高炉鼓风系统效率提升

大、中型高炉所用的鼓风机中，大多采用汽轮机驱动的离心式压缩机和轴流式压缩机。近年来随着电机技术的不断发展，高炉鼓风机一般都采用大容量同步电动轴流式压缩机，这种压缩机的电气设备较多，耗电量大，但相比较汽轮机驱动方式投资较少。以某大型钢铁公司高炉鼓风站的数据为例，该高炉鼓风站由5 台全静叶可调轴流式高炉鼓风机组成，并由5 台功率为48MW 的同步电动机驱动，运行模式采用4 用1 备，担负着向全厂4 座高炉全年连续送风的重任，整个鼓风机站的电能消耗约为每年11亿度，约占到整个厂区总电耗的10%。根据某年运行数据统计得出，5台鼓风机电机耗电量为11.38 亿度，而鼓风机站总耗电量为11.64 亿度，占总耗电量的97.7%以上，可见鼓风机的耗电量巨大。

高炉鼓风机站所消耗的能源由数个辅助子系统组成，包括：鼓风制冷脱湿系统、鼓风富氧系统、鼓风除尘过滤系统以及送风管网系统等，这些辅助子系统的运行状况直接影响到鼓风机组的整体运行效率，对高炉鼓风系统能耗有较大的影响。这些因素包括：鼓风机本体的运行效率、除尘过滤及脱湿系统的阻力损失、脱湿效率以及管网输送阻力损失等。

对于高炉鼓风系统效率方面的分析研究，大部分是针对鼓风机送风量过大，出现放风，造成能量损失进行改造；或者是针对高炉鼓风机的防喘振控制策略进行研究。尤其是戚学锋等人进行了高炉鼓风机设备在运行过程中的寻优控制方法的研究，并在包头钢铁公司进行了应用，该方法的原理是在已获得鼓风机特性曲线的基础上，结合风机的效率—流量曲线，通过控制风机的转速和静叶角度，使风机能运行在具有较高运行效率和适宜的喘振裕度的工作点上。但该法仅是针对鼓风机设备本体，并未涉及到对周边子系统的分析和研究。而目前针对提高整个高炉鼓风系统的运行效率和节电潜力的研究是鼓风站节能降耗的一个重要研究课题。

鼓风系统效率影响因素分析

从以下两个方面阐述影响高炉鼓风系统运行效率的因素：

第一，结合高炉炼铁工艺要求对除尘过滤系统、制冷脱湿系统、管网送风系统等重要辅助系统进行运行状况分析，找出影响各自能耗的因素，提出节能运行建议。

第二，对影响鼓风机主机运行效率的因素，如过滤系统的阻力损失、管网阻力损失等问题进行分析研究，并提出调整改进措施，达到节约能源的目的。典型的高炉鼓风系统流程图见图1。

1、鼓风除尘过滤系统

（1） 自洁式空气过滤器应用

高炉鼓风进口端过滤器主要采用自洁式空气过滤器，过滤元件为刚性滤筒。空气通过粗滤筒过滤后，经由自洁式过滤器进行细过滤得到洁净空气，当滤筒内外压力差值达到设定值时，启动反吹系统，进行滤筒自洁清理。

高炉鼓风过滤器也有采用布袋式除尘过滤器的，过滤元件为细长的口袋。由于具有除尘效率高、结构简单、平时维护量小的特点，该类型过滤器得到迅速推广和应用。除尘效果良好，鼓风机运行近二十年，鼓风机叶片磨损较少。但由于自洁式过滤器的除尘性能更加优越，安装维护更加简便，将布袋过滤器更换为自洁式空气过滤器。自洁式空气过滤器是由鼓风机抽吸形成负压，过滤器吸入周围空气，经由粗滤筒将空气中悬浮较大物体进行粗过滤，空气中的粉尘在经过滤芯时，由于粉尘重力作用或静电作用以及颗粒碰撞接触作用被阻留在滤筒外，洁净空气经过文氏管加速后，由出口管送出。

（2）空气除尘过滤系统对鼓风效率的影响

高炉鼓风机高速旋转的叶轮或叶片，对吸入空气中的飘尘十分敏感，粉尘(直径≥4μm)对风机叶片的磨损是影响设备长期正常运行的主要原因之一。钢铁企业的空气中主要成分为粉尘颗粒，大气中所含的粗糙矿物尘粒及各种气体的混合物对鼓风机有以下危害：

1）对于前几级叶片，粉尘附着于叶片表面，容易对叶片造成点状腐蚀；

2）后几级叶片，空气温度升高，粉尘难于附着于叶片表面，而是随气流对叶片造成冲刷磨损；

3）由于上述因素影响，鼓风机风量降低，喘振线下移，有效运行范围缩小，风机效率降低，甚至被迫停机检修；

4）因自洁式除尘器运行阻力上升，会导致风机的运行点发生偏移，风机消耗功率随之增加。大型轴流式鼓风机揭缸检修时，发现鼓风机动叶（第一级）磨损厉害，原因是自洁式滤筒过滤器过滤颗粒直径较大。因此，在鼓风机机前配备有效的空气过滤器是很有必要的。