脱湿鼓风技术在3650m_3_min风机上的应用
高炉鼓风机前脱湿技术
燃烧温度下降， 以至增加焦 比； 而且 ， 大气 的含湿量 无论是一年四季 ，还是一天中的 ２ ４ ｈ 均是变化 的， 上海在冬季与夏 季湿度相差可达 ３ ０ ｎ ， 左右 ， 一
天 中的湿 度波 动 一般 为 ５ ｇ ／ ｍ３ 左右 ， 湿 度 变化 引 起 高炉 风 口火焰 温度 波动 ， 影 响高炉 的炉 况稳 定 。
Ｄｅ ｗｅ ｔ ｔ ｉ ｎ ｇ Ｐｒ ｏ ｃ ｅ ｓ ｓ ｏ ｆ Ｂｌ ａ ｓ ｔ Ｆｕ ｒ ｎａ ｃ ｅ Ｂｌ ｏ ｗｅ ｒ
ＨＵ Ｚｈ ｉ — － ｙ ｏ ｎ ｇ
（ Ｃ Ｉ Ｓ Ｄ Ｉ Ｓ ｈ ａ ｎ ｇ ｈ ａ ｉ Ｅ ｎ ｇ ｉ ｎ ｅ ｅ ｒ ｉ ｎ ｇ Ｃ ｏ ． ，Ｌ ｔ ｄ ． ，ＭＣ Ｃ ，Ｓ ｈ ａ ｎ ｇ ｈ ａ ｉ ２ ０ ０ ９ ４ ０ ，Ｃ ｈ ｉ ｎ ａ ）
３ 机前脱湿鼓风工 艺
（ １ ） 脱湿方式
用于高炉机前脱湿鼓风就其原理分可 以分为物
理 脱 湿（ 冷 冻式 和 吸附式 ） 和 化学 脱湿 ｆ 干式 氯化 锂和
脱湿鼓风是通过降低送人高炉空气的温度 ， 使 其绝对含湿量稳定在一个较低 的数值 ，然后再送入 高炉。该技术对降低高炉焦 比、 稳定炉况 ， 提高生铁
由于入炉空气湿度恒定 ， 减少高炉炉况波动 ， 利 于高炉稳定操作、 延长高炉寿命 ， 综合结果将使焦 比
降低约 ０ ． ２ ｋ ｇ ／ ｔ 。
综合分析脱湿鼓风有利于高炉提高指标 、降低 成本。现代高炉冶炼不仅要求“ 精料” ， 而且要求“ 精 风” （ 指高 风 温 、 高 风压 、 富氧 、 脱湿 等 ） ， 使 高 炉能 在
高 。鼓 风湿 度每 降低 １ ｇ ｅ ｍ， 可使 空气 温 度上升 ６ ～
关于高炉鼓风机机后脱湿工艺的研究
Ｃｈｉ ｎ ａ Ｎｅ ｗ Ｔ ｅ ｃ ｈ ｎ ｏ ｌ ｏ ｇ ｉ ｅ ｓ ａ ｎ ｄ Ｐｒ ｏ ｄ ｕ ｃ ｔ ｓ
：
）
关于高炉鼓风机机 后脱 湿工艺 的研究
刘 翔 鹏
（ 中国钢研科技 集团吉林 Ｓ － 程技术有限公 司，吉林 长春 １ ３ ０ ０ ２ ２ ）
图 １脱 湿 过 程 含 焓 湿 空气 的干燥 温度 ， 使空气 中的水分 析 出， 从 而达到脱湿 的要求 。 现有 的机前脱 湿技 术是在 高炉鼓 风机 前采用物理冷凝 法对 空气进行脱 湿 ， 位于高 炉鼓风机 前的脱 湿器 内设有换 热管束 ， 空气 在 管外流 动 ， 冷水 在管 内流动 ， 两者通 过管 壁进行换热并凝析空气 中的水分 。 ３机后脱湿 系统组成 机后脱湿 系统布置在高炉鼓风机 出 口， 经 高 炉 鼓 风 机 增 压 后 大气 压 力 约 为 ｏ ３ — ０ ． ６ Ｍ Ｐ ａ ， 温度 约 为 １ ８ ～ ２ ８ ， 温度 和压 力较 高 的空气 进人机后脱湿 系统 ， 在 机后脱湿 系 统 中被 常温水 冷却到 ３ ０ － － ４ ０ ￣ （ ］ 以脱除空气 中 多余 的水 分。由于高炉鼓风 机风量大 ， 经鼓 风 机压缩 后的 空气温 度高 ， 热 焓高 ， 如果直 接采用 冷却水 进行脱湿 ， 脱湿 系统换热量非 常大 ， 脱湿所需换 热面积和冷却水 量大大增
离。 水量 见表 ３ 。 回热流程 ： 在预冷器中被加热后热媒 回 表 ３脱 湿系统耗水量
流到膨胀罐 ， 然后再送至 回热器被脱湿后 的 冷空气 冷却 ， 冷空气 被加热 ， 热媒再 由循 环 物理 冷凝 法脱 湿工作 原理 均是通 过上 泵加压 送回预冷器人 口 循环使用 。
一
项目管理-鼓风脱湿项目业务简介
高炉鼓风脱湿项目业务简介北京硕人海泰能源科技有限公司二〇一〇年一月公司简介北京硕人海泰能源科技有限公司2003年3月注册成立于北京中关村德胜科技园区内，是一家由多名热能动力、节能行业的工程和软件专家共同发起创立的高新技术企业，主要致力于节能技术、产品、能源管理软件的开发与生产、合同能源管理（EMC）项目的实施以及能源审计与评估等咨询服务。
公司产品全部为自主研发的高新技术产品，已经在冶金、钢铁、有色、电力、市政、化工、纺织等行业得到了广泛应用。
公司成立多年以来，经过在节能行业的奋力拼搏与积累，已经成长为一个拥有自己核心技术与产品的实力企业，在行业内建立了良好的声誉。
公司现为总投资6000多万元的中外合资企业，2008年营业额超过6000万元。
公司在管理模式、企业经营上不断走向成熟与完善，在技术力量上不断壮大，在人员配置与组织机构上不断优化，公司现已通过ISO9001质量管理体系的认证。
