【壓縮機(jī)網(wǎng)】鋼鐵行業(yè)是一個(gè)國家的支柱產(chǎn)業(yè)之一，它屬于重工業(yè)，并且這些企業(yè)的規(guī)模都是非常之大，大型的鋼鐵企業(yè)一般都從礦石進(jìn)廠開始，到冶煉出成型的鋼錠和鐵錠，或者進(jìn)一步加工成鋼板、鋼絲或其它成型的鋼材。在這些工藝流程當(dāng)中，首先是對礦石進(jìn)行燒結(jié)，然后將經(jīng)過燒結(jié)的鐵礦石輸送到煤油鐵高爐進(jìn)行冶煉成鐵水，然后澆鑄成鐵錠。要制成鋼錠的話，就要將鐵錠送到煉鋼高爐中重新冶煉，從鐵變成鋼，主要是材料中的含碳量不一樣，鋼的含碳量比鐵低。如果要得到其它的合金鋼，就要在冶煉過程中加入適當(dāng)?shù)脑兀涂梢灾瞥刹煌愋偷暮辖痄??？梢灾v，鋼鐵企業(yè)每個(gè)工藝段都要用到空壓機(jī)及透平壓縮機(jī)。
一．空壓機(jī)的使用情況
總體來講，鋼鐵企業(yè)中壓縮空氣的用氣量是非常大的，可以從幾百立方米到上千立方米， 而且大多數(shù)是需要進(jìn)行后處理工藝的設(shè)備。另外，一個(gè)大型的鋼鐵企業(yè)，燒結(jié)車間(或廠)、煉鐵高爐、煉鋼廠等等有很多，而且分布很廣。所以，一般鋼鐵企業(yè)內(nèi)可以設(shè)立很多空壓站，以滿足各個(gè)地方的用氣需要。這樣做，第一可以使每個(gè)空壓站具有相對的獨(dú)立性，便于今后空壓的改造，第二便于對空壓站進(jìn)行管理， 第三可以針對不同的壓縮空氣的品質(zhì)設(shè)立不同的空壓站系統(tǒng)。第四便于今后企業(yè)的發(fā)展。對于鋼鐵企業(yè)壓縮空氣系統(tǒng)的布置如下：
燒結(jié)工藝過程，其實(shí)是煉鋼的前道工序，在冶煉之前要將鐵礦石和其它幾種礦石混合在一起進(jìn)行燃燒處理，使它們燒結(jié)在一起，然后才能將它們送到高爐進(jìn)行冶煉。在燒結(jié)車間里，有許多地方需要壓縮空氣，用氣量也是很大的，但主要用途是一樣的，就是用于動(dòng)力執(zhí)行機(jī)構(gòu)，如卸灰裝置的協(xié)力執(zhí)行機(jī)構(gòu)等。當(dāng)然動(dòng)力執(zhí)行機(jī)構(gòu)也可以用電來做動(dòng)力源，但沒有用壓縮空氣可靠、安全。這里的壓縮空氣所要求的壓力一般為0.5MPa，對壓縮空氣的品質(zhì)要求不高，一般采用噴油螺桿空氣壓縮機(jī)即可，而且不用配置后處理設(shè)備。
在少量的地方如需要儀表空氣，則在空氣系統(tǒng)管路的支路上配置無熱再生干燥器和除油過濾器，使壓縮空氣品質(zhì)能滿足儀表空氣的要求。
另外，還有壓縮空氣用在吹掃儀表方面，因?yàn)闊Y(jié)車間里，周圍環(huán)境較差，空氣中有很多灰塵，時(shí)間長了，在一些儀表上會(huì)積滿了灰塵，這就需要用壓縮空氣進(jìn)行吹掃，在這里對壓縮空氣品質(zhì)要求一般為3—6—3，即固體粒子3級，含水量6級，含油量3級。
鐵礦石在燒結(jié)工序完成后，被輸送到煉鐵高爐進(jìn)行冶煉。冶煉高爐作為一個(gè)工程需要很多設(shè)備來配合工作。 而這些設(shè)備的工作一般都需要空氣來做動(dòng)力源。這些設(shè)備的執(zhí)行機(jī)構(gòu)，如氣壓缸，高爐的爐門的開啟等待一系列動(dòng)作都用壓縮空氣來完成的。
這里對壓縮空氣的壓力要求一般為0.5MPa，對壓縮空氣的質(zhì)量品質(zhì)要求也很低，一般為3—6—3即可，但用氣量很大。
例如，一臺(tái)2500m3的煉鐵高爐，需要4臺(tái)40m3/min的螺桿空氣壓縮機(jī)，其中3臺(tái)常開，一臺(tái)作為備用機(jī)。除此以外，高爐燃燒所需噴入的煤灰，一般也是用壓縮空氣來輸送的，但是這里的壓縮空氣的壓力要求一般為1.2MPa，壓縮空氣的用量也是相當(dāng)大的，對壓縮空氣的品質(zhì)要求不高。此時(shí)的壓縮機(jī)的排氣壓力至少要1.3MPa或以上。
高爐的鼓風(fēng)設(shè)備一般選用高壓的風(fēng)機(jī)及透平壓縮機(jī)，通常壓力為0.2MPa。以上這些壓縮空氣的用氣量都是很大的，而且不需要任何后處理設(shè)備的配置。另外，還有一小部分的壓縮空氣需要通過后處理設(shè)備的處理，用于儀表用氣系統(tǒng)和儀表的吹掃系統(tǒng)。這些壓縮空氣的質(zhì)量品質(zhì)等級與前面所敘述一樣。
二、透平壓縮機(jī)及風(fēng)機(jī)的使用情況
鋼鐵企業(yè)從礦石到煉成鋼要經(jīng)過礦石燒結(jié)、煉鐵和煉鋼等主要冶煉過程，即鋼鐵冶煉的全部工藝流程中都需要風(fēng)機(jī)及相關(guān)透平壓縮機(jī)。 所用的透平機(jī)械設(shè)備種類盡管有許多種，但相對來講有一定難度，能代表其設(shè)計(jì)制造水平的可分為3種，即軸流式壓縮機(jī)、燒結(jié)引風(fēng)機(jī)和高爐煤氣余壓回收透平發(fā)電裝置。上述這3種風(fēng)機(jī)，總體來講國內(nèi)產(chǎn)品及技術(shù)都是從國外引進(jìn)，從跟隨到目前已在鋼鐵廠取代進(jìn)口品牌產(chǎn)品。
1、軸流式壓縮機(jī)
