煤氣量過高所致、由圖16的 a，和,b.對照。爐況不穩(wěn)定主要是由風(fēng)量過大所致，加大風(fēng)量并沒有使有效容積利用系數(shù)升高.見表18。而Q2高爐很穩(wěn)定地取得有效容積利用系數(shù)2、3t、m3.d,的成績，設(shè)計(jì)應(yīng)該創(chuàng)造正確運(yùn)用現(xiàn)代煉鐵的技術(shù)手段來提高產(chǎn)量。鼓勵(lì)用控制爐腹煤氣量降低燃料比的方法來實(shí)現(xiàn)、而不支持采取加大風(fēng)量的辦法來實(shí)現(xiàn)、5 最大入爐標(biāo)態(tài)風(fēng)量和高爐鼓風(fēng)機(jī)最大出口標(biāo)態(tài)風(fēng)量的算例,最大入爐標(biāo)態(tài)風(fēng)量和高爐鼓風(fēng)機(jī)最大出口標(biāo)態(tài)風(fēng)量.包括高爐冷風(fēng)流量計(jì)到高爐的漏風(fēng)損失、的計(jì)算例見表21,表21.最大入爐標(biāo)態(tài)風(fēng)量和鼓風(fēng)機(jī)最大出口標(biāo)態(tài)風(fēng)量計(jì)算例。為保證高爐達(dá)到本規(guī)范中表4，2、1的設(shè)計(jì)年平均指標(biāo),表21在確定高爐鼓風(fēng)機(jī)的入爐正常和最大風(fēng)量以及鼓風(fēng)機(jī)出口風(fēng)量時(shí) 設(shè)定的日產(chǎn)量更高 選定的燃料比。平均爐腹煤氣量和最大爐腹煤氣量也較高，6.對送風(fēng)條件的幾點(diǎn)補(bǔ)充說明 高爐的噸鐵耗風(fēng)量應(yīng)根據(jù)高爐的原燃料條件和設(shè)定的期望操作指標(biāo) 焦比、煤比。富氧率、采用全平衡的配料計(jì)算來確定 本規(guī)范提出驗(yàn)算和限制爐腹煤氣量指數(shù) 使其被控制在合理范圍。目的是防止采用不恰當(dāng)?shù)脑O(shè)備配置、為獲得超高的利用系數(shù).過分開放高爐中心,大量未與礦石接觸的煤氣沿中心通路直接排放,高爐的煤氣利用率不足。燃料消耗居高不下的情況過分發(fā)展、過高的爐腹煤氣指數(shù).燃料消耗大幅度增加的高爐強(qiáng)化方式，不符合當(dāng)前節(jié)能減排和可持續(xù)發(fā)展的指導(dǎo)思想，應(yīng)該得到及時(shí)的糾正，采用規(guī)范表4、3，1的數(shù)據(jù)計(jì)算耗風(fēng)量時(shí).不應(yīng)增加熱風(fēng)爐及熱風(fēng)管道的漏風(fēng)損失，在選擇高爐鼓風(fēng)機(jī)時(shí)。高爐正常入爐風(fēng)量E點(diǎn)應(yīng)在鼓風(fēng)機(jī)的高效率區(qū)域.由于目前大多數(shù)沒有采用新送風(fēng)系統(tǒng)的高爐，管道漏風(fēng)損失嚴(yán)重,而采用了新送風(fēng)系統(tǒng)的高爐.克服了漏風(fēng) 鼓風(fēng)機(jī)的設(shè)備能力得以正常發(fā)揮,并減少了能量損失，如R廠、O廠新1號(hào)高爐等采用了新的送風(fēng)系統(tǒng),幾乎看不出漏風(fēng)。本規(guī)范預(yù)留的鼓風(fēng)機(jī)富裕能力。主要在如下方面.首先。從單位耗風(fēng)量取的值較計(jì)算值要高、其次 計(jì)算時(shí)降低了富氧量,采用設(shè)計(jì)或更高的富氧率計(jì)算鼓風(fēng)機(jī)的能力就有了富裕、第三 考慮了熱風(fēng)爐的充風(fēng)量 第四 若采用冷卻脫濕。