公司市场和业务也在不断向钢铁、石化等工业领域深入。
公司是中国节能服务产业委员会首批认证的47家节能服务公司之一，北京市10家、辽宁省17家以及山东省公开选聘的具有能源审计资格的咨询服务机构之一。
公司通过示范和推广“合同能源管理（EMC）”的节能新机制，在钢铁、冶金、电力等领域实施了大量EMC 项目，为促进我国节能机制转换、扩大节能投资、提高能源利用效率、减少温室气体排放等进行了不懈的努力。
公司主要业务及产品：●高炉鼓风脱湿节能技术项目实施●钢铁行业节能综合技术咨询服务●石油化工行业系统能量优化及专项节能技术●能源审计与节能规划●EMC合同能源管理模式项目融资●一体化智能探针式流量计●内馈电机斩波调速节电装置公司主要资质高炉鼓风脱湿节能技术简介北京硕人海泰能源科技有限公司科技人员通过与钢铁行业专家的交流与探索以及与清华大学等国内著名高校的密切合作，并结合我公司在钢铁行业大量节能项目的实践经验，研发了高炉鼓风脱湿节能技术。
高炉脱湿鼓风过程检测及控制技术分析
高炉脱湿鼓风过程检测及控制技术分析申世武;杨春;周芸【摘要】简要介绍了对高炉脱湿鼓风技术的理论依据,以柳钢2号高炉为例,重点阐述了高炉脱湿鼓风系统的组成、技术优势、过程检测、控制功能与技术.【期刊名称】《冶金动力》【年(卷),期】2017(000)011【总页数】4页(P63-65,70)【关键词】高炉;脱湿鼓风;过程检测;控制技术【作者】申世武;杨春;周芸【作者单位】广西华锐钢铁工程设计咨询有限责任公司,广西柳州 545002;广西华锐钢铁工程设计咨询有限责任公司,广西柳州 545002;广西华锐钢铁工程设计咨询有限责任公司,广西柳州 545002【正文语种】中文【中图分类】TF538.4高炉鼓风除湿后既能减少高炉的能耗，又有利于高炉生产工艺的稳定，提高产品的质量。
目前此项成熟的技术已在冶金行业得到广泛应用。
高炉鼓风脱湿技术是现代高炉炼铁增产节能、提高企业收益的一项有效措施。
根据《高炉炼铁生产技术手册》要求，在炼铁高炉鼓风中，湿度每减少1 g/m3的水，可降低焦比0.8～1.0 kg/t；可提高风口理论燃烧温度5～6℃，这样可以多喷1.5～2.0 kg/t的煤粉；可增加风量，可使鼓入风的密度提高，这一提高相当于增加约9%的风量；采用全冷冻脱湿方式，鼓入风的温度降低，湿度下降，使进入炼铁高炉空气的质量提高，从而将降低鼓风机功率，并且可使高炉生产更顺畅。
高炉鼓风除湿的原理是将湿空气先行降温脱湿，即将湿空气中的水份凝结而析出，使其含水量降低，密度增大，然后送入热风炉。
现国内外鼓风机脱湿技术主要有三种：第一种是冷冻+吸附脱湿，冷冻是采用氟利昂等介质通过压缩机蒸发制造冷冻水，吸附脱湿又分为两极，冷冻水通过热交换器冷却空气为第一级脱湿，采用复合材料做成的转轮吸附脱湿为第二级脱湿；第二种是双级冷冻脱湿，前级冷冻与第一种相同，第二级冷冻是用卤水作媒介深度冷冻，进行深度脱湿；第三种是直接冷冻方式，通过板翅式热交换器直接冷冻空气而脱湿。
脱湿鼓风
梅山2号高炉脱湿鼓风技术的应用发布时间：2010-12-20 浏览次数：230文字颜色: 字号:T T T视力保护:陶中明(上海梅山钢铁股份有限公司)摘要对梅山2号高炉脱湿鼓风技术的应用进行了总结。
梅钢2号高炉长期保持1 220±5℃的伞风温操作，富氧率维持在1．5％±0．20％，冷风流量为2400±50 Nm3／min，脱湿后的鼓风湿分为9 g／m3，通过适当调整风口理论燃烧温度，可保证炉缸活跃、炉况顺行、提高喷煤比、降低焦比、降低铁水成本。
关键词高炉脱湿鼓风煤比焦比理论燃烧温度梅山2号高炉(1280m3)大修时，同步新建了制氧厂，3台真空变压吸附(VPSA)制氧机全负荷制氧时，可向在役的l、3号高炉和大修后投产的2号高炉提供浓度为90％的粗氧10000～15000m3／h，高炉富氧率可以达到1．5％～2．0％。
同时，对第二代使用的喷煤系统实行分期全新改造，由压缩空气稀向输送无烟煤改为N2浓向输送烟煤和无烟煤的混合煤；采用了带前置燃烧炉的空、煤气预热器和改进型赫格文式热风炉；炉腰和炉身下部煤气热交换大的部位采用了铜冷却板；炉前投用了挖掘机和贮铁式出铁沟；上料及装料系统抛弃了前两代的直流电机控制系统，改为交流变频电机控制；炉顶投用了热成像料面监视仪，雷达探尺及改进型气密箱。
2号高炉于2004年3月28日点火投产，点火送风3日达到设计能力，并快速实现强化冶炼，利用系数、焦比、煤比、风温等主要技术经济指标不断创新。
