？ 4.3 》 送风条件 】  —   在高炉炼铁】工程设计《中高炉的送风条件】设计十分重要本规】范新增了送风条件这！一节用以规范高炉的！鼓风机？、富氧率《等参数的计》算 — ，4.3.1  为】了选择高炉鼓—风机时控制高炉的耗！风量本规范》对冶炼每吨》生，。铁，。。的耗风量进行了匡算！在高炉不富氧时匡算！的每：吨生铁耗《风量是根据鞍钢、本！钢和宝钢高炉—的实际耗风量折【算以及配料计算的结！果取其上限值得到】的见图10实际【折算和配料计算的】吨铁耗风《量均较本规范选【用数据(曲》线)为低因此本规】范表4.3.1的吨！铁耗风？量包：含了高炉冷风流【量，计，以后的漏风损—失，在内的吨铁》耗风量 【 ： —图10  不—富氧时每吨》。生铁耗？风量 《     】回归得到不》富氧时的吨铁耗风量！v0经验公》式如下 》 《    ！ 式：中FR燃料》比(kg／》t) —     富氧】鼓风：时每吨生《铁的消耗风量可以由！下式求？得 【 》     式中v】f富氧时的每吨【生铁耗？风量(Nm3／t)！；   ！  ：      v0】不富氧时的每吨【生铁耗风量(—Nm3／t)—。；， ？      】    《 f富氧《率(％) — ，    — 如果？能够获？得相近高炉的操作】条件：结合本高《炉设计的原燃—料条件通过》物料平衡和热平衡的！配料：计算：确定吨？铁耗风？量更加？合理这个吨铁耗风】量应增加漏风风量 ！ ， 4》。.3.2  高炉】鼓风机的常年—工况点可以按—照规范表4.—2.1规定炉腹煤】气量指数及相应【的富氧？率来：选取 《 ：     高炉】鼓风机最《高工况点的风量【宜根据高炉气体【动力学的约束方【程综合研究确—定 《 ：     (1)最！大炉腹煤气》量   ！  最？大炉腹？煤气：量可以按照三—个气体动《力学不？等方程？式(16)～(【18：)计算？即由炉内阻力—损失、料柱透气能力！和风口前《鼓风压力上限值【的三个非线》。性规划的约束—条件来确《定， ！ ： ，   ？ ，式中PB风口热【风绝对压《力(表压加当—地大气压力》)100Pa—； 《     【  ：    PT炉顶绝！。对压力(表》压加：当地大？气压力)100Pa！； 《  《         ！△P风口《热风：与炉顶的压力差1】0，0Pa； 》 ？。 ，      —     VB【G高炉炉腹煤气【量(m3／min】)； —      【 ，。 ，   P0标准大】气压力100Pa；！ —        】。  Pa当地大【气压力100—Pa； 《     ！   ？ ，  K？高炉透气阻力—系数； 【。     —      u0高！炉炉内平均煤气【流速(m／s)取值！3.2；《    ！  ： ，    T》炉顶温？度和风口理论燃烧温！度的平均值(—K)可取1473K！； ？ ？   ？    《  ：  ：。T0标准状》态下的大气温度【(，K)；？ 《 ：       【   S炉内—。平均有效断面积(】m2)； 】。。      【 ，    α炉—。料的：空隙度取值》0，.5； —      】。    《。。 Vw风口到—。料线间的工》作容积(m3)； ！   【。   ？     h—风口到料《线的高度(m) 】    】 由公？式(16《)～：公式：(18)三》。组非线性方程用【作图法来求》解产量与高炉风量关！系如图11所—示， ，   【  确？定最：大炉腹煤气量的【目，的是为了《保证高炉在合适【的透气阻力系—数K的条件下—炉况稳？定顺行为《低燃料比操》作创造条件 — ，。 ， 【     —(2)高《炉透：气阻力？系数K值的确定【 —    高炉透气】阻力系？数K值的确定可根】。据实际高炉统计【数据选？取2013主要高炉！的，实际透气《阻力系数《K值调查结果见图1！2设计时可根据【该图选择高炉—透气阻力系》数K值？限制：值 ： 【 ： ：。图12  炉容与K！值限制值的关—系 —    《。 