鼓風(fēng)機(jī)的能力就更富裕了,因此在選擇鼓風(fēng)機(jī)時(shí)，風(fēng)量不宜大于本計(jì)算例,統(tǒng)計(jì)了國內(nèi)、歐洲和日本高爐鼓風(fēng)機(jī)的實(shí)際配置情況并進(jìn)行了比較,得知?dú)W洲和日本的單位爐容鼓風(fēng)機(jī)風(fēng)量較我國小得多.歐洲和日本高爐單位爐容的鼓風(fēng)機(jī)風(fēng)量為1.5m3，min.1,9m3 min.過去我國由原蘇聯(lián)進(jìn)口的大型高爐鼓風(fēng)機(jī).以及我國早期制造的鼓風(fēng)機(jī)均未采用標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)的風(fēng)量標(biāo)示,如K 3250.K4250。Z3250等,因此鼓風(fēng)機(jī)的單位爐容的風(fēng)量偏高,誤導(dǎo)了鼓風(fēng)機(jī)風(fēng)量的選擇，造成目前新配鼓風(fēng)機(jī)的風(fēng)量普遍偏高的現(xiàn)象、C廠高爐原設(shè)計(jì)采用Z3250汽動(dòng)鼓風(fēng)機(jī),因風(fēng)量有余、后將高爐爐容增大18 同時(shí)調(diào)整鼓風(fēng)機(jī)葉輪,蒸汽耗用量也由53t，h、55t，h降低到45t，h 實(shí)踐證明，C廠高爐生產(chǎn)中對貫徹高效.優(yōu)質(zhì).低耗,長壽的方針比較好.R廠高爐鼓風(fēng)機(jī)是由高爐爐腹煤氣量的上限值和高爐透氣阻力系數(shù)確定的 這種方法比較科學(xué),正確地指引了提高利用系數(shù)必須降低燃料比 而我國沿用原蘇聯(lián)的方法來確定高爐鼓風(fēng)機(jī)是不合理的 在新的條件下，降低燃料比、高富氧和提高爐頂壓力，使得高爐的強(qiáng)化不單純依靠鼓風(fēng)，在R廠1。2號(hào)高爐用上述方法確定鼓風(fēng)機(jī)能力的基礎(chǔ)上。根據(jù)實(shí)際操作進(jìn)行驗(yàn)證的結(jié)果表明,鼓風(fēng)機(jī)的能力有較大的富裕.R廠在采用機(jī)前富氧的情況下、進(jìn)一步用實(shí)際操作的爐腹煤氣量研究了利用原有鼓風(fēng)機(jī)擴(kuò)大高爐容積的可能性 對3，4，2、第二代、1，第三代，號(hào)高爐分別擴(kuò)大有效容積至4350m3,4747m3、4707m3和4966m3,單位爐容鼓風(fēng)機(jī)的風(fēng)量分別為2.023.1 854,1,870和1.772Nm3.min。3號(hào)高爐2004年利用系數(shù)達(dá)2,425t.m3.d,11月月平均利用系數(shù)達(dá)到2.624t，m3。d、1號(hào)高爐2012年利用系數(shù)達(dá)2.140t，m3.d.最高月平均2.308t,m3、d,N廠改用較小的鼓風(fēng)機(jī)，克服了鼓風(fēng)機(jī)與高爐爐容不匹配的矛盾 杜絕了.大馬拉小車、現(xiàn)象 減少了放風(fēng)操作,使噸鐵耗風(fēng)量下降.每噸生鐵的動(dòng)力消耗降低了2kgce，t。3kgce t。4。3.3.爐頂壓力應(yīng)隨爐容的擴(kuò)大而增加，尤其在3000m3以上的高爐必須采用更高的爐頂壓力來強(qiáng)化操作 隨著爐頂壓力的提高、對操作 設(shè)備維修和管理都有更高的要求 高爐的爐頂操作壓力值是高爐操作者可以設(shè)定的最高操作壓力值,并在高爐操作指標(biāo)表中規(guī)定,高壓操作是強(qiáng)化高爐冶煉 提高產(chǎn)量、降低焦比的有效手段 均應(yīng)采用.本規(guī)范推薦提高爐頂壓力值,