本文重点对2008年5月投用脱湿鼓风技术进行总结。
1鼓风方式高炉鼓风的常见方式有自然鼓风，加湿鼓风、脱湿鼓风、富氧鼓风。
1．1加湿与脱湿鼓风加湿鼓风是在冷风总管中加入一定量高温蒸汽，脱湿鼓风则是脱除大气鼓风自然湿度。
前者增加了鼓风湿度，提高了干风温度；后者降低了鼓风湿度，降低了干风温度。
两者方式截然相悖，目的均为稳定鼓风的湿度，从而稳定高炉操作制度，实现强化冶炼，增产降耗，可谓殊途同归。
空气悬浮离心风机用户手册
NEUROS Co., Ltd.
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风机构造
Turbo Blower NX Series
z 注释 ① 机壳 ② 进口过滤器（大） ③ 隔音罩 ④ 进风外框 ⑤ 底衬 ⑥ 涡壳 ⑦ 滤波器 ⑧ 变频器进风过滤器 ⑨ 变频器 ⑩ 控制器 ⑪ 柔性接头 ⑫ 出口锥管 ⑬ 卸荷阀 ⑭ 卸荷阀消音器
安 装 ........................................................... 16
选 址 ........................................................... 16 安 装 ........................................................... 17 安装排气管 ...................................................... 19 安装警告 ........................................................ 20
操 作 ........................................................... 21
控制面板 ........................................................ 21 控制方式 ........................................................ 29 定转速控制模式 .................................................. 30 定流量控制模式 .................................................. 33 定压力控制模式 .................................................. 36 各页面视图 ...................................................... 39 操作顺序 ........................................................ 40
高炉鼓风脱湿系统除雾器挡板结构两相流场数值模拟
高炉鼓风脱湿系统除雾器挡板结构两相流场数值模拟罗雨慧;谢建中;左可;桂其林;郁鸿凌【摘要】对高炉鼓风脱湿系统除雾器的除雾机理进行了详细分析,在此基础上参考实际运行参数,采用计算流体力学(CFD)方法对除雾器挡板结构内的气液两相流动进行了数值模拟,得到了液滴的运动轨迹以及液滴质量浓度、压力、速度和旋涡分布情况,并对除雾器挡板结构内部两相流场进行了深入分析.结果表明:鼓风脱湿系统除雾器能够对携雾气流中的液滴进行有效的分离,从而保证鼓风脱湿系统连续可靠地运行.研究对除雾器的优化设计和运行具有指导意义.【期刊名称】《能源研究与信息》【年(卷),期】2016(032)001【总页数】5页(P34-38)【关键词】除雾器;鼓风脱湿;两相流;压降;流场【作者】罗雨慧;谢建中;左可;桂其林;郁鸿凌【作者单位】上海理工大学能源与动力工程学院,上海 200093;宝钢股份有限公司宝钢分公司能源环保部,上海 200941;上海理工大学能源与动力工程学院,上海200093;宝钢股份有限公司宝钢分公司能源环保部,上海 200941;上海理工大学能源与动力工程学院,上海 200093【正文语种】中文【中图分类】TQ051.8钢铁企业高炉鼓风站的电能消耗十分巨大,其中,鼓风脱湿系统中除雾器阻损对鼓风机的电能消耗影响较大[1].高炉鼓风系统设置的除雾器主要用于清除由鼓风冷凝时产生的游离雾滴,提高鼓风质量.