摘　要　介绍了一台高炉鼓风机的三元流改造情况，可供钢铁企业利用现有设备增产节能参考。
　　关键词　风机　三元流　改造　节能

Energy-Saving Improvement to Air Centrifugal Compressor in Blast Furnace of Iron Works

Zhang Tongfeng et al

　　Abstract:A three dimensional improvement to an air centrifugal compressor used in blast furnace of iron works were studied and discussed.Such improvement was a good way for a steel works to boost its productivity and to save energy was concluded.
　　Keywords:centrifugal compressor,improvement,saving energy

1　引言

　　随着高炉利用系数的提高，济钢用于高炉送风的D1000-32电动鼓风机已不能满足高炉的增产需求。该风机原设计基于一元流动理论，其叶轮一般具有简单的单圆弧叶片，而实际叶轮中的流体流动是复杂的三维流动。利用一元流动理论设计的叶轮因为不能很好地适应流体的三维流动规律而存在较大的流动损失，从而导致效率普遍较低。而采用三元流理论设计的叶轮，由于较好地适应了叶轮内的实际流动特性，具有较高的效率。但是如果将现有旧机组全部更换为由新理论设计的新机组，显然投资太大。鉴于上述原因，我们委托西安交通大学赛尔机泵研究中心对原机组进行三元流改造。改造的目的是通过机组效率的提高，使其在原有能耗下增加流量，从而满足高炉的增产需求。实践证明，这样的改造投资小，见效快，是钢铁厂降耗节能的一个有效途径。本文拟对该风机的改造情况加以介绍。

2　风机改造要求及涉及部件

2.1　风机改造前后的气动参数
　　风机改造前的铭牌参数及改造后额定参数如下：

　 改造前 改造后
进口压力Pin 0.097MPa 0.097MPa
进口温度tin 25.0℃ 25.0℃
进口流量Qm 1000m3/min 1050～1100m3/min
出口压力Pout 0.280MPa 0.265～0.270MPa
原动机功率 3200kW 3200kW
主轴转速n 6020r/min 6020r/min

2.2　涉及部件
　　只需对转子及隔板进行更换，机壳及轴承等部件不变动，原动机也维持不变。
3　改造前后的结构差异及其讨论

3.1　结构比较
　　对风机进行三元流改造前后的结构变化比较如下：

　 原设计 改造后
叶轮：
　
　
　叶片形式 圆弧 三元扭曲
　叶片进口位置 较靠后 较前伸
　盘盖进口曲率 较大 较小
　轴上安装方式 键连接 过盈连接
隔板：
　
　
　制造方式 铸造 焊接
　流道光洁度 较差 较好

3.2　讨论
　　在离心压缩机的叶轮设计中，叶轮内的流动速度分布的合理与否直接影响着叶轮的流动性能及效率。三元流叶轮与旧叶轮相比，由于较好的适应气体在叶轮中的三维流动特征，因而可以获得较好的内部流动速度分布，从而尽可能的减少旋涡分离和二次流等流动损失，具有较高的流动效率。
　　对叶轮进行三元流改造的同时，将隔板等静止元件的加工工艺进行改进，将部分铸造件改为钢板焊接件，以使流道获得更高的加工精度，减少气流的摩擦损失，更进一步地增加整机效率。
4　改造结果及评估

4.1　设计工况下的性能测试对比
　　对改造前后的风机进行了性能测试，在相应给定设计工况下原风机与改造后风机的性能参数测试结果分别列于表1和表2。结果表明，改造前的风机多变效率为73.48%，改造后的风机多变效率为82.4%，说明改造达到了既节能又增产的目的。

表1　改造前测试的风机性能参数

序号 ΔP
(kPa) Pi
(kPa) Po
(kPa) Ti
(℃) To
(℃) Qi
(m3/min) QN
(m3/min) ε η
(%) 负荷
(kW) 风压
(MPa) 电流
(A) 电压
(V)
1 4.765 91.75 126.5 7.33 122.06 1125 986 1.379 26.8 2750 0.025 300 6000
2 3.818 92.00 178.0 7.45 132.19 1177 1034 1.935 51.3 2800 0.08 322 6000
3 2.990 92.00 201.5 7.15 136.81 1101 968 2.190 58.9 3050 0.10 335 6000
4 3.001 92.25 216.5 7.58 139.81 1138 1001 2.347 63.2 3150 0.12 340 6000
 

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