高炉鼓风机知识

1、第一章第一章 高炉鼓风机定义及其分类高炉鼓风机定义及其分类 一、高炉鼓风机的定义 高炉鼓风机定义：它是能将一部分大气汇集起来，并通过加压提高空气压 力形成具有一定压力和流量的高炉鼓风，再根据高炉炉况的需要进行风压、 风量调节后将其输送至高炉的一种动力机械。从能量的观点来看，高炉鼓 风机是把原动机的能量转变为气体能量的一种机械。 鼓风机的作用：向高炉送风，以保证高炉中燃烧的焦炭和喷吹的燃料所需 的氧气。另外，还要有一定的风压克服送风系统和料柱的阻损，并使高炉 保持一定的炉顶压力。 高炉鼓风设备是为冶炼高炉提供足够的含氧空气，它是高炉生产的重要组 成部分。由于高炉冶炼的连续性，要求鼓风机均匀地供给

2、一定量的空气， 另外还应有一定的风压，以克服送风系统和料柱阻力，并使高炉保持一定 的炉顶压力，在整个冶炼过程中，由于原料、燃料、操作等条件的变化， 引起炉况经常改变，也相应地要求供风参数也要变化，所以要求高炉风机 具有一定的稳定调节范围和可靠的安全控制系统。 二、高炉鼓风机的分类 压缩机按排气压力分类 通风机：P0.0142 Mpa（表压） 鼓风机：P0.01420.245 Mpa（表压） 压缩机：P0.245 Mpa（表压） 按原理分 1 容积式（间断流式）鼓风机，其主要分为往复式鼓风机和回转式鼓 风机。 2 速度式（连续流式）鼓风机，其主要分为喷射式和透平式，透平式 鼓风机按流体在叶轮中流

3、动的情况分为三种，即离心式（径流式）、轴 流式和混流式。 现代轴流式鼓风机按其静叶又可分为静叶可调式和静叶固定式；静叶可 调式又包括全静叶可调式和部分静叶可调式两种。现代离心式鼓风机又 分为带中间冷却器和不带中冷器两种。 透平式鼓风机按其调节方式可以分为转速调节和静叶调节两大类。 目前我厂的高炉鼓风机风压均大于0.245Mpa（除2#高炉），严格而言 应属压缩机范畴，其大都属于轴流和离心两类。 第二章第二章 高炉鼓风机工作原理高炉鼓风机工作原理 一、鼓风机的工作原理 离心式鼓风机工作原理 鼓风机在原动机带动下高速旋转，它利用旋转时产生的离心力，使流 体获得能量，使流体通过叶轮后的压能和动能都能

4、得到升高，从而能够 将流体输送到高处或远处。 轴流式鼓风机工作原理 风机在原动机带动下，利用旋转叶片的挤压，推进力使流体获得能量， 升高其压能和动能。气体从进风口轴向进入叶轮，由于叶轮的旋转，叶 片对气体作功，使气体能量升高，然后流入导叶。导叶的作用一方面将 偏转的气流变为轴向的流动方向；另一方面将气流的动能变为压力能。 此后，气体流过扩散筒及整流体，随着过流断面扩大，进一步将动能转 换为压力能。轴流泵的流动情况也与此类似。由此可见，在轴流式风机 中流体都是沿轴向流动的，它们没有沿叶轮半径方向的流动。 全静叶可调式轴流式鼓风机工作原理 目前大型高炉鼓风机采用的是进口全静叶可调。如：1， 5机。

5、 利用调节进口静叶角度开关大小来改变风机的性能参数， 当进口角度开度小时，轴流式鼓风机性能参数随角度的关小 而变小，反之变大。因为鼓风机的原动机（电动机）是定转 速运行，故只有改变进口条件，才能满足用户要求经济运行。 全静叶可调的调节原理：静叶可调有较大的风量变化范围， 可达到设计流量的 72135。当开大角度时，流量大幅度 增加，压比上升，效率提高，开始喘振的流量增大，稳定范 围扩大，最大轴功率正向大流量区方向移动；当关小角度时， 流量大幅度降低，压比下降，效率降低，开始喘振的流量减 小，但小流量区稳定范围扩大，最大轴功率向小流量区移动。 第三章第三章 高炉鼓风机构造特性及主要部件高炉鼓风机