本文拟对鼓风脱湿系统中丝网与挡板组合式除雾器的分离机理进行详细分析,在此基础上对除雾器挡板结构内部气液两相流动进行数值模拟,得到流道内液滴的运动轨迹及压力、速度、旋涡分布,为除雾器的进一步优化设计提供指导.在脱湿除雾器中,挡板主要起导流作用,究其原因在于多层丝网结构的除雾效率很高(根据现场测试数据,对于粒径大于1 μm的粒子,分离效率高达99%;对于粒径大于2 μm的粒子,分离效率高达99.6%).携雾气流流过丝网结构后,其中所夹带的液滴几乎全部被捕集除去.液滴在重力作用下沿丝网的丝径向向下运动,同时继续吸附气体中夹带的雾滴,凝聚变大的雾滴滴落在挡板上,沿挡板流入水槽中,进而排出除雾器外,实现除雾.本文所研究的鼓风脱湿系统中除雾器布置在脱湿器内二级冷却器之后,为压板固定的框架式8层×8块钢丝网结构(7块斜挡板).除雾器除雾构件如图1所示.在除雾器中,携雾气流流过钢丝网层实现气液分离,而被丝网捕集分离和与挡板撞击分离的液滴则经挡板导流引入水槽中,进而被排出除雾器外.携雾气流主要是通过除雾器内的多层钢丝网实现气液分离,达到除雾目的.其除雾机理主要是通过直接拦截、惯性撞击以及小液滴的不规则布朗运动扩散等三种方式实现丝网结构对液滴的捕捉.携雾气流在除雾构件内流动,由于流线偏折,在惯性作用下,液滴不能随气流偏转而撞击到挡板上,其中:动量较小的液滴粘附在挡板表面被捕获;动量较大的大液滴撞击挡板表面发生溅射,产生多个小液滴.聚集在挡板表面的水滴受三种力的作用,即拉力、重力和表面张力.当重力占主导地位时,液滴在重力作用下沿挡板表面流入集液槽排出.气流冲刷挡板表面的液膜,将其卷起、带走.撞击在挡板表面的液滴由于自身的动量过大而破裂、飞溅,均可能导致雾沫的二次夹带.携雾气流在除雾器内的流动实际上是一种可压缩的黏性流体的三维、非定常的复杂流动.对这一实际流动情况无法采用数学形式精确描述.本文从既能较好反映实际情况又力求模型构造简单角度出发,在合理误差范围内对流场作简化:(1) 由于气流速度较小,马赫数远小于0.1,故可把气体视为不可压缩气体处理[2];(2) 考虑在实际的稳定工作条件下,流动参数与时间的关系及气流的振荡对流场的影响可忽略,故将流动视为定常流动;(3) 采用冷态条件,过程中不考虑温度的影响,不考虑气液传热和液体蒸发等现象;(4) 由于液滴粒径很小,故可作球形处理,考虑流动中其重力和气相对液滴的曳力;同时假定其在运动中直径不变,不考虑液滴之间的碰撞、聚合等现象,且忽略蒸发、摩擦、撕裂及热效应的影响,不考虑气液两相之间的任何能量交换;(5) 液滴无溅射,不考虑壁面反弹、液膜形成与撕裂,忽略二次带水的影响;(6) 液滴接触挡板,即认为被捕集;液滴到达除雾器出口时,即认为液滴逃逸.本文采用计算流体力学(CFD)应用软件Fluent进行数值计算,应用其前处理软件Gambit生成网格,并参考以往的数值计算结果和经验[3],整个计算区域采用非均匀的网格布置方式.为了提高整体网格质量,网格划分时先对除雾器部分进行网格加密,采用内部面将除雾器所在体与其他体分离.将模型分割为四个计算区域：方管段、除雾器、渐缩段和圆管段.先划分除雾器的相关网格,在挡板结构上生成线网格,采用相似边界软连接,再采用混合结构网格从已有边界网格生成挡板结构体网格,最后生成除雾器的体网格.除雾器简化三维模型如图2所示.其四个计算区域的网格划分均采用混合结构网格,共生成75 965个节点,353 251个混合形式网格.除雾器网格划分如图3所示.在除雾器内流场的数值模拟中,通道内包括互相之间交换质与能的三相——气相、气流夹带的液滴相和挡板表面的液膜相.本文采用两相流模型,只考虑气相和液滴相.对于连续相(气相),由雷诺数可知流动为湍流.本文采用SIMPLE算法进行压力-速度耦合,采用有限体积法对算例进行离散处理.压力采用Standard离散格式,动量、湍流动能、湍流耗散率均采用二阶迎风离散格式,以获得较准确的解.对于离散相(液滴相),由于除雾器中气流内液滴的体积分数小于10%,故可忽略颗粒之间的相互作用、颗粒对气相的影响、颗粒的运动轨迹[3-5].本文选用基于Lagraian-Eulerian法的DPM(discrete phase model)模型,按拉格朗日方法对各个颗粒方程进行积分求解.交替求解离散相与连续相的控制方程,直到两者均收敛从而实现离散相与连续相双向耦合.携雾气流中液滴流动轨迹计算时只需考虑阻力和重力的影响[6].气相作为连续相在欧拉坐标系中描述;液滴相作为离散相在拉格朗日坐标系中描述[7].