2012年—全国240座高【炉操作？数据：统计的K值分布见下！图13 】。 — 图13《   ？20：12年？全国高炉K值调查结！果 ？   — ，。。 (3)鼓风参【数和富？氧率的？决定 —   《  根？据高：炉产量和《。吨铁耗风量》确定在没有富—氧时的最大风量可】是这个风量受—最，大炉腹煤气量—的限制必须确—定最大炉腹煤—气量：的条件下允许的【风量：如果这个风》。量不能满足高炉【的产量要求则应增加！氧，气量来满足 ！。     由设】定的操作范围和最】大炉腹煤气量通过】下面的计算》和作图求得入炉最】大风量 ！    本》计算的目的是要完成！。规定产量时充—。分利用？。最大炉腹煤气量这个！限制性环《节运用富氧来保【证高炉的强》。化 》     如【。前所述合适的炉【腹煤气？量是保证炉况—顺行低燃《料比操作《的必要条件下面以】R厂1、2》号高炉为例在—设定高炉的主—要操作指《标(见表2》0)和由《图11？求解的？最大炉腹煤气—量，说明确定送风条件的！方法 】 图14！ ， 由：R厂1、2》号高炉最大炉腹煤气！量、产量确定—最大风量和富氧量】  【  ： ，对图：1，4中各组曲线的计算！方法作如下》说明：    ！ ，A组曲线《分以：。下两种情《况，。 ： 《  ：  当在鼓》风机机后富氧时由】A组曲线决定—最大炉腹煤气—量时的最大入炉风】量可采用下》式计算 》 ， —   》  当在鼓风机机】前，富氧时？在最大炉腹煤气量情！况下改变富》氧率即可求得—最大入炉风量—其计算公《式如下 《 《 《     B组！曲，线也分为《两种：情，况   ！  当机后富氧时】按规定产《量不同富氧率计【算，入炉最大风量计算公！。式如下 【 ，   ！。  当机前》富氧：时按规定产量—不同富氧率计—算入炉最大风量【和氧气量计算公式】如下 —。  ！ ，  ：C组直线为》规定的高炉产量【 《     —D组曲线是最大炉】腹煤气量时的产量其！计算公式如下 】 》   【  ：式中VB《Gmax高炉—最大炉腹煤气—量(m3／mi【n)； 【       】    《VB高炉入炉风量】(，m3／min—)； 】     》     V—。O，2富氧量(m3【／min)； 】   — ，    《   ？P高：。炉日产铁量(—t／d？)； — ：    《 ， ，    f富氧率(！％)； 》 ：      【 ，    vf—。富氧时的吨铁耗风】量和耗氧量(m3／！t)； ！  ：  ：      WB】鼓风湿度《(g／？m3)； ！ ，    《    《 ， ，P，CR喷煤《比(：kg／t)； ！ ，     —      H煤粉！的含氢量《。(％) 》     由！气体动力学计算【作图11求得R厂1！、2号高炉的最【大炉腹？煤气量？为VBGmax＝】10250m3／】minR《厂采用氧气在—鼓风机机前加入的方！式操作的可行点【应，在小：。于公式？(22)、》(2：4)计？算的(VB》＋VO2)max】。。区域即在小于最大炉！腹煤气量的下方操】作，因此求解高炉操作参！数也是一个由图1】。。。4中A、《B、C、D四组曲】线所规定《的非：线性规划问》题  】   由图可知【。在规定产量的—条件下？最大炉腹煤气—。量VBG《m，ax是？限制条？。件随着日产量的提高！富氧率也必须提【。高在充分评估了【。富氧的作用》以后进行鼓风机【能力的选择才符合现！代高炉技术发—。展的现实也与实际操！作相：符 ？     上！述计算不但确定了】高炉最大《风量而且确定—了富氧量《等送风条件 】     【为了比较机前富氧与！机后富氧的》差别用R厂》3号高炉加以说【明，图15(a)把【鼓风：机，前富氧时富氧率与入！炉风量加氧》量(VB＋VO【2)以及《机后富氧时入炉【风量VB与富氧率的！关系进行了比较图1！5(：b)中还将分年度各！月的入？炉风量V《B与平？均的日产量用—不同：的点代表由图可知】高炉月平均日产量】均在10000t】～11500t范】围内：达到了？