6、构造特性及主要部件 31电动鼓风机的构造、特性及主要部件 电动机的主要部件 转子，定子，外壳，空冷器 鼓风机构造、特性及主要部件 1离心式鼓风机 主要由静止部分和转动部分组成。静止部分由机壳，进风管，轴承， 密封装置，扩叶器，回流器和出风管组成。转动部分由转子和装在转 子主轴上的叶轮，推力盘，平衡轮等组成。 其中各部件的作用与轴流鼓风机相同，但离心式鼓风机的级的结构不 同，它是由离心型叶轮与静止元件（如无叶及有叶扩压器、回流器） 组成，中间级静止元件的作用与轴流式鼓风机的中间导流器相同，但 气体是在离心力的作用下吸入和输出的。 离心鼓风机具有单级压缩比大、整机、级数少、特性曲线平坦，在不同工况

7、 下有较稳定的效率，灰尘对叶片的污染及磨损较小等优点。 缺点：效率低体积大耗用金属多，经济性差，多级离心鼓风机随着级数的增 加稳定操作范围越来越小，效率也越低。 2轴流式鼓风机 主要由静止和转动二部分组成。静止部分包括机壳，进风管，进气导流器， 导流器，整流器，轴承，密封装置，扩压器，收敛器，和出气管组成，转子 由主轴或转鼓和安装在主轴或转鼓上的工作轮或叶片及推力盘，平衡轮等组 成。 各部件的作用： 1、导流器固定在机壳（气缸）上并与机壳一起构成定子，轴流鼓风机的转子 支承在主轴承上，轴承承受整个转子的径向载荷又承受鼓风机工作时产生的 轴向推力。 2、进气管的作用是使从周围大气中来的或输气管中

8、出来的气体均匀地进入环 形收敛器，收敛器的作用是使进入进气导流器之前的气体加速并具有较均匀 的速度场和压力场。 3、进气导流器在第一级前建立所需要的速度场（速度的大小和方向）。整流 器的作用是使气流在扩压器进口具有轴向速度和提高气体的压力，在扩压器 中由于气体动能的减少而使气体继续增加压力，出气管的作用是将由扩压器 送来的压缩空气向管网输送。 工作轮和它后面（按气流方向）的导流器组合成为轴流鼓 风机的级，工作轮中气体是靠气流和转动叶片的相互作用 而压缩的，级中导流器（中间导流器）的作用是使进入下 一级的气流具有必要的速度大小和方向，同时气体中部分 动能转换为压力能。 轴流鼓风机具有效率高，同样

9、压缩比的情况下比离心鼓风 机高10左右设备结构紧凑，重量轻占地面积小，构造简 单，运行检修方便等优点。 缺点：特性曲线较陡，稳定工况区较窄虽然构造简单但具 有大量形状复杂的不同形式的叶片制造要求精度高，另外 对空气灰尘的污染敏感，如果滤风设施不好会使风机效率 下降或磨损叶片甚至磨损叶片造成事故。 第四章第四章 高炉鼓风机的性能高炉鼓风机的性能 41鼓风机的特点 离心式鼓风机的特点 离心式鼓风机单级压缩比大，整机级数少，但多级 离心式鼓风机则随着级数的增加稳定操作范围起来越 小，效率越来越低。 离心式鼓风机的特性曲线平坦，适用于定风压操作， 在串联操作中有很好的效果。 离心式鼓风机在不同的工况下