初始条件及边界条件分别为:(1) 连续相(气相)介质:空气,密度为1.205 kg·m-3,动力黏度(20 ℃)为18.1 μPa·s.进口条件:给定气流速度uy=1.2 m·s-1,ux=0,假设其在进口截面为均匀分布,湍流度为0.05[8].出口条件:自由出流.壁面条件:无滑移,绝热.(2) 离散相(液滴相)：介质:水,呈细小液滴状,密度为1.0×103kg·m-3,平均液滴直径为5 μm,鼓风含湿量为10 g·Nm-3.进口条件:设定液滴速度与气流速度相同[9],喷射类型选为表面,使液滴在进口截面均匀分布.壁面条件:选择捕集类型,即不考虑反弹,液滴触及壁面即认为被捕集,不考虑二次夹带效应.当计算连续性残差、速度残差、湍流动能残差、湍流耗散率残差均降至10-3,且入口与出口气相流量相差小于3%时认为计算收敛[10].4.1 液滴质量浓度分布图4为计算得到的液滴质量浓度c的分布.由图可知:在捕集液滴的除雾构件区域及起导流作用的挡板附近液滴质量浓度明显较高,而在整个除雾构件中第四至第六块斜挡板之间区域的液滴质量浓度稍高,说明此处的除雾效率较高.由图4亦可知,除雾器虽不能完全除去所有液滴,但其液滴分离效果已足以保证系统连续、可靠地运行.4.2 液滴颗粒的运动轨迹采用Fluent软件对除雾器进行模拟,得到的连续相和离散相的运动轨迹如图5所示,其中图5(b)为计算得到的除雾器内液滴的随机运动轨迹.由图5(b)可知,液滴运动轨道主要集中在除雾器除雾构件中的中间五块挡板部分区域,这对于除雾器的工程优化设计有着重要的指导意义.此外,液滴主要在除雾器中被捕集,小部分进入渐缩段与壁面发生碰撞而被分离.被捕集的液滴主要源自携雾气流的主流两侧,由于受到气流速度梯度影响,其在流线偏折时所受离心惯性作用较大,容易发生偏转,撞击在壁面上而被捕集.故除雾器入口处液滴参数的设计对除雾效率的提高具有较大影响.由图5(b)亦可知,鼓风脱湿系统中的丝网与挡板组合式除雾器可有效地实现气液分离.4.3 压力及速度场分析除雾器中压力和速度分布云图如图6所示.由图可知,方管段和圆管段压力、速度分布较为均匀.携雾气流流过除雾器挡板结构的过程中未出现显著的压降,而流过除雾器出口处的渐缩段时发生了明显的压降,降幅达142 Pa左右.其产生的主要原因是流体的流通面积减小,并且截面形状突然改变,流体流线被迫发生改变[11].由于旋流作用较强,在渐缩段方圆突变截面后出现了明显的低压区,在渐缩段后方圆突变截面处及其后一段距离内亦出现了显著的压降.4.4 旋涡分布脱湿除雾器内的湍流动能和湍流耗散率分布如图7所示.在整个脱湿除雾器中,湍流耗散最强烈的区域为渐缩段后一段距离.在除雾器除雾构件中,中间五块挡板部分区域的湍流动能最大,湍流耗散强烈,是除雾器内实现气液分离的关键区域,携雾气流流过除雾器通道时,气流主要流道在该区域.由于惯性力的作用,气流中液滴的跟随性变差,速度迟豫时间延长,所以易于碰到壁面而被捕集[12].在第三、四块挡板下部区域的高压低速区是除雾器挡板结构中湍流动能最大、湍流耗散最强烈的区域.该区域除雾效率较高.气体流过除雾器后在最上及最下处竖直挡板后易形成回流区,此处亦可能产生角涡,加剧了流场的扰动,增大了系统压力损失.上部竖直挡板附近流域局部放大图如图8所示.本文运用两相流模型对鼓风脱湿系统除雾器挡板结构的主要性能进行了数值模拟,得到了液滴质量浓度、压力、速度及旋涡分布情况,展示了其三维内部流场,揭示了实验手段难以获得的数据和现象.计算结果表明:鼓风脱湿系统除雾器能够有效实现携雾气流中液滴的分离.模拟结果对除雾器结构设计、降低除雾器内流动阻力具有一定的参考性意义.【相关文献】[1] 张永红,袁熙志,罗冬梅,等.我国钢铁行业节能降耗现状与发展[J].工业炉,2013,35(3):12-17.[2] 周光炯,严宗毅,许世雄,等.流体力学[M].2版.北京:高等教育出版社,2006.[3] 李鹏飞,徐敏义,王飞飞.精通CFD工程仿真与案例实战[M].北京:人民邮电出版社,2011.[4] 孙秀君,孙海鸥,姜任秋.油气分离器内油滴轨迹的数值模拟[J].应用科技,2006,33(10):69-72.[5] 李文艳,徐妍,申林艳.数值模拟技术在湿法脱硫除雾器优化设计上的应用[J].热力发电,2007,29(5):10-15.[6] 韩占忠,王敬,兰小平.FLUENT——流体工程仿真计算实例与应用[M].2版.北京:北京理工大学出版社,2010.[7] 郭鹏宇,杨震.除雾器通道内二维两相流场的数值模拟[J].