軸流式壓縮機(jī)具有效率高、容量大、性能調(diào)節(jié)范圍寬等特點(diǎn)。目前國內(nèi)外1000m3以上的高爐皆采用軸流壓縮機(jī)。作為高爐鼓風(fēng)用的軸流壓縮機(jī)，其流量已達(dá)10000m3/min 以上，壓力達(dá)0.69MPa，功率已達(dá)70000kW。
國內(nèi)外生產(chǎn)軸流壓縮機(jī)的主要廠家有瑞士蘇爾壽公司、德國MANGHH、日本三菱重工株式會(huì)社、川崎重工株式會(huì)社和美國愛利奧特公司、DRESER-RAND公司、陜鼓等企業(yè)。近些年，陜鼓所占份額逐步增大，優(yōu)勢越來越突顯。
軸流壓縮機(jī)具有設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)良好的氣動(dòng)性能（整機(jī)多變效率為87%～91%，最大流量和最小流量可調(diào)范圍達(dá)1倍多），以及先進(jìn)的高度三化水平和電子控制系統(tǒng)。其結(jié)構(gòu)特點(diǎn)是：機(jī)殼為水平剖分型，由灰鑄鐵（或鑄鋼）制成，排氣側(cè)設(shè)計(jì)承壓值可達(dá)0.7～1.2MPa，轉(zhuǎn)子為等內(nèi)徑型，多級節(jié)盤式結(jié)構(gòu)，動(dòng)、靜葉片皆采用先進(jìn)葉型。采用全靜葉可調(diào)結(jié)構(gòu)比固定靜葉型的壓縮機(jī)，其流量范圍可擴(kuò)大1倍，這也使軸流-離心復(fù)合式等溫壓縮機(jī)的流量范圍為1400～7500m3/min，壓比為7～11。
近年來，為了提高軸流壓縮機(jī)的效率，相關(guān)企業(yè)采用混合反動(dòng)度設(shè)計(jì)方法改善了級間匹配。減少動(dòng)葉葉頂與機(jī)殼間間隙也能提高壓縮機(jī)性能和效率。在降低軸流壓縮機(jī)噪聲方面，國外多放在隔聲、消聲上，其措施是：（1）采用加厚鑄造機(jī)殼，減弱噪聲散射；（2）采用隔聲罩和消聲器，減少噪聲擴(kuò)散。
利用電子計(jì)算機(jī)作為調(diào)節(jié)的中樞指令系統(tǒng)，可實(shí)現(xiàn)軸流壓縮機(jī)的調(diào)節(jié)自動(dòng)化，運(yùn)行可靠化。
2、燒結(jié)引風(fēng)機(jī)
燒結(jié)引風(fēng)機(jī)作為燒結(jié)機(jī)配套的主抽煙機(jī)，其耗電量大約占燒結(jié)廠總耗電量的50%以上。又因其輸送的介質(zhì)為燒結(jié)煙氣，含塵量大，因此，提率，降低能耗，加強(qiáng)耐磨措施，提高使用壽命，仍是燒結(jié)引風(fēng)機(jī)的主要技術(shù)課題。
燒結(jié)引風(fēng)機(jī)的風(fēng)量取決于燒結(jié)機(jī)的燒結(jié)面積；壓力取決于燒結(jié)料層的厚度。燒結(jié)機(jī)的大型化（已可生產(chǎn)1000m2的燒結(jié)機(jī)）和厚料層（已達(dá)700mm），促使燒結(jié)引風(fēng)機(jī)向大風(fēng)量、高負(fù)壓方向發(fā)展。燒結(jié)引風(fēng)機(jī)的最大流量為40000m3/min，最高壓力為19620Pa，最大功率為14500kW。 由于制造工藝條件和運(yùn)輸條件等因素的限制，特大型燒結(jié)機(jī)配套的燒結(jié)引風(fēng)機(jī)往往采用雙機(jī)并聯(lián)形式。
燒結(jié)引風(fēng)機(jī)的耐磨措施：
?。?）鋸齒形中盤不僅可以改善葉輪出口氣流分布和降低GD2，而且可避免煙氣對中盤的沖刷；
（2）葉片上裝有可更換的耐磨襯板（襯板表面堆焊碳化鎢）；
（3）由可更換的錐盤保護(hù)中盤不受磨損；
?。?）機(jī)殼裝有渦形襯板和側(cè)襯板；
?。?）表面涂覆涂覆陶瓷防磨涂料、涂覆樹酯、石英粉加水玻璃等涂料；
（6）表面強(qiáng)化處理表面堆焊、熱噴涂、滲硼、激光表面硬化和高頻淬火等。
目前，國內(nèi)外企業(yè)燒結(jié)引風(fēng)機(jī)氣動(dòng)設(shè)計(jì)計(jì)算的二相流（固體微粒和燒結(jié)煙氣）的研究，試圖從空氣動(dòng)力學(xué)方面來進(jìn)一步解決燒結(jié)引風(fēng)機(jī)的磨損問題。
3、高爐煤氣余壓回收透平發(fā)電裝置（TRT）
高爐煤氣余壓回收透平發(fā)電裝置（TopGasPressureRecoveryTurbine，簡稱TRT裝置），是利用高爐爐頂煤氣壓力能經(jīng)透平膨脹做功，驅(qū)動(dòng)發(fā)電機(jī)發(fā)電的能量回收裝置。TRT裝置既回收了原減壓閥泄放的能量（約占高爐鼓風(fēng)機(jī)所需能量的30%），又凈化了煤氣，并且改善了高爐爐頂壓力的控制品質(zhì)。 隨著高爐向大型化和高壓爐頂方向發(fā)展，國內(nèi)外TRT裝置隨之向干式、軸流型及靜葉可調(diào)方向發(fā)展。國內(nèi)最初從日本引進(jìn)該項(xiàng)技術(shù)，已在鋼鐵企業(yè)得到大力發(fā)展，具有代表性的企業(yè)是陜鼓和成發(fā)。
