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[摘要]：文章论述与分析了150 t转炉风机系统存在的问题，进行了较为详细的论证与优化，包括理论计算、测试、及方案提出与具体改造，最终解决了风机系统的各方面问题，并进行了总结，得出相关结论。
[关键词]：转炉 风机 烟气量 优化 测试
中图分类号：X701.2 文献标识码：X 文章编号：1009-914X（2012）12- 0024–01
1.前言：
唐钢一炼钢厂150t转炉一次风机是一次除尘的核心，其运行效果直接关系着除尘效果与生产的顺利进行。自投产初期就发现它的能力问题，处理的实际烟气量与风机的全压没有达到品牌要求。经过系统本体结构优化，在现有风机能力下，能够基本上满足当时生产要求，但生产逐渐加快，氧压使用要加大，风机能力问题暴露的更加明显。为适应逐渐加快的生产节奏与不断提高的工艺水平，我们要提高风机的能力，因此对风机系统进行论证与优化工作更为重要。
此论证优化阶段经历了叶轮改造、风机倒换的优化重组与操作方式的技改等过程。
2.风机叶轮的改进：
整个结构系统优化后，为增加风机能力，长远角度是改为大功率风机并增设备用风机。在当时现有情况下，为适应当时的生产情况，为提高风机作功效果，先将叶轮改为“三元流”叶轮，据西安风机研究中心讲，在不增加电机功率的情况下，风机能力可提高20%，这样做同时也可验证此叶轮情况、测试烟气量实际状况与理论计算进行对比。
3.1测试与论证：
结构改造后按实际情况结合设计水量对风机处理系统的烟气量，对改造后叶轮的风机能力进行论证。
（2）测试方法：
事先在风机进出口开好测试孔系统刚清理后，保持风机转速1440r/min（恒定），一二文水分别为230 m3/h，170 m3/h（恒定）。测试期间通过调整二文喉口开度对风机前后相关参数进行记录，分析系统（回收与放散）与风机运行情况。
3.2实验论证：
改造后的“三元流”叶轮实验从回归曲线与数据上看，处理的烟气量确实比以前大了约20%，这是在风机处在额定转速下得出的结论，而以后的实践得知，风机在1340r/min转速以下，它是没有这样效果的，在此就不详细介绍实验过程。另外本实验也证明了转炉冶炼中实际产生的烟气量要远大于原设计风机处理的烟气量，也充分说明原风机能力低，与实际生产情况不符和。
在来分析一下Q——P曲线，回收状态曲线为平坦型，当ΔQ变动大时风机压力P基本保持稳定。而放散状态曲线，特别在所测实际烟气量附近3300 m3/min左右，是一个驼峰型曲线，Q上升——P上升，Q下降——P减小。说明在产生正常烟气量的风机工作區窄。而这种“三元流”叶轮经测试只能在这种额定转速下工作，才能基本适应实际生产烟气量的处理工作。转速再降低到1320r/min以下就不能实现所说的提高能力20%的说法，它充分发挥效率的工作区太窄，这是这种叶轮的局限性。我们知道风机长期在额定转速下运行，对风机的使用寿命是有较大影响的。同时也说明，结构改进后通过实际测试流量的平均3173m3/min，与以前计算风机流量2577 m3/min接近，与前期测试的2100m3/min有差别较大。因此可以证明原设计风机能力系统参数与实际冶炼工艺不匹配。因此从长远连续生产角度出发，此种叶轮只能解决暂时生产情况，为彻底解决风机能力问题还须做提高大功率风机更换工作。
4.大功率风机的投入与方案的优化：
4.1引风机选型：
（1）引风机是一次除尘系统正常安全工作的保障，其主要作用是克服一次除尘系统的阻损，一般“LT”系统全压要求0.5KP，而“OG”系统要求18——25KP，在“OG”中风机能耗占整个系统的80%投资和费用占系统的5% ，因此风机的选型特别重要。
选择风机三个主要因素是：气体体积的流量、所需风机的全压以及经过风机的气体密度与介质；其他因素：气流中主要污染物的种类（粉尘、液、易燃）、浓度、安装空间、允许躁声指标。风机特性曲线用于定量的描述气体流量、静压、功率和机械效率。一般说，后弯叶片风机运行较稳定，但却不能在含尘浓度高的情况下使用；对含尘气流使用轴向或垂直叶片的风机更合适。
