1、前言
我國現(xiàn)有600多座轉(zhuǎn)爐，一次除塵絕大多數(shù)采用OG濕法，大概有20-30多座采用干法，干法與OG濕法比具有節(jié)電、節(jié)水、節(jié)約占地、環(huán)境污染小等系列優(yōu)點，在大力開展節(jié)能減排的今天，應該有很好的應用前景。但由于干法除塵核心技術(shù)由GEA BISCHOFF和SIEMENSVAI公司所掌握，國內(nèi)長期以來都是以他們的基本設(shè)計為依據(jù)，進行施工圖的詳細設(shè)計，所以造成系統(tǒng)的一次投資高，大約是濕法系統(tǒng)的2-3倍，讓很多想建此工藝系統(tǒng)的鋼廠望而卻步。之所以一次性投資高的主要原因主要有以下兩點：1）外方所收取的設(shè)計系統(tǒng)費用；2）外方搭配的進口設(shè)備。以210噸轉(zhuǎn)爐煤氣風機為例：進口設(shè)備費用大約為500萬元，而國內(nèi)廠家生產(chǎn)的同類設(shè)備只有100多萬元，相差約34倍。看來如何將進口設(shè)備國產(chǎn)化也是降低轉(zhuǎn)爐干法除塵一次性投資費用，從而在國內(nèi)大規(guī)模應用的途徑之一。
適應氣體：空氣等
設(shè)備類型：風機
2、存在的問題
干法除塵系統(tǒng)阻力約為濕法系統(tǒng)的1/3，大約在8000Pa左右，風量與爐容有關(guān)，現(xiàn)在國內(nèi)所配的煤氣風機都為TLT公司的軸流風機，人們都知道軸流風機的特點是風量大，壓力小，也就是此型風機的比轉(zhuǎn)速大，而離心風機的相對軸流風機的特點是壓力大，風量小，也就是此型風機的比轉(zhuǎn)速小，而離心煤氣風機在我國的濕法除塵系統(tǒng)應用是很廣泛的，機型成熟，調(diào)節(jié)性好。能不能用國產(chǎn)的離心風機代替TLT公司的軸流風機呢？如果能行，將大大地降低一次性投資費用。
作干法除塵系統(tǒng)設(shè)計時，各專業(yè)從各自的特點出發(fā)，往往有矛盾點：燃氣專業(yè)為了煤氣柜內(nèi)能多貯存轉(zhuǎn)爐煤氣，常常希望將柜壓做高，達3000-3500Pa，總圖專業(yè)從全廠管理和安全來講又希望將高爐煤氣柜與轉(zhuǎn)爐煤氣柜布置在一起，轉(zhuǎn)爐煤氣柜就顯得距電除塵器和煤氣風機較遠，這時軸流風機8000Pa的全壓就顯得捉襟見肘，而8000Pa的壓頭對軸流風機來說已是不小的數(shù)了，如果再要提升已很困難，這也是促使我們研究用離心風機代替軸流風機的原動力之一。
我們知道轉(zhuǎn)爐煤氣的產(chǎn)生是不連續(xù)的過程，也就是說除塵風機在生產(chǎn)過程中是要不斷的調(diào)整轉(zhuǎn)速，改變系統(tǒng)風量，以適應轉(zhuǎn)爐的生產(chǎn)狀況，保證爐口的微差壓在一定的范圍內(nèi)，以保證煤氣的品質(zhì)，而固定葉片軸流風機在設(shè)計流量下有很好的內(nèi)效率，一但轉(zhuǎn)速降低，流量低于設(shè)計流量，內(nèi)效率就很快地下降，工作狀況開始惡化，引起風量和風壓的不穩(wěn)定，嚴重時甚至引起風機的跳動。如下圖所示：圖1是軸流風機工作在設(shè)計工況下，氣流平順，風機內(nèi)效率較高；圖2當流量減小時，葉片頂部出現(xiàn)逆流，使得流入葉輪的氣流擠向輪轂，因而使得軸流風機在流量減小的同時壓頭減小，出現(xiàn)不穩(wěn)定工況。圖3當流量進一步減小時，葉片頂部渦流區(qū)擴大，同時葉片根部出現(xiàn)失速，也出現(xiàn)渦流區(qū)，導致氣流擠向項部，壓力重新上升。也就是說對軸流風機來講當工作流量不在設(shè)計點時風機效率下降較快。對應上述工況的軸流風機的性能曲線見圖4。
從圖4可知：軸流風機的功率曲線基本是平的，也就是說當系統(tǒng)調(diào)節(jié)時，流量減少功率也基本是不變的，從節(jié)能環(huán)節(jié)來講也是不利。而離心風機對上述軸流風機的缺點不突出。
下面就通過計算進行驗證有無合適的離心風機。
我們知道風機都是通過相似原理進行設(shè)計的，這樣可以選到成熟的效率高的機型。也就是說首先計算系統(tǒng)所需風量風壓參數(shù)，通過計算而確定風機的型號。下面我們就以國內(nèi)主流爐型120噸和210噸為例進行計算看用什么型號的離心風機能滿足要求。見表1。
一般來說當比轉(zhuǎn)速在95以下選用離心風機，比轉(zhuǎn)速在95以上選用軸流風機，通過表l我們發(fā)現(xiàn)干法除塵煤氣風機的比轉(zhuǎn)速并不高，因此選用離心風機是合適的，并可以獲得較好的性能參數(shù)。120噸轉(zhuǎn)爐選擇4-63模型，210噸轉(zhuǎn)爐選擇6-50模型進行相似設(shè)計。
查4-63模型風機的無因次性能曲線：
最高效率：85% 壓力系數(shù)：0.42流量系數(shù)：0,18
查6-50模型風機的無因次性能曲線：
最高效率：85% 壓力系數(shù)：0.52流量系數(shù)：0.16
選型結(jié)果見表2：
3、結(jié)論
通過上述計算找出了適合轉(zhuǎn)爐干法除塵的煤氣風機型號，也就是說轉(zhuǎn)爐干法除塵采用國內(nèi)成熟的離心風機是可行的，在工程技術(shù)中也是節(jié)能的，在今后的工程實踐如能采用離心風機將可節(jié)約大量的外匯，大大地降低工程的一次性投資。