軸流型透平轉(zhuǎn)子一般為2級或3級，多采用反動(dòng)度為50%的葉型，動(dòng)葉片采用抗腐蝕疲勞強(qiáng)度的SUS630不銹鋼。機(jī)殼用鋼板焊接而成，亦可用高強(qiáng)度鑄鐵制成，一般為徑向進(jìn)氣，軸向排氣（亦可下部徑向排氣）。軸封一般采用氮?dú)饷芊?，近來亦有采用非接觸機(jī)械密封。
國內(nèi)外軸流型TRT裝置，大多數(shù)采用靜葉角度調(diào)節(jié)方式，以擴(kuò)大工況范圍，有利于減少噪聲，提高膨脹透平的可靠性，并且不會(huì)影響高爐壓力的波動(dòng)。
例如，國內(nèi)某廠家生產(chǎn)的TP系列，性能范圍：流量1360～1916m3/h，壓力2.03～2.5kPa（進(jìn)口），1.09～1.153kPa（出口），功率2770kW，轉(zhuǎn)速3000r/min。
下列產(chǎn)品為鋼鐵企業(yè)傳統(tǒng)用風(fēng)機(jī)及透平壓縮機(jī)：
1、燒結(jié)用風(fēng)機(jī)
冶煉用的礦石在冶煉之前對礦石要進(jìn)行燒結(jié)，燒結(jié)要用燒結(jié)機(jī)，而燒結(jié)爐則需用煙氣主抽風(fēng)機(jī)和冷卻通風(fēng)機(jī)。例如某中型鋼廠有兩個(gè)礦石燒結(jié)車間，一個(gè)裝有62.5m2燒結(jié)機(jī)5臺(tái)的車間，共使用風(fēng)機(jī)29臺(tái)，其中用在燒結(jié)機(jī)上有18臺(tái)；另一個(gè)裝有75m2燒結(jié)機(jī)3臺(tái)的車間，共使用風(fēng)機(jī)90臺(tái)，其中用在燒結(jié)機(jī)上有8臺(tái)，其它風(fēng)機(jī)用在通風(fēng)、除塵、降溫及冷卻。
風(fēng)機(jī)行業(yè)生產(chǎn)的抽送燒結(jié)煙氣的離心鼓風(fēng)機(jī)有幾十種型號(hào)規(guī)格，例如某廠家產(chǎn)品性能參數(shù)：抽送燒結(jié)煙氣的離心鼓風(fēng)機(jī)，是為18～24m2燒結(jié)機(jī)配套的設(shè)備。該類鼓風(fēng)機(jī)為單級單吸入雙支撐結(jié)構(gòu)，用電動(dòng)機(jī)直接驅(qū)動(dòng)。鑄鐵機(jī)殼水平剖分為上下兩半，下機(jī)殼安裝左右鑄鐵底座上。轉(zhuǎn)子由碳素鋼主軸、低合金結(jié)構(gòu)鋼焊接葉輪及軸套等組成。軸承為滑動(dòng)軸承。
其離心鼓風(fēng)機(jī)主要性能參數(shù)：流量為1600m3/min，進(jìn)口壓力89.73kPa，升壓8.33kPa，轉(zhuǎn)速1485r/min，功率334kW。 另一型號(hào)離心鼓風(fēng)機(jī)主要性能參數(shù)：流量為6500m3/min，出口壓力101.31kPa，進(jìn)口壓力89.05kPa，轉(zhuǎn)速1475r/min，功率1640kW，適用于75～90m2燒結(jié)機(jī)配套。其結(jié)構(gòu)特點(diǎn)為單級雙吸入雙支承結(jié)構(gòu)，用彈性聯(lián)軸器與電動(dòng)機(jī)直聯(lián)。機(jī)殼水平剖分為上下兩半并軸向剖分為三段，左右段為兩個(gè)進(jìn)氣管向上的結(jié)構(gòu)對稱的進(jìn)氣室，中段為下部有水平出氣管的蝸殼，出氣管口附加有錐形擴(kuò)壓管。
該類型燒結(jié)鼓風(fēng)機(jī)國內(nèi)目前可以做到流量16000m3/min，功率達(dá)5000kW以上。
2、焦?fàn)t煤氣輸送鼓風(fēng)機(jī)
焦炭是冶煉鋼鐵的主要燃料和還原劑，也是高爐中料粒的支撐劑和疏松劑，而煉焦?fàn)t內(nèi)的煤氣須經(jīng)風(fēng)機(jī)抽出后，一部分作為煉焦?fàn)t的燃料，一部分加壓后送往鋼廠作為燃料，另一部分用作生產(chǎn)其它副產(chǎn)品。
焦?fàn)t煤氣輸送的典型代表產(chǎn)品是沈陽鼓風(fēng)機(jī)廠生產(chǎn)的D1250-31型離心鼓風(fēng)機(jī)。其主要結(jié)構(gòu)特點(diǎn)是機(jī)組由電動(dòng)機(jī)、齒輪增速機(jī)、離心鼓風(fēng)機(jī)、潤滑系統(tǒng)和儀控系統(tǒng)組成。機(jī)殼為水平剖分式結(jié)構(gòu)，軸承箱下面有橫縱向定位鍵槽，以保持機(jī)體的良好對中，并能適應(yīng)機(jī)殼熱膨脹；軸承箱與殼體鑄成一體，增強(qiáng)剛度便于拆卸檢修。
轉(zhuǎn)子由主軸、3個(gè)葉輪、隔套、平衡盤和半聯(lián)軸器等組成；葉輪采用高強(qiáng)度合金鋼焊接結(jié)構(gòu)。 軸承分為支撐軸承和止推軸承兩部分，支撐軸承為橢圓瓦滑動(dòng)軸承，止推軸承為米切爾雙面止推滑動(dòng)軸承。 密封設(shè)在級間、葉輪進(jìn)口、平衡盤外圍及軸兩端，均為迷宮式拉別令密封。 其主要性能參數(shù)：進(jìn)口流量為1250m3/min，進(jìn)口壓力98.07kPa，出口壓力313.82kPa，主軸轉(zhuǎn)速4776r/min，功率3670kW。