电力科学与工程,2005(2):31-33.[8] 王福军.计算流体动力学分析[M].北京:清华大学出版社,2004.[9] 赵毅,华伟,王亚君,等．湿式烟气脱硫塔中折线型挡板除雾器分离效率的数值模拟[J].动力工程学报,2005,25(2):293-297.[10] 陈凯华,宋存义,李强,等.湿法烟气脱硫系统中折板式除雾器性能的数值模拟[J].环境工程学报,2007,1(7):91-96.[11] CRANE工程部编.流体流经阀门、管件和管道的流体计算TP410[M].北京:化学工业出版社,2013.[12] RUDINGER G.气体-颗粒流基础[M].张远君译.北京:国防工业出版社,1986.。
高炉鼓风除湿技术
高炉鼓风除湿技术高炉鼓风除湿后既能减少高炉的能耗，又有利于高炉生产工艺的稳定，提高产品的质量。
目前此项成熟的技术已在日本的冶金行业得到广泛应用，国内亦有为数不多的钢铁企业采用此技术。
一、概述近年来高炉炼铁采用了一系列技术，如喷吹煤粉、高风温、富氧鼓风、脱湿鼓风等。
脱湿鼓风达到了稳湿、降湿的功效，多在气温较高、空气湿度较大的地区采用。
国外日本高炉脱湿鼓风采用较多，国内上海宝钢的三座4000 m3级大型高炉率先采用了脱湿鼓风装置，取得了明显的节能和多喷煤粉的效果。
宝钢的脱湿鼓风装置从国外引进，价格较贵，在国内中小高炉使用具有一定的困难。
2002年上海宝钢着手对引进的4063 m3高炉鼓风脱湿装置进行了国产化工作，于2003年4月投入运行，各项性能指标均达到设计要求，个别指标还高于进口设备，由此大大降低了投资费用，为高炉推广使用脱湿鼓风创造了条件。
现在国内研制的脱湿鼓风装置，性能优于国外引进设备，而价格大幅度下降，具有很好的推广使用前景。
高炉鼓风除湿的原理是：将湿空气先行降温脱湿，即将湿空气中的水份凝结而析出，使其含水量降低，密度增大，然后送入热风炉。
目前除湿方法主要有两种：即吸附法和冷冻法。
吸附法是以低温介质作吸附剂，让吸附剂与湿空气充分接触，以吸收空气中的水份，随后对吸附剂加热脱水再生，并如此循环使用。
冷冻法是将湿空气通过冷冻机冷却，使其温度降低到空气压力及所含湿量而相对应的饱和温度以下，即将湿空气中的水份凝结而析出。
二、高炉鼓风除湿技术分类综合国内空气脱湿技术，现己开发的大体有三种：第一种，采用冷冻—吸附脱湿，冷冻是采用氟利昂等介质通过压缩机蒸发制造冷冻水，冷冻水通过热交换器冷却空气为第一级脱湿，第二级采用复合材料做成的转轮吸附脱湿；第二种，采用冷冻—冷冻脱湿，前级冷冻与第一种相同，第二级冷冻是用卤水作媒介深度冷冻，进行深度脱湿；第三种，直接冷冻方式，通过板翅式热交换器直接冷冻空气而脱湿。
国外以及宝钢高炉脱湿鼓风都采用第一种或第二种脱湿方式。
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月份2#机3#机4#机5#机131640325832492031893222321833024316831413136431073139315731515309331333140313363035310331093117730740312231178308203121311993109318203142103118318403356113152003382123156323732371前言攀钢能源动力中心共有4台3650鼓风机，分别是2#、3#、4#、5#风机，其最大工作转速4400r/min ，设计风量3650m 3/min ，折合2930m 3/min ，担负着攀钢1#、2#、3#高炉供风任务，汽轮机驱动，3用1备。
1#、2#、3#高炉有效容积都为1200m 3，随着高炉炼铁的不断增产，3650风机的出力也在不断提高，由表1：2007年度3650风机风量统计表可知，各3650风机最高风量达3406m 3/min ，折合3174m 3/min ，已超过风机的设计风量2930m 3/min ，到高温季节已经不能满足高炉正常生产需要，制约了高炉产量。
攀枝花地区具有常年气温偏高，四季湿度变化大，早晚温差、湿度变化大的典型气象特点。
攀枝花月均气温高达33.8℃，2～10月份月均气温超过25℃，月均绝对湿度最高达24.3g/m 3，5～10月份月均绝对湿度超过18g/m 3。
攀枝花的高气温影响风机风量的时间相当长，最终影响到高炉生铁产量，非常有必要采取技术措施降低吸入风温，根据轴流式风机的工作原理，吸入风温的变化将影响风机的出力，降低吸入风温，提高空气密度将增加风机出力，风机在恒流量工作，其出力与空气质量成正比。