10、有比较稳定的效率。 由于多级离心式鼓风机的效率低，体积大，因此耗 用金属多、经济性差。 灰尘对叶片的污染和磨损对离心式鼓风机性能的影 响，比轴流式鼓风机小。 二、轴流式鼓风机的特点 多级轴流式鼓风机效率高，在同样的压缩比下设计工况 轴流式鼓风机的效率比离心式鼓风机高10左右。 轴流式鼓风机的特性曲线陡，适用于定风量操作，但稳 定工况区较窄，在一定转速下，调节范围小。 轴流式鼓风机的结构紧凑，重量轻，占地面积小。 轴流式鼓风机的结构简单，运行维护方便，但具有大量 形状复杂的不同形式叶片，其制造精度要求较高。 轴流式鼓风机的叶片对空气的含尘敏感，如滤风设施不 当，灰尘将使叶片磨损和积灰，则大大地降

11、低鼓风机的出 力和效率，甚至磨断叶片造成破坏。 42鼓风机调节特点 一、鼓风机变转速调节的特点 鼓风机变转速调节，其流量Q与转速n的一次方成正比，能量h与转速的二 次方成正比。所以，性能调节范围大。当转速由100降到70时，喘振界 限向右移30，压升几乎减少12，功率约减少23。 鼓风机变转速调节由于调节范围大，而且转速改变时并不引起其它调节方 法所带来的附加损失，仅是变转速后的工况不一定是最高效率点，效率会略 有变化。 变转速调节适用于汽轮机。 二、鼓风机放风调节的特点 鼓风机放风调节是调节鼓风机出风管路上的放风门开度来改变管网特性，以 适应高炉对流量或压力的特定要求。 这种调节改变管网压力

12、的方法，原则上可以实现位于鼓风机特性曲线、喘 振线的下方任何工况。 鼓风机放风调节是靠人为改变管网阻力改变管网特性，压降消耗于闸阀的 损失上，故这种调节方法经济性差，对于鼓风机和性能曲线陡的场合经济性 则更差。 放风调节方法简单。 三、轴流式鼓风机静叶可调的调节特点 静叶可调又分为全部静叶可调和部分静叶可调两种。全部静叶可调的 鼓风机有较大的风量变化范围，可达到设计流量的72135，鼓风 机调节静叶时其性能参数随静叶角度的开大和关小而变化。 当静叶角度开大时 1流量大幅度增加，压比上升。 2效率提高。 3开始喘振的流量增大，稳定范围扩大。 4最大轴功率点向大流量区方向移动。 当静叶角度关小时

13、1流量大幅度降低，压比下降。 2效率降低，当静叶角度关小致某一程度时，效率急剧低落。 3开始喘振的流量减少，但小流量区域的稳定范围扩大。 4最大轴功率向小流量区方向移动。 43防喘逆流保护的作用 一、防喘保护的作用 鼓风机正常运行中，由于机组本身或外部原因可造成风压 升高，风量下降，为防止风机的运行点进入不稳定工况区 发生喘振，特设定了防喘振保护器，当风压、风量达到放 风线后，防喘保护器动作，适当开启放风门，保持风压、 风量在放风线的右下方运行。 二、喘振、逆流保护的作用 鼓风机的喘振、逆流是鼓风机最危险的事故之一，如果不 及时的消除，就会造成机组的损坏。喘振、逆流保护的作 用就是当鼓风机发生

14、喘振逆流时（逆流时是指逆止阀失灵 产生逆流，此时逆流保护动作，发出信号将放风阀打开）， 保护器立即动作，迅速开启放风门，降低风压，以防止再 次喘振。 44动力油控制系统 一、 工作原理 动力油站是轴流压缩机动力油系统中的动力油源部分，它为轴流压缩机的静 叶角度调节机构和防喘振阀提供动力油，即为伺服马达（伺服油缸）和电液 伺服阀提供动力油。 实际控制原理正常操作时通过计算机键盘，键入角度或风门的给定值，经过 PLC模块发出电压信号，静叶或放风阀的伺服阀将电压信号转换成液压信号， 操动油动机以改变静叶或放风阀的开度。在事故状态下，事故点向PLC发生 信号，由PLC模块同时向静叶及放风阀的电磁阀发出