5000m3高炉】的产量图15—(a)中有两组曲】线上面一组曲线【与图14中》的A组曲线》。相同为？入炉：风量加？氧气量即在》鼓风：机前：加入氧气；虚—线为日产量9600！t，／d：、点划线为》1000《0t／d《。和实线为11—500t《／d：    ！ 图15《。(a)中较低—的一组曲线为—机后富氧即氧—气不通过鼓风机入炉！时的最？大炉腹煤《气量中鼓风那部分的！限制线？这是因？为仅仅入炉风量【。通过鼓风机当机前】富氧：时要求鼓风机的能】力较机后富》氧要大富氧率越高富！氧量越大并且—由于最大炉腹煤气】量的：限，。制随着？富氧率的提高入【炉风量下降 — ？ 《 图15 】R厂：3号：高，炉1999》年至2009年【富，氧率与入《炉风量？(a)以及月平【均日产量与》入炉风？量，(b)之间的关【系 ？ ？     》在没有？足够：的数据确定上—述公：式中的参数》时可以根据》同类高炉实际—生产统计的数据【得到由风《量形成的最大炉【腹煤气？。量指数？来确定高炉鼓风机的！。最大风量也》可参照本说明中表】21的最大入—炉标态风量选取【。 ： ： ：    (4)【正确的强化方法【 》     在高炉】操作中？应选：择正确的强化—方法 《    【 图16(a—)将表18中Q【2和X？1两座同《为2500m—3级：高炉的？利用系数与入—炉风量的关》系进行？。。了比较两座高炉【的富氧率《波动都比较大Q2的！平均燃料比较低【为507.》1kg／t该高炉】在利用？系，数达到2.1—t／：(m3？·，d)以后基本保持入！炉风量在4600m！3／mi《。n的水平当提高【利用：系数时入《炉风量略有下降也】就是说？提高产量时》主要以？降低燃料比来—达到的；而》X1主要依靠—增加风量来提高产量！没有很好应用—富氧等？。技术手段致》使炉腹煤气量过高】其，结，果燃料比较高 ！ ？ 》。 图】16  《Q2和？X1两？座，同为容积《260？0m：3左右高《炉主要指标的关【系 【  ：  由图16(b)！可知在？炉腹煤气量指数6】0m：／min～64【m／：。mi：n，的区域X1高炉的】燃料比几乎与Q2高！炉的相同而一—部分燃料比有向【上弥散的趋》势如能降低强化【程度使炉况》。稳定完全可以与【Q2高炉有相同的燃！料，比炉况不《稳定主要是炉—腹煤气？。量过高所致》由图16的(a)和！(b)？对照炉况不稳定主要！是由风？量过大？所致：加，大风量并没有使有】。。效，容积利用系数升高(！见表18)而Q2】高炉很稳《定地取得有效容【积利用？系数：2.3t／(m3·！。d)的成绩》 —    设》计应该创造》正确运用现代炼【铁的技术手段来【提，高产量鼓励用—控制炉腹煤气量【降低燃料比》的方法来实现而不】支持：采取加大风量的办法！来实现 】     (5【)最大入炉标态【风量和高炉鼓风机】。最大出口标态风量的！算例 】    最大—入炉标态风量和【高炉鼓风机最大【出口标态风量—(包括高炉》冷风流量计》到高炉的漏风—损，失)的？计算：例见表21 】 ， 表21  【最大入？炉标态风量》和鼓风机最大出口】标态风量《计算例 【 ， — ， —    《为保证？高炉：达到本规范中表【4，。.，2.1的设计年【平均指标表21在确！定高：炉鼓风？。机的入？炉正常和最大风【量以及鼓风机出口】风量时设定的日产】。量，更，。高选定？的燃料比、》平均炉腹煤气—量和最大炉腹—煤气量也较》高 —   ？  (6)对送风】条件：。的几点补充说明 ！ ：     —。高炉的？吨铁耗风《量应根据《高炉的原燃料条【件和设定《的期望操作》。指标(焦比》、煤：比、富氧率)—采用全平衡的配料】计算来确定 —     ！ 本规范提出验【。算和限制炉》腹煤气量指数使【。其被控制在》合，理范：围目的是防止采用不！恰当的设备配—置为获得超高—的利：用系数过《分开放高炉中心【大量：未与矿石《接触的煤气沿中心通！路直接？。排放高炉《的煤气？利用率不《足燃料？消耗居高《不下的？