3、高爐鼓風(fēng)機(jī)
在生鐵冶煉過程中，必須用高爐鼓風(fēng)機(jī)向高爐輸送一定量助燃的空氣（或氧氣）以提高爐內(nèi)溫度。此外，還需要將燃燒空氣送到熱風(fēng)爐里的離心通風(fēng)機(jī)。
氧氣對鋼鐵工業(yè)在于強(qiáng)化冶煉過程。在煉鋼方面用于氧氣頂吹轉(zhuǎn)爐煉鋼，氧氣底吹轉(zhuǎn)爐煉鋼，平爐熔池吹氧煉鋼，電爐氧氣煉鋼等多種。特別是氧氣頂吹轉(zhuǎn)爐煉鋼已成為鋼鐵工業(yè)飛躍發(fā)展的一條主要途徑。煉鋼用氧量非常之大，它是使用空氣分離設(shè)備從空氣中采用深度冷凍法而取得。每套制氧機(jī)中必須使用空氣壓縮機(jī)、氧氣壓縮機(jī)、加熱鼓風(fēng)機(jī)和透平膨脹機(jī)，即一般所稱的“制氧四大機(jī)”。
高爐鼓風(fēng)機(jī)的典型代表產(chǎn)品是陜的鼓軸流壓縮機(jī)A系列（靜葉不可調(diào)）和AV系列（靜葉可調(diào)）。其主要性能參數(shù)：A40～A112，流量范圍65～680（×103Nm3/h），壓比2.9～7.7，轉(zhuǎn)速3410～9549r/min，功率33～690（×102kW）。AV40～AV140，流量范圍70～1050（×103Nm3/h），壓比2.7～7.2，轉(zhuǎn)速2524～8833r/min，功率34～900（×102kW）。
4、轉(zhuǎn)爐二次煙氣除塵風(fēng)機(jī)
轉(zhuǎn)爐二次煙氣除塵系統(tǒng)是指轉(zhuǎn)爐煙氣凈化回收以外的各揚(yáng)塵點(diǎn)的煙氣收集和除塵。其中包括轉(zhuǎn)爐兌鐵、轉(zhuǎn)爐吹煉、吹氬站、鐵水扒渣站及鐵水倒罐站等的煙氣除塵。
煙氣除塵所用的風(fēng)機(jī)主要有4-73型、JY5-44型及5-51型。
4-73型為通用型，從№8～28共12種規(guī)格。其性能范圍：流量16156～680000m3/h，壓力1400～5423Pa，功率18.5～1250kW，轉(zhuǎn)速480～1450r/min。
JY5-44型引風(fēng)機(jī)從№16～31.5共12種規(guī)格，其性能范圍：流量1893～397000m3/h，壓力1922～10931Pa，功率75～1000kW，轉(zhuǎn)速580～1450r/min。
5-51型風(fēng)機(jī)從№8～29.5共20種規(guī)格（包括引風(fēng)機(jī)共40種規(guī)格）。該型風(fēng)機(jī)的主要特點(diǎn)是具有可調(diào)節(jié)進(jìn)風(fēng)口、高強(qiáng)度耐磨葉輪、防漏油軸承箱及關(guān)節(jié)式軸向調(diào)節(jié)門等先進(jìn)的技術(shù)。其性能范圍：流量9900～583000m3/h，壓力1468～10095Pa，功率15～1600kW，轉(zhuǎn)速480～1450r/min。
5、動(dòng)力站用離心壓縮機(jī)
動(dòng)力站用離心壓縮機(jī)目前已采用多臺(tái)套多級離心壓縮機(jī)（單臺(tái)流量110～550Nm3/min，壓比2～17）代替過去雙軸4級等溫壓縮機(jī)流量6000～58000Nm3/min，出口壓力617～666.9kPa，功率650～5100kW，轉(zhuǎn)速7784～18982r/min。
多級離心壓縮機(jī)主要特點(diǎn)是整體組裝式結(jié)構(gòu)，壓縮機(jī)、齒輪箱、中間氣體冷卻器及潤滑油系統(tǒng)用1個(gè)公用底座。進(jìn)口設(shè)置有進(jìn)口調(diào)節(jié)葉片，是優(yōu)化壓縮機(jī)非工況點(diǎn)運(yùn)行性能的的方法。進(jìn)口調(diào)節(jié)葉片根據(jù)現(xiàn)場實(shí)際運(yùn)行情況自動(dòng)調(diào)節(jié)，可以在氣流變化中實(shí)現(xiàn)壓縮機(jī)出口的定壓輸出。
6、化鐵爐用風(fēng)機(jī)
除鋼鐵冶煉工藝過程中需用風(fēng)機(jī)外，一般機(jī)械鑄造工廠常用的化鐵爐（如沖天爐、油爐及煤粉爐等），都需用鼓風(fēng)機(jī)（高壓通風(fēng)機(jī)或鼓風(fēng)機(jī)）壓送足夠的空氣加以助燃。
其典型代表產(chǎn)品是H10-13及HTD系列化鐵爐風(fēng)機(jī)。
H10-13是高壓離心通風(fēng)機(jī)，是為卡腰沖天爐所需性能而設(shè)計(jì)的，適用于化鐵率5t/h以下的卡腰沖天爐鼓風(fēng)。共有№6、№6.3、№6.9及№7.5共4種規(guī)格，其性能范圍：流量1690～6980m3/h，壓力8973～15103Pa，功率15～37kW，轉(zhuǎn)速2940r/min。
HTD系列離心鼓風(fēng)機(jī)可配用0.5、1、2、3、5、7、10及15t/h常見的各種爐型的化鐵爐。其性能范圍：流量12～300m3/h，壓力6860～27450Pa，功率5.5～185kW，轉(zhuǎn)速2900～5750r/min。
來源：本站原創(chuàng)