15、事故信号，使电磁阀失 电造成快速减油，打破力的平衡，使静叶全关，放风阀全开。 动力油站主要由油箱、变量油泵、滤油器、冷油器、加热器、蓄能器、阀门、 连接管以及就地的检测仪表所组成，能按系统要求的油流量大小而改变供油 流量，并就保持供油压力的稳定。当发生停电或其它故障使油泵不能供油时， 能发出要求压缩机紧急停机的信号，并能通过蓄能器向伺服马达提供足够的 压力油，使压缩机能安全的停止工作。 变量油泵、滤油器、蓄能器均为两台并联安装互为备用，并能不停机切换检 修与维护。 就地仪表集中安装在油站本身的就地仪表上，对动力油的压力和温度进行检 测与指示。当动力油的压力、温度、油箱内的油位、滤油器的差压超过

16、允许 的值时，能发出相应的信号。 二、主要元件的作用 1 油箱 油箱及其本体上的附件全部用不锈钢材料制造。 回油口处装有泡沫分离板，系统回油先经过分离板，使油内所带气体 初步分离后再与油箱内的油接触。 油箱内装有折流板，用以延长油的流程，减少死角。 吸油口装有粗滤网，用以减缓吸油涡流对油的搅动，有利于杂质和气 体的分离。 油箱底部有一定的坡度，排污口在最低处。 油箱顶部设有一个加油口，上装空气滤清器防止来自空气的污染。 2 油泵 两台压力补偿变量轴向柱塞泵分别由电机驱动，油站运行期间，一台 工作、一台备用，泵内设有自动恒压装置，能使泵在排出流量变化时， 保持排油压力为恒定值。 务用泵受压力继电

17、器控制，当系统压力降低时能自动启动。 3滤油器 两台纸质滤油器油站运行期间一台工作、一台备用。其滤芯为液压滤纸，是 一种深度型过滤元件，不但对球状杂质颗粒有良好的过滤效果，对长形的杂 质颗粒也具有良好的过滤效果。 滤油器自带压差发讯装置、能在滤芯污染不能继续工作时发出信号、以便及 时切换清理。 4蓄能器 两台皮囊式蓄能器油站正常运行时一台工作、一台备用。这是一种隔离型蓄 能器，外部为钢制外壳，内部装有一个橡胶皮囊，皮囊内部充有一定压力的 氮气，皮囊外部与钢外壳内的腔内充油，油与气不直接接触，当系统压力降 低时，皮囊内气体膨胀，将蓄能器内的油送入系统。 其特点是动作速度快，安全可靠。 其单台容量

18、能满足伺服马达两个全行程的需要。 每个蓄能器配有一个溢流截止阀组，此阀由溢流、截止、放油三个阀组成。 溢流阀的作用是保护蓄能器不超压，截止阀的作用是切断蓄能器与主油路， 放油阀的作用是在蓄能器与主油路切断后能将蓄能器内的油排至油箱。 5冷油器 列管式泠油器，双流程，冷却水走冷却管内，油走冷却管外，冷却管材料为 黄铜，外壳材料为碳钢。 45主要装置作用 一、鼓风机出口逆止阀的作用 鼓风机送风管直径大，管线长，相当于一个大的储气容器， 当鼓风机紧急停机而失去升压能力时风管中被压缩的空气 会迅速从鼓风机排出侧向吸入侧倒流，从而引起鼓风机二 次性的灾害事故，设计中为了保护鼓风机的安全，在鼓风 机的送风

19、管上必须设有逆止阀，逆止阀应装在放风管接点 之后，应尽量靠近鼓风机出口。 二、盘车装置的作用 停机后盘车的目的是防止上下汽缸的温差引起大轴弯曲， 有了盘车装置，可以不受停机时间限制，随时可以启动， 否则在停机后412小时大轴弯曲度最大时不允许启动。 主机启动时盘车是为了调直转子，可以提前使瓦过油，冲 动转子时减少惯性力。 46润滑油的理化性能指标 颜色 润滑油的颜色与基础油的特制深度及所加的添加有关。在使用或贮存过程则 与油品的氧化变质程度有关。如呈乳白色，则有水或气泡存在，颜色变深， 则氧化变质或污染。 粘度 沾度是润滑油最重要和最基本的性能指标。大多数润滑油都按运动粘度来划 分牌号。润滑油