风机风量要随炉气发生量不断变化，并且其变频性能要好，目前，国内普遍采用液力偶合器和电机变频技术。风机风量还与炉口微差压密切相关，在运行中，微差压、二文喉口调节、和风机风量联锁控制的好坏，直接影响转炉正常生产和煤气回收数量和质量。用于“未燃法”回收烟气的除尘风机，其进入介质温度为35——65oC，含尘量为100——150mkg/标m3，CO含量约为60%，气体的相对湿度为100%，并含有一定量的机械水滴，为此选型要适用以上特点。
（2）按着论述原则与生产实际测试情况，决定选择“沈鼓”大功率风机，其主机与附件主要参数如下：
5.实现风机的自动调速：
在冶炼与间歇时间进行风机的升降速，是延长风机使用寿命与节能的主要方法。经过操作人员的长期摸索与转速趋势图观察100 s内完成升速与降速，对风机运行效果最好。但由于液力偶合器的执行器为25 s速比，自动升降时电流冲击太大，只能用手动操作进行。因此为优化操作，技术人员按厂长要求，将执行器25 s速比改为100s。通过曲臂与连杆的机械改造与电控改造最终实现了风机的自动升降速，同时保留手动控制。为风机的合理运行创造了较好的条件。
6.整体运行效果：
6.1测试：
系统结构优化与风机系统优化后，转炉一次除尘系统的运行从此彻底进行了改善，设备运行已步入正轨。从仪表检测数据情况看，风机在非额定转速时的系统运行情况就已经很好了，同时烟气排放含尘量达标，清理周期与风机使用寿命也延长到50天以上。经过结构优化，特别是经过从根本上的风机系统优化最终彻底解决了150 t转炉的一次除尘问题。
6.2气体热值计算：
按照煤气分析仪测得数据与计算参数，冶炼回收阶段转炉煤气组成如下（%）：
同时吨钢回收量达120m3/t以上。因此唐钢150t转炉煤气回收指标在国内同行业中是处于领先水平的。
7.结论：
（1）对风机系统的优化要以结构优化为基础，从理论、测试与实验等全方位论证，及依据现场实际决定优化方案。
（2）通过利用国内总结的理论计算除尘系统各工况烟气量，对论证风机能力是有一定参考价值的，可为设计与改造时期的风机选型提供理论数据。
（3）“三元流”叶轮在风机处在额定转速时，能够提高风机能力，可以暂时弥补系统能力不足的问题。
（4）开2备1的风机设备，备用风机可以用功率较小带转炉除尘系统。
参考文献：
1. 冶金工业出版社…合编《氧气转炉烟气净化及回收设计参考资料》
2. 湖南科技出版社…王新贤、将富瑞编《实用环境手册》
[关键词]：转炉 风机 烟气量 优化 测试
中图分类号：X701.2 文献标识码：X 文章编号：1009-914X（2012）12- 0024–01
1.前言：
唐钢一炼钢厂150t转炉一次风机是一次除尘的核心，其运行效果直接关系着除尘效果与生产的顺利进行。自投产初期就发现它的能力问题，处理的实际烟气量与风机的全压没有达到品牌要求。经过系统本体结构优化，在现有风机能力下，能够基本上满足当时生产要求，但生产逐渐加快，氧压使用要加大，风机能力问题暴露的更加明显。为适应逐渐加快的生产节奏与不断提高的工艺水平，我们要提高风机的能力，因此对风机系统进行论证与优化工作更为重要。
此论证优化阶段经历了叶轮改造、风机倒换的优化重组与操作方式的技改等过程。
2.风机叶轮的改进：
整个结构系统优化后，为增加风机能力，长远角度是改为大功率风机并增设备用风机。在当时现有情况下，为适应当时的生产情况，为提高风机作功效果，先将叶轮改为“三元流”叶轮，据西安风机研究中心讲，在不增加电机功率的情况下，风机能力可提高20%，这样做同时也可验证此叶轮情况、测试烟气量实际状况与理论计算进行对比。
3.1测试与论证：
结构改造后按实际情况结合设计水量对风机处理系统的烟气量，对改造后叶轮的风机能力进行论证。
（2）测试方法：
事先在风机进出口开好测试孔系统刚清理后，保持风机转速1440r/min（恒定），一二文水分别为230 m3/h，170 m3/h（恒定）。测试期间通过调整二文喉口开度对风机前后相关参数进行记录，分析系统（回收与放散）与风机运行情况。
3.2实验论证：
改造后的“三元流”叶轮实验从回归曲线与数据上看，处理的烟气量确实比以前大了约20%，这是在风机处在额定转速下得出的结论，而以后的实践得知，风机在1340r/min转速以下，它是没有这样效果的，在此就不详细介绍实验过程。另外本实验也证明了转炉冶炼中实际产生的烟气量要远大于原设计风机处理的烟气量，也充分说明原风机能力低，与实际生产情况不符和。