【壓縮機(jī)網(wǎng)】鋼鐵行業(yè)是一個(gè)國家的支柱產(chǎn)業(yè)之一，它屬于重工業(yè)，并且這些企業(yè)的規(guī)模都是非常之大，大型的鋼鐵企業(yè)一般都從礦石進(jìn)廠開始，到冶煉出成型的鋼錠和鐵錠，或者進(jìn)一步加工成鋼板、鋼絲或其它成型的鋼材。在這些工藝流程當(dāng)中，首先是對礦石進(jìn)行燒結(jié)，然后將經(jīng)過燒結(jié)的鐵礦石輸送到煤油鐵高爐進(jìn)行冶煉成鐵水，然后澆鑄成鐵錠。要制成鋼錠的話，就要將鐵錠送到煉鋼高爐中重新冶煉，從鐵變成鋼，主要是材料中的含碳量不一樣，鋼的含碳量比鐵低。如果要得到其它的合金鋼，就要在冶煉過程中加入適當(dāng)?shù)脑兀涂梢灾瞥刹煌愋偷暮辖痄??？梢灾v，鋼鐵企業(yè)每個(gè)工藝段都要用到空壓機(jī)及透平壓縮機(jī)。
一．空壓機(jī)的使用情況
總體來講，鋼鐵企業(yè)中壓縮空氣的用氣量是非常大的，可以從幾百立方米到上千立方米， 而且大多數(shù)是需要進(jìn)行后處理工藝的設(shè)備。另外，一個(gè)大型的鋼鐵企業(yè)，燒結(jié)車間(或廠)、煉鐵高爐、煉鋼廠等等有很多，而且分布很廣。所以，一般鋼鐵企業(yè)內(nèi)可以設(shè)立很多空壓站，以滿足各個(gè)地方的用氣需要。這樣做，第一可以使每個(gè)空壓站具有相對的獨(dú)立性，便于今后空壓的改造，第二便于對空壓站進(jìn)行管理， 第三可以針對不同的壓縮空氣的品質(zhì)設(shè)立不同的空壓站系統(tǒng)。第四便于今后企業(yè)的發(fā)展。對于鋼鐵企業(yè)壓縮空氣系統(tǒng)的布置如下：
燒結(jié)工藝過程，其實(shí)是煉鋼的前道工序，在冶煉之前要將鐵礦石和其它幾種礦石混合在一起進(jìn)行燃燒處理，使它們燒結(jié)在一起，然后才能將它們送到高爐進(jìn)行冶煉。在燒結(jié)車間里，有許多地方需要壓縮空氣，用氣量也是很大的，但主要用途是一樣的，就是用于動(dòng)力執(zhí)行機(jī)構(gòu)，如卸灰裝置的協(xié)力執(zhí)行機(jī)構(gòu)等。當(dāng)然動(dòng)力執(zhí)行機(jī)構(gòu)也可以用電來做動(dòng)力源，但沒有用壓縮空氣可靠、安全。這里的壓縮空氣所要求的壓力一般為0.5MPa，對壓縮空氣的品質(zhì)要求不高，一般采用噴油螺桿空氣壓縮機(jī)即可，而且不用配置后處理設(shè)備。
在少量的地方如需要儀表空氣，則在空氣系統(tǒng)管路的支路上配置無熱再生干燥器和除油過濾器，使壓縮空氣品質(zhì)能滿足儀表空氣的要求。
另外，還有壓縮空氣用在吹掃儀表方面，因?yàn)闊Y(jié)車間里，周圍環(huán)境較差，空氣中有很多灰塵，時(shí)間長了，在一些儀表上會(huì)積滿了灰塵，這就需要用壓縮空氣進(jìn)行吹掃，在這里對壓縮空氣品質(zhì)要求一般為3—6—3，即固體粒子3級，含水量6級，含油量3級。
鐵礦石在燒結(jié)工序完成后，被輸送到煉鐵高爐進(jìn)行冶煉。冶煉高爐作為一個(gè)工程需要很多設(shè)備來配合工作。 而這些設(shè)備的工作一般都需要空氣來做動(dòng)力源。這些設(shè)備的執(zhí)行機(jī)構(gòu)，如氣壓缸，高爐的爐門的開啟等待一系列動(dòng)作都用壓縮空氣來完成的。
這里對壓縮空氣的壓力要求一般為0.5MPa，對壓縮空氣的質(zhì)量品質(zhì)要求也很低，一般為3—6—3即可，但用氣量很大。
例如，一臺(tái)2500m3的煉鐵高爐，需要4臺(tái)40m3/min的螺桿空氣壓縮機(jī)，其中3臺(tái)常開，一臺(tái)作為備用機(jī)。除此以外，高爐燃燒所需噴入的煤灰，一般也是用壓縮空氣來輸送的，但是這里的壓縮空氣的壓力要求一般為1.2MPa，壓縮空氣的用量也是相當(dāng)大的，對壓縮空氣的品質(zhì)要求不高。此時(shí)的壓縮機(jī)的排氣壓力至少要1.3MPa或以上。
高爐的鼓風(fēng)設(shè)備一般選用高壓的風(fēng)機(jī)及透平壓縮機(jī)，通常壓力為0.2MPa。以上這些壓縮空氣的用氣量都是很大的，而且不需要任何后處理設(shè)備的配置。另外，還有一小部分的壓縮空氣需要通過后處理設(shè)備的處理，用于儀表用氣系統(tǒng)和儀表的吹掃系統(tǒng)。這些壓縮空氣的質(zhì)量品質(zhì)等級與前面所敘述一樣。
二、透平壓縮機(jī)及風(fēng)機(jī)的使用情況
鋼鐵企業(yè)從礦石到煉成鋼要經(jīng)過礦石燒結(jié)、煉鐵和煉鋼等主要冶煉過程，即鋼鐵冶煉的全部工藝流程中都需要風(fēng)機(jī)及相關(guān)透平壓縮機(jī)。 所用的透平機(jī)械設(shè)備種類盡管有許多種，但相對來講有一定難度，能代表其設(shè)計(jì)制造水平的可分為3種，即軸流式壓縮機(jī)、燒結(jié)引風(fēng)機(jī)和高爐煤氣余壓回收透平發(fā)電裝置。上述這3種風(fēng)機(jī)，總體來講國內(nèi)產(chǎn)品及技術(shù)都是從國外引進(jìn)，從跟隨到目前已在鋼鐵廠取代進(jìn)口品牌產(chǎn)品。
1、軸流式壓縮機(jī)