夏季环境温度的增高会降低风机的出力，为风机吸入风管增设制冷脱湿装置，在夏季环境温度较高时，通过冷却装置降低进气温度，可以使风机增加出力。
借鉴国内同行的成功经验，在3650风机上研究并成功应用脱湿鼓风技术，将鼓风湿度和吸入温度稳定在攀枝花地区冬季大气的水平，达到提高风量、节约炼铁成本和提高炼铁产量的目的。
表12007年度3650风机风量统计表m 3/min2脱湿鼓风技术高炉冶炼技术的发展经历了一个从自然湿度鼓风到加湿鼓风再到脱湿鼓风的过程。
随着高炉喷吹燃料（天然气、重油、煤粉）技术的发展，脱湿鼓脱湿鼓风技术在3650m 3/min 风机上的应用李建贞(攀钢新钢钒公司能源动力中心，四川攀枝花617000)【摘要】介绍了脱湿鼓风技术在攀钢3650m 3/min 风机上的应用情况。
分析了该装置的运行效果，脱湿鼓风技术具有提高风机风量等作用。
经过理论分析和现场检查，确定脱湿鼓风技术不会影响风机的安全性。
【关键词】脱湿；鼓风；风机；高炉【中图分类号】TH44【文献标识码】B【文章编号】1006-6764（2010）03-0052-06Application of Dehumidified Blast Technology in 3650m 3/min BlowerLI Jianzhen(Energy Sources and Power Center,Panzhihua New Steel-Vanadium Co.,Ltd.,Panzhihua,Sichuan 617000,China)【Abstract 】The application of dehumidified blast technology for 3650m 3/min blower of PanzhihuaNew Steel-Vanadium Co.,Ltd was presented.Running effect of the dehumidified blast device was an-alyzed.The dehumidified blast technology has considerably increased the blower capacity.Theoretical analysis and on-site inspection results showed that the dehumidified blast technology will not affect safety of the blower.【Key words 】dehumidification;blast;blower;blast furnace风技术得到了迅速的发展，国外从上个世纪初就开始应用高炉脱湿鼓风技术，在我国宝钢、湘钢、马钢等钢铁企业已经成功地利用了这一技术，实践证明了脱湿鼓风技术在节能增产方面的显著成效。
高炉脱湿鼓风的目的主要是要求减少空气中的绝对含湿量并要求稳定。
脱湿鼓风的工艺流程是：空气→空气过滤器→脱湿器→风机吸入口。
高炉鼓风脱湿方式按原理分为物理脱湿(冷凝式)和化学脱湿(干式氯化锂和湿式氯化锂)两大类；按脱湿装置位于鼓风机前后的位置不同，又分为机前脱湿和机后脱湿(装置于风机出口）。
一般使用间接交换的冷凝式脱湿方式，吸入空气温度降低，其饱和含湿量降低。
吸入空气中多余的水蒸气冷凝析出，降低吸入空气的含湿量，鼓风残余含湿量最低达到吸入风对应压力和温度下的饱和含湿量。
饱和湿空气绝对湿度的计算方法为，由已知的饱和湿空气的温度通过饱和水蒸汽表查出其所对应的饱和水蒸汽压力P v′，再由式P v=P v/(R v T)（其中水蒸汽气体常数R v=0. 4619kJ/(kg×K)），即可计算出饱和湿空气的绝对湿度P v。
2.1对风机的作用2.1.1提高风机出力通过脱湿后，风机进口处的大气温度得到降低，根据式ρ=P/(RT)（式中P、R、T分别是湿空气的压力、温度和气体常数）可知，在湿空气压力不变时，降低湿空气的温度，其密度增加。
在压缩功不变的情况下，密度的增加可以提高风机鼓出的冷风质量流量，根据经验，鼓风机入口风温每降低10℃，风机质量流量可相应地提高10%左右。
图1为鼓风站5#风机在2007年冬夏季生产统计出的温度与风量的关系图。
图15#风机每月风量与大气温度关系图由图1可知，风量随着大气温度的升高而降低，冬季风机鼓风量明显高于夏季风量，其中11月份温度最低，风量达到最高的3382m3/min，温度最高的8月份，风量仅为3117m3/min。