情况过分发展过【高的炉腹煤》气指数、燃料消耗大！幅度增加的高炉【强化：。方式不符合当前节】能减排和可持续发】展的指导思想应【该得到及时的—纠正 【     采用【规范表？4.3.1的数据】计算耗风量时不【应增加热《风炉及热风管道【的漏风损《失  】   在选择高炉】鼓风机时《高炉正常入炉风量E！点应在鼓风机的高】效率区域 【。 ？   ？ 由于目前大多【数没：有采用新送》风系：统的高炉管道—。漏风损？失严：重而采用了新送风系！统的：高炉克服了》漏风鼓风机的—设备能力得以—正常发挥并减少【了能量？损失如R厂、O【厂，新1号高《炉等采用了新的【送风系统几》乎看不出《漏风：    ！ 本规范预留—。的鼓风机富》裕能力主要在—如下方面首先从单】位耗风量取的值较】计算值要高；—其，次计算时降低—了富氧量采用设计】或更高的富氧率【计，算鼓风机的能—力，就有了？富，裕；第三考虑—了热风炉的充风量；！第四若采用冷—却脱湿鼓风机的能】力就：更富：裕了因此在选择【鼓风：。机，时，风量不宜大于本【计算例？ ？     【统计了国内、欧洲和！日本高炉《鼓风：机的实际配置情况并！进行：。了比较得《知欧洲和日》本的单位《炉容：。鼓风机风量较我国】小得多欧洲和日本】高炉单位炉容的鼓】风机风量为1—.5m3／m—in～1.9—m3／min 【 ？。     — 过去我国由原【苏联进口《的大型高炉鼓—风机以及《我国：早期制？造的鼓风机》均未采用标准状【态的风量标示—如K-3250、K！4250、Z32】50等？。因此鼓风机的单【位炉容的风量—偏高误导《了，鼓，。风机：风量的选《择造：成目前新配》鼓风：机的风？量普遍偏高的现象 ！ ？   《  C厂《高炉原设计》采用Z3250汽动！鼓风机因风量有余后！将高炉？炉，容，增大18％同时调整！鼓风机叶轮》蒸汽耗用量》也由53t／h～5！5t／h降低—到45t／h实践】证明C厂高炉生【产中对贯彻高效【、优质？、低：耗、长寿《的方针比较好 】 ，     R厂！高炉：鼓风机是《由高炉炉腹煤—气量：的上限值和高炉【透，气阻力系数》确定的这种方法比较！科学正确《。地指引？。了，提高：利，。用系数必须降低燃】。料比而我国沿用原】苏联的方法来—确定高炉鼓风—机是不合理的在新的！条件下降低燃—料，比、高？富氧和？提高炉顶压力—使得高炉《的强：化不单纯依靠鼓风在！R厂1、2号高炉】。用上：述方法确《定鼓：。风机：能力的基础上根【据实际操作》进行验证的结果表明！鼓风机的能》。。力有较大《的富裕R厂》在采用机前富—氧的情况下进一【步用实际操》作的炉腹煤气—量研究？了利用原《有鼓风机《扩大高炉容积的可能！性对3、《4、2？(第二？代)、1(第三【代)号高炉》分别扩大有效容积至！4350《m3、47》4，7m3、47—07m3和》4，96：6m3；单位炉容】鼓风机的风量分【别为2.023、1！。.854、1.【8，70和1《.772Nm3／m！。in3号高》炉2004年利用】系数：达2.42》5t／(m3·【d)11月》。月平均利用系数【达到2.624t】／(m3·》d)1？号，高炉2012年【利，用系数达2.140！t／(？m3·d)最高【月平均2.308】。t／(m《3·d)《 《    》 N：厂改：用较小的鼓风机【。克服了鼓风机—与高炉炉容不—匹配的矛盾》杜绝：。。了“大？马拉小车”现象【减少了放《风操作使《吨铁耗风量下降每吨！生，铁的动力消耗降低】了2kg《ce／？t～3kgce【／t 4！.3.3  炉顶】压，力，应随炉容的》扩大而增加尤其在3！000m3以—上的高炉必须采用更！高的炉？顶压力？来强化操作》随着炉顶压力—的，提高对？。操作：、设备维修和管理都！有更高的要》求 《 ，  ？  ： 高炉？的，炉顶操？作压力？值是高炉操》作者可以设定的最】高操作压力值并【在高炉操作指—标，表中规定高压操作是！。强化高炉冶炼—、提高产量》、降低焦《比，的有效手段均—应采用本《规范推荐提高炉【顶压力值 —