軸流式壓縮機(jī)具有效率高、容量大、性能調(diào)節(jié)范圍寬等特點(diǎn)。目前國內(nèi)外1000m3以上的高爐皆采用軸流壓縮機(jī)。作為高爐鼓風(fēng)用的軸流壓縮機(jī)，其流量已達(dá)10000m3/min 以上，壓力達(dá)0.69MPa，功率已達(dá)70000kW。
國內(nèi)外生產(chǎn)軸流壓縮機(jī)的主要廠家有瑞士蘇爾壽公司、德國MANGHH、日本三菱重工株式會(huì)社、川崎重工株式會(huì)社和美國愛利奧特公司、DRESER-RAND公司、陜鼓等企業(yè)。近些年，陜鼓所占份額逐步增大，優(yōu)勢越來越突顯。
軸流壓縮機(jī)具有設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)良好的氣動(dòng)性能（整機(jī)多變效率為87%～91%，最大流量和最小流量可調(diào)范圍達(dá)1倍多），以及先進(jìn)的高度三化水平和電子控制系統(tǒng)。其結(jié)構(gòu)特點(diǎn)是：機(jī)殼為水平剖分型，由灰鑄鐵（或鑄鋼）制成，排氣側(cè)設(shè)計(jì)承壓值可達(dá)0.7～1.2MPa，轉(zhuǎn)子為等內(nèi)徑型，多級節(jié)盤式結(jié)構(gòu)，動(dòng)、靜葉片皆采用先進(jìn)葉型。采用全靜葉可調(diào)結(jié)構(gòu)比固定靜葉型的壓縮機(jī)，其流量范圍可擴(kuò)大1倍，這也使軸流-離心復(fù)合式等溫壓縮機(jī)的流量范圍為1400～7500m3/min，壓比為7～11。
近年來，為了提高軸流壓縮機(jī)的效率，相關(guān)企業(yè)采用混合反動(dòng)度設(shè)計(jì)方法改善了級間匹配。減少動(dòng)葉葉頂與機(jī)殼間間隙也能提高壓縮機(jī)性能和效率。在降低軸流壓縮機(jī)噪聲方面，國外多放在隔聲、消聲上，其措施是：（1）采用加厚鑄造機(jī)殼，減弱噪聲散射；（2）采用隔聲罩和消聲器，減少噪聲擴(kuò)散。
利用電子計(jì)算機(jī)作為調(diào)節(jié)的中樞指令系統(tǒng)，可實(shí)現(xiàn)軸流壓縮機(jī)的調(diào)節(jié)自動(dòng)化，運(yùn)行可靠化。
2、燒結(jié)引風(fēng)機(jī)
燒結(jié)引風(fēng)機(jī)作為燒結(jié)機(jī)配套的主抽煙機(jī)，其耗電量大約占燒結(jié)廠總耗電量的50%以上。又因其輸送的介質(zhì)為燒結(jié)煙氣，含塵量大，因此，提率，降低能耗，加強(qiáng)耐磨措施，提高使用壽命，仍是燒結(jié)引風(fēng)機(jī)的主要技術(shù)課題。
燒結(jié)引風(fēng)機(jī)的風(fēng)量取決于燒結(jié)機(jī)的燒結(jié)面積；壓力取決于燒結(jié)料層的厚度。燒結(jié)機(jī)的大型化（已可生產(chǎn)1000m2的燒結(jié)機(jī)）和厚料層（已達(dá)700mm），促使燒結(jié)引風(fēng)機(jī)向大風(fēng)量、高負(fù)壓方向發(fā)展。燒結(jié)引風(fēng)機(jī)的最大流量為40000m3/min，最高壓力為19620Pa，最大功率為14500kW。 由于制造工藝條件和運(yùn)輸條件等因素的限制，特大型燒結(jié)機(jī)配套的燒結(jié)引風(fēng)機(jī)往往采用雙機(jī)并聯(lián)形式。
燒結(jié)引風(fēng)機(jī)的耐磨措施：
?。?）鋸齒形中盤不僅可以改善葉輪出口氣流分布和降低GD2，而且可避免煙氣對中盤的沖刷；
（2）葉片上裝有可更換的耐磨襯板（襯板表面堆焊碳化鎢）；
（3）由可更換的錐盤保護(hù)中盤不受磨損；
?。?）機(jī)殼裝有渦形襯板和側(cè)襯板；
?。?）表面涂覆涂覆陶瓷防磨涂料、涂覆樹酯、石英粉加水玻璃等涂料；
（6）表面強(qiáng)化處理表面堆焊、熱噴涂、滲硼、激光表面硬化和高頻淬火等。
目前，國內(nèi)外企業(yè)燒結(jié)引風(fēng)機(jī)氣動(dòng)設(shè)計(jì)計(jì)算的二相流（固體微粒和燒結(jié)煙氣）的研究，試圖從空氣動(dòng)力學(xué)方面來進(jìn)一步解決燒結(jié)引風(fēng)機(jī)的磨損問題。
3、高爐煤氣余壓回收透平發(fā)電裝置（TRT）
高爐煤氣余壓回收透平發(fā)電裝置（TopGasPressureRecoveryTurbine，簡稱TRT裝置），是利用高爐爐頂煤氣壓力能經(jīng)透平膨脹做功，驅(qū)動(dòng)發(fā)電機(jī)發(fā)電的能量回收裝置。TRT裝置既回收了原減壓閥泄放的能量（約占高爐鼓風(fēng)機(jī)所需能量的30%），又凈化了煤氣，并且改善了高爐爐頂壓力的控制品質(zhì)。 隨著高爐向大型化和高壓爐頂方向發(fā)展，國內(nèi)外TRT裝置隨之向干式、軸流型及靜葉可調(diào)方向發(fā)展。國內(nèi)最初從日本引進(jìn)該項(xiàng)技術(shù)，已在鋼鐵企業(yè)得到大力發(fā)展，具有代表性的企業(yè)是陜鼓和成發(fā)。