在来分析一下Q——P曲线，回收状态曲线为平坦型，当ΔQ变动大时风机压力P基本保持稳定。而放散状态曲线，特别在所测实际烟气量附近3300 m3/min左右，是一个驼峰型曲线，Q上升——P上升，Q下降——P减小。说明在产生正常烟气量的风机工作區窄。而这种“三元流”叶轮经测试只能在这种额定转速下工作，才能基本适应实际生产烟气量的处理工作。转速再降低到1320r/min以下就不能实现所说的提高能力20%的说法，它充分发挥效率的工作区太窄，这是这种叶轮的局限性。我们知道风机长期在额定转速下运行，对风机的使用寿命是有较大影响的。同时也说明，结构改进后通过实际测试流量的平均3173m3/min，与以前计算风机流量2577 m3/min接近，与前期测试的2100m3/min有差别较大。因此可以证明原设计风机能力系统参数与实际冶炼工艺不匹配。因此从长远连续生产角度出发，此种叶轮只能解决暂时生产情况，为彻底解决风机能力问题还须做提高大功率风机更换工作。
4.大功率风机的投入与方案的优化：
4.1引风机选型：
（1）引风机是一次除尘系统正常安全工作的保障，其主要作用是克服一次除尘系统的阻损，一般“LT”系统全压要求0.5KP，而“OG”系统要求18——25KP，在“OG”中风机能耗占整个系统的80%投资和费用占系统的5% ，因此风机的选型特别重要。
选择风机三个主要因素是：气体体积的流量、所需风机的全压以及经过风机的气体密度与介质；其他因素：气流中主要污染物的种类（粉尘、液、易燃）、浓度、安装空间、允许躁声指标。风机特性曲线用于定量的描述气体流量、静压、功率和机械效率。一般说，后弯叶片风机运行较稳定，但却不能在含尘浓度高的情况下使用；对含尘气流使用轴向或垂直叶片的风机更合适。
风机风量要随炉气发生量不断变化，并且其变频性能要好，目前，国内普遍采用液力偶合器和电机变频技术。风机风量还与炉口微差压密切相关，在运行中，微差压、二文喉口调节、和风机风量联锁控制的好坏，直接影响转炉正常生产和煤气回收数量和质量。用于“未燃法”回收烟气的除尘风机，其进入介质温度为35——65oC，含尘量为100——150mkg/标m3，CO含量约为60%，气体的相对湿度为100%，并含有一定量的机械水滴，为此选型要适用以上特点。
（2）按着论述原则与生产实际测试情况，决定选择“沈鼓”大功率风机，其主机与附件主要参数如下：
5.实现风机的自动调速：
在冶炼与间歇时间进行风机的升降速，是延长风机使用寿命与节能的主要方法。经过操作人员的长期摸索与转速趋势图观察100 s内完成升速与降速，对风机运行效果最好。但由于液力偶合器的执行器为25 s速比，自动升降时电流冲击太大，只能用手动操作进行。因此为优化操作，技术人员按厂长要求，将执行器25 s速比改为100s。通过曲臂与连杆的机械改造与电控改造最终实现了风机的自动升降速，同时保留手动控制。为风机的合理运行创造了较好的条件。
6.整体运行效果：
6.1测试：
系统结构优化与风机系统优化后，转炉一次除尘系统的运行从此彻底进行了改善，设备运行已步入正轨。从仪表检测数据情况看，风机在非额定转速时的系统运行情况就已经很好了，同时烟气排放含尘量达标，清理周期与风机使用寿命也延长到50天以上。经过结构优化，特别是经过从根本上的风机系统优化最终彻底解决了150 t转炉的一次除尘问题。
6.2气体热值计算：
按照煤气分析仪测得数据与计算参数，冶炼回收阶段转炉煤气组成如下（%）：
同时吨钢回收量达120m3/t以上。因此唐钢150t转炉煤气回收指标在国内同行业中是处于领先水平的。
7.结论：
（1）对风机系统的优化要以结构优化为基础，从理论、测试与实验等全方位论证，及依据现场实际决定优化方案。
（2）通过利用国内总结的理论计算除尘系统各工况烟气量，对论证风机能力是有一定参考价值的，可为设计与改造时期的风机选型提供理论数据。
（3）“三元流”叶轮在风机处在额定转速时，能够提高风机能力，可以暂时弥补系统能力不足的问题。
（4）开2备1的风机设备，备用风机可以用功率较小带转炉除尘系统。
参考文献：
1. 冶金工业出版社…合编《氧气转炉烟气净化及回收设计参考资料》
2. 湖南科技出版社…王新贤、将富瑞编《实用环境手册》