应用脱湿鼓风技术，可以在不更换风机的情况下提高风机出力，有利于提高高炉铁产量，尤其是对达到满负荷运行的风机提高风量具有重要意义。
2.1.2二次除尘功效脱湿装置具有二次除尘的功效，减少风机叶片的磨损，保护叶片，从而提高风机运行寿命。
2.2对高炉生产的主要作用2.2.1稳定炉况，提高铁产量鼓风中的湿分在高炉内燃烧时，由于水的分解耗热，会降低风口理论燃烧温度，生产实践表明，鼓风绝对湿度每增加1g/m3，风口理论燃烧温度可降低6.3～7.6℃左右，故脱湿后的鼓风可减少补偿风温所消耗的热量，提高燃烧温度，增加生铁产量。
脱湿可将大气鼓风温度保持固定不变，消除大气湿度因气温变化对炉况不利的影响，使炉况、炉温稳定，从而提高生铁产量和质量。
2.2.2提高喷煤量，降低焦比目前攀钢高炉采用喷吹无烟煤技术，据文献，喷吹煤粉量每增加10kg/t，理论温度下降约为30℃，而湿分每降低1g/m3，理论温度提高6℃，由此可知，在保持其他冶炼条件不变下，每脱湿1g/m3，可提高喷煤量2kg/t，按攀钢平均置换比0.82计算，这样可降低焦比1.6kg/t。
采用脱湿鼓风，节省了部分水蒸汽分解消耗的热量,加之炉况的改善,焦比将会降低。
所以，脱湿鼓风具有很大的经济效益和节能降耗效益。
33650风机脱湿鼓风工艺设备3.1脱湿鼓风装置脱湿鼓风装置主要由制冷装置、冷却塔、水泵、脱湿器换热器、排水段、自动排水器、除雾器、接水盘、膨胀水箱、空气换热器、进出口风道等组成。
3.2空气系统流程外界大气进入空气过滤器，除去灰尘后经脱湿装置入口风道导流后均匀进入空气换热器，在换热器内进行热交换，降温后进入除雾器，除去小雾滴，然后再进入鼓风机，经鼓风机升压后送入热风炉、高炉。
3.3冷却水系统流程从冷冻机出来的温度较低的冷水经冷水过滤器，进入脱湿器的冷却器与进入脱湿器的空气进行热交换，大气被低温的冷水吸收热量，降温脱去部分水份，而冷水因吸收空气中的热量而温度升高，升温后的冷水由冷水泵抽至冷冻机内，经制冷之后送出低温冷水，循环使用。
4#风机脱湿工艺流程如图2所示。
图2脱湿工艺流程图3.4溴化锂制冷机组制冷机采用双效串联流程的溴化锂吸收式制冷机，共有两台，同时工作，其工作流程见图3所示。
从吸收器5底部引出的的溴化锂稀溶液（浓度为58%）经吸收泵10输送到低温溶液热交换器8（温度为52～53℃）和高温溶液热交换器6（84℃）中，在热交换器中吸收浓溶液放出的热量后，进入高压发生器1，在高压发生器中稀溶液吸收低压蒸汽的热量后沸腾，并产生高温冷剂水蒸气和较浓的中间溶液（浓度61%），此溶液经高温换热器6进入低压发生器2，在发生器2中被来自高压发生器的高温冷剂蒸汽加热，中间溶液得到进一步浓缩，形成浓溶液(浓度63%)。
浓溶液经热交换器8与来自吸收器的稀溶液混合后，进入吸收器5，在吸收器中吸收冷剂水蒸气，再次成为稀溶液。
在高压发生器1中产生的高温水蒸气进入低压发生器2中放出热量后凝结成水，它与低压发生器产生的水蒸气混合，在冷凝器3中被冷却水冷凝，再通过滴淋装置进入蒸发器4，冷剂水在蒸发器中制冷后成为蒸汽。
冷剂水蒸汽进入吸收器中，被溴化锂溶液吸收。
如此，溴化锂吸收式制冷机的内形成了冷剂水与溴化锂溶液的密闭循环过程。
3.5脱湿器脱湿器主要由空气换热器（冷却器）和除雾器两部分组成。
脱湿器内的空气换热器由铜管和铜叠片组成，管内介质为冷水，壳程进气，叠片上的铜管分布为梅花型分布，这样可以在空气流量不变的情况下，使空气在壳程内滞留时间增加，提高冷却效果，同时，亦可使含有冷凝水滴的空气发生碰撞，使水滴第一时间排出，少带入除雾器。
铜管材质为TP2，规格为φ16×1.5，叠片材质为TP，厚度为δ=0.2mm。
除雾器由一定角度的挡板和滤网构成，滤网和网架为不锈钢，其余均为碳钢。
脱湿器的外壳为钢板焊接结构，并有保温层防止跑冷，保温层材料采用30mmPEF。
吸入的空气通过自洁式过滤器除尘后经脱湿装置入口风道导流后均匀进入空气换热器，在换热1—高压发生器，2-低压发生器，3-冷凝器，4-蒸发器，5-吸收器，6-高温热交换器，7-溶液调节阀，8-低温热交换器，9-吸收器泵，10-发生器泵，11-蒸发器泵，12-抽气装置，13-溢流管图3溴化锂吸收式制冷机组从表2可看出，随着脱湿器出口风温（既风机入口风温）的降低，饱和湿空气的绝对湿度也在相应地降低，在保持转速不变的情况下，风量逐渐上升，上升率为10m 3/（min ·℃）。