軸流型透平轉(zhuǎn)子一般為2級或3級，多采用反動(dòng)度為50%的葉型，動(dòng)葉片采用抗腐蝕疲勞強(qiáng)度的SUS630不銹鋼。機(jī)殼用鋼板焊接而成，亦可用高強(qiáng)度鑄鐵制成，一般為徑向進(jìn)氣，軸向排氣（亦可下部徑向排氣）。軸封一般采用氮?dú)饷芊?，近來亦有采用非接觸機(jī)械密封。
國內(nèi)外軸流型TRT裝置，大多數(shù)采用靜葉角度調(diào)節(jié)方式，以擴(kuò)大工況范圍，有利于減少噪聲，提高膨脹透平的可靠性，并且不會(huì)影響高爐壓力的波動(dòng)。
例如，國內(nèi)某廠家生產(chǎn)的TP系列，性能范圍：流量1360～1916m3/h，壓力2.03～2.5kPa（進(jìn)口），1.09～1.153kPa（出口），功率2770kW，轉(zhuǎn)速3000r/min。
下列產(chǎn)品為鋼鐵企業(yè)傳統(tǒng)用風(fēng)機(jī)及透平壓縮機(jī)：
1、燒結(jié)用風(fēng)機(jī)
冶煉用的礦石在冶煉之前對礦石要進(jìn)行燒結(jié)，燒結(jié)要用燒結(jié)機(jī)，而燒結(jié)爐則需用煙氣主抽風(fēng)機(jī)和冷卻通風(fēng)機(jī)。例如某中型鋼廠有兩個(gè)礦石燒結(jié)車間，一個(gè)裝有62.5m2燒結(jié)機(jī)5臺(tái)的車間，共使用風(fēng)機(jī)29臺(tái)，其中用在燒結(jié)機(jī)上有18臺(tái)；另一個(gè)裝有75m2燒結(jié)機(jī)3臺(tái)的車間，共使用風(fēng)機(jī)90臺(tái)，其中用在燒結(jié)機(jī)上有8臺(tái)，其它風(fēng)機(jī)用在通風(fēng)、除塵、降溫及冷卻。
風(fēng)機(jī)行業(yè)生產(chǎn)的抽送燒結(jié)煙氣的離心鼓風(fēng)機(jī)有幾十種型號(hào)規(guī)格，例如某廠家產(chǎn)品性能參數(shù)：抽送燒結(jié)煙氣的離心鼓風(fēng)機(jī)，是為18～24m2燒結(jié)機(jī)配套的設(shè)備。該類鼓風(fēng)機(jī)為單級單吸入雙支撐結(jié)構(gòu)，用電動(dòng)機(jī)直接驅(qū)動(dòng)。鑄鐵機(jī)殼水平剖分為上下兩半，下機(jī)殼安裝左右鑄鐵底座上。轉(zhuǎn)子由碳素鋼主軸、低合金結(jié)構(gòu)鋼焊接葉輪及軸套等組成。軸承為滑動(dòng)軸承。
其離心鼓風(fēng)機(jī)主要性能參數(shù)：流量為1600m3/min，進(jìn)口壓力89.73kPa，升壓8.33kPa，轉(zhuǎn)速1485r/min，功率334kW。 另一型號(hào)離心鼓風(fēng)機(jī)主要性能參數(shù)：流量為6500m3/min，出口壓力101.31kPa，進(jìn)口壓力89.05kPa，轉(zhuǎn)速1475r/min，功率1640kW，適用于75～90m2燒結(jié)機(jī)配套。其結(jié)構(gòu)特點(diǎn)為單級雙吸入雙支承結(jié)構(gòu)，用彈性聯(lián)軸器與電動(dòng)機(jī)直聯(lián)。機(jī)殼水平剖分為上下兩半并軸向剖分為三段，左右段為兩個(gè)進(jìn)氣管向上的結(jié)構(gòu)對稱的進(jìn)氣室，中段為下部有水平出氣管的蝸殼，出氣管口附加有錐形擴(kuò)壓管。
該類型燒結(jié)鼓風(fēng)機(jī)國內(nèi)目前可以做到流量16000m3/min，功率達(dá)5000kW以上。
2、焦?fàn)t煤氣輸送鼓風(fēng)機(jī)
焦炭是冶煉鋼鐵的主要燃料和還原劑，也是高爐中料粒的支撐劑和疏松劑，而煉焦?fàn)t內(nèi)的煤氣須經(jīng)風(fēng)機(jī)抽出后，一部分作為煉焦?fàn)t的燃料，一部分加壓后送往鋼廠作為燃料，另一部分用作生產(chǎn)其它副產(chǎn)品。
焦?fàn)t煤氣輸送的典型代表產(chǎn)品是沈陽鼓風(fēng)機(jī)廠生產(chǎn)的D1250-31型離心鼓風(fēng)機(jī)。其主要結(jié)構(gòu)特點(diǎn)是機(jī)組由電動(dòng)機(jī)、齒輪增速機(jī)、離心鼓風(fēng)機(jī)、潤滑系統(tǒng)和儀控系統(tǒng)組成。機(jī)殼為水平剖分式結(jié)構(gòu)，軸承箱下面有橫縱向定位鍵槽，以保持機(jī)體的良好對中，并能適應(yīng)機(jī)殼熱膨脹；軸承箱與殼體鑄成一體，增強(qiáng)剛度便于拆卸檢修。
轉(zhuǎn)子由主軸、3個(gè)葉輪、隔套、平衡盤和半聯(lián)軸器等組成；葉輪采用高強(qiáng)度合金鋼焊接結(jié)構(gòu)。 軸承分為支撐軸承和止推軸承兩部分，支撐軸承為橢圓瓦滑動(dòng)軸承，止推軸承為米切爾雙面止推滑動(dòng)軸承。 密封設(shè)在級間、葉輪進(jìn)口、平衡盤外圍及軸兩端，均為迷宮式拉別令密封。 其主要性能參數(shù)：進(jìn)口流量為1250m3/min，進(jìn)口壓力98.07kPa，出口壓力313.82kPa，主軸轉(zhuǎn)速4776r/min，功率3670kW。
3、高爐鼓風(fēng)機(jī)
在生鐵冶煉過程中，必須用高爐鼓風(fēng)機(jī)向高爐輸送一定量助燃的空氣（或氧氣）以提高爐內(nèi)溫度。此外，還需要將燃燒空氣送到熱風(fēng)爐里的離心通風(fēng)機(jī)。
氧氣對鋼鐵工業(yè)在于強(qiáng)化冶煉過程。在煉鋼方面用于氧氣頂吹轉(zhuǎn)爐煉鋼，氧氣底吹轉(zhuǎn)爐煉鋼，平爐熔池吹氧煉鋼，電爐氧氣煉鋼等多種。特別是氧氣頂吹轉(zhuǎn)爐煉鋼已成為鋼鐵工業(yè)飛躍發(fā)展的一條主要途徑。煉鋼用氧量非常之大，它是使用空氣分離設(shè)備從空氣中采用深度冷凍法而取得。每套制氧機(jī)中必須使用空氣壓縮機(jī)、氧氣壓縮機(jī)、加熱鼓風(fēng)機(jī)和透平膨脹機(jī)，即一般所稱的“制氧四大機(jī)”。
高爐鼓風(fēng)機(jī)的典型代表產(chǎn)品是陜的鼓軸流壓縮機(jī)A系列（靜葉不可調(diào)）和AV系列（靜葉可調(diào)）。其主要性能參數(shù)：A40～A112，流量范圍65～680（×103Nm3/h），壓比2.9～7.7，轉(zhuǎn)速3410～9549r/min，功率33～690（×102kW）。AV40～AV140，流量范圍70～1050（×103Nm3/h），壓比2.7～7.2，轉(zhuǎn)速2524～8833r/min，功率34～900（×102kW）。
4、轉(zhuǎn)爐二次煙氣除塵風(fēng)機(jī)
轉(zhuǎn)爐二次煙氣除塵系統(tǒng)是指轉(zhuǎn)爐煙氣凈化回收以外的各揚(yáng)塵點(diǎn)的煙氣收集和除塵。其中包括轉(zhuǎn)爐兌鐵、轉(zhuǎn)爐吹煉、吹氬站、鐵水扒渣站及鐵水倒罐站等的煙氣除塵。
煙氣除塵所用的風(fēng)機(jī)主要有4-73型、JY5-44型及5-51型。
4-73型為通用型，從№8～28共12種規(guī)格。其性能范圍：流量16156～680000m3/h，壓力1400～5423Pa，功率18.5～1250kW，轉(zhuǎn)速480～1450r/min。
JY5-44型引風(fēng)機(jī)從№16～31.5共12種規(guī)格，其性能范圍：流量1893～397000m3/h，壓力1922～10931Pa，功率75～1000kW，轉(zhuǎn)速580～1450r/min。
5-51型風(fēng)機(jī)從№8～29.5共20種規(guī)格（包括引風(fēng)機(jī)共40種規(guī)格）。該型風(fēng)機(jī)的主要特點(diǎn)是具有可調(diào)節(jié)進(jìn)風(fēng)口、高強(qiáng)度耐磨葉輪、防漏油軸承箱及關(guān)節(jié)式軸向調(diào)節(jié)門等先進(jìn)的技術(shù)。其性能范圍：流量9900～583000m3/h，壓力1468～10095Pa，功率15～1600kW，轉(zhuǎn)速480～1450r/min。
5、動(dòng)力站用離心壓縮機(jī)
動(dòng)力站用離心壓縮機(jī)目前已采用多臺(tái)套多級離心壓縮機(jī)（單臺(tái)流量110～550Nm3/min，壓比2～17）代替過去雙軸4級等溫壓縮機(jī)流量6000～58000Nm3/min，出口壓力617～666.9kPa，功率650～5100kW，轉(zhuǎn)速7784～18982r/min。
多級離心壓縮機(jī)主要特點(diǎn)是整體組裝式結(jié)構(gòu)，壓縮機(jī)、齒輪箱、中間氣體冷卻器及潤滑油系統(tǒng)用1個(gè)公用底座。進(jìn)口設(shè)置有進(jìn)口調(diào)節(jié)葉片，是優(yōu)化壓縮機(jī)非工況點(diǎn)運(yùn)行性能的的方法。進(jìn)口調(diào)節(jié)葉片根據(jù)現(xiàn)場實(shí)際運(yùn)行情況自動(dòng)調(diào)節(jié)，可以在氣流變化中實(shí)現(xiàn)壓縮機(jī)出口的定壓輸出。
6、化鐵爐用風(fēng)機(jī)
除鋼鐵冶煉工藝過程中需用風(fēng)機(jī)外，一般機(jī)械鑄造工廠常用的化鐵爐（如沖天爐、油爐及煤粉爐等），都需用鼓風(fēng)機(jī)（高壓通風(fēng)機(jī)或鼓風(fēng)機(jī)）壓送足夠的空氣加以助燃。
其典型代表產(chǎn)品是H10-13及HTD系列化鐵爐風(fēng)機(jī)。
H10-13是高壓離心通風(fēng)機(jī)，是為卡腰沖天爐所需性能而設(shè)計(jì)的，適用于化鐵率5t/h以下的卡腰沖天爐鼓風(fēng)。共有№6、№6.3、№6.9及№7.5共4種規(guī)格，其性能范圍：流量1690～6980m3/h，壓力8973～15103Pa，功率15～37kW，轉(zhuǎn)速2940r/min。
HTD系列離心鼓風(fēng)機(jī)可配用0.5、1、2、3、5、7、10及15t/h常見的各種爐型的化鐵爐。其性能范圍：流量12～300m3/h，壓力6860～27450Pa，功率5.5～185kW，轉(zhuǎn)速2900～5750r/min。
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