20、的粘度越大，所形成的油膜越厚，有利于承受的负荷，但其 流动性差，这也增加了机械运动的阻力，或者不能及时流到需要润滑的部位， 以致失去润滑的作用。 粘温特性 温度变化时，润滑油的粘度也随之变化，温度升高则粘度降低，反之亦然， 润滑油粘度随温度变化的特性称为润滑油的粘温特性，它是润滑油的重要指 标之一。 凝点和倾点 凝点是指在规定的冷却条件下油品停止流动的最高温度，一般润滑油的使用 温度应比凝点高57。 倾点是油品在规定的条件下冷却到能继续流动的最低温度，也是油品流动的 极限温度，故能更好地反映油品的低温流动性，实际使用性比凝点好，润滑 油的最低使用温度应高于油品倾点3以上。 闪点 闪点是表示油品

21、蒸发性的一项指标。油品蒸发性越大，其闪点越低。同时闪 点又是表示石油产品着火危险性的指标，在选用润滑油时，应根据使用温度 和润滑油的工作条件确定，一般认为，闪点比使用温度高2030，即可安 全使用。 酸值 酸值指中和1克油样中全部酸性物质所需要的氢氧化钾的毫克数，单位是 mgkoh/g，对于新油，酸值表示油品精制的深度添加剂的加入量，对于旧油， 酸值表示氧化变质的程度。 水溶性酸碱 这主要用于鉴别油品在精制过程中是否将无机酸碱水洗干净，在贮存使用过 程中，有无受无机酸碱的污染或因包装，保管不当而使油品氧化分解，产生 有机酸类，致使油品产生水溶性酸碱。一般的讲，油品中不允许有水溶性酸 碱，否则与

22、水、汽接触的油品容易腐蚀机械设备。 机械杂质 机械杂质是润滑油中不溶于溶剂的沉淀物或胶状悬浮物的含量。它们大部分 是沙石和铁屑之类，或由添加剂带来的一些难溶于溶剂的有机金属盐。机械 杂质将加速机械设备的 正常磨损，严重时将阻塞油路，油嘴和过滤器。破坏 正常润滑。此外金属在一定的温度下对油起催化作用，会加速油品氧化变质。 水分 水分指润滑油中含水量的重量百分数。润滑油中的水分，一般以三种 状态存在：游离水，乳化水，溶解水；润滑油中水分的存在会破坏润 滑油膜，使润滑效果变差，加速有机酸对金属的腐蚀作用，还会使添 加剂发生水解反应而失效，从而产生沉淀，堵塞油路，妨碍润滑油的 循环和供应；此外，在使用

23、温度接近凝点时，会使润滑油流动性变差， 粘度性能变环。当使用温度高时，水汽化，这不但破坏油膜而且产生 气阻，影响润滑油的循环。 灰分 灰分是指在规定的条件下，灼烧后剩下的不燃烧物质。以重量百分数 表示，灰分一般是一些金属元素及其盐类。对基础油或不加添加剂的 油品来说，灰分可用来判断油品的精制浓度。对于加有金属盐类添加 剂的油品（新油）；灰分就成为定量控制添加剂加入量的参照，此时 的灰分不是越少越好，而是不得低于某个指标。 作为润滑油，必须具有两种特性，一种是应有良好的粘附性，其二润 滑油本身分子间应具备一定的凝聚力。 47润滑油对轴承的作用 一个固体在另一个固体表面滑动时，例如轴颈和 轴承间的

24、滑动，如果二者之间没有润滑油的存在， 这样的磨擦叫做干磨擦，如果二个滑动面之间始 终存在着一层润滑油膜，这样的磨擦就叫做液体 磨擦，液体磨擦和干磨擦比较起来有很多优点： 消耗的能量小；金属表面磨擦的程度大大减轻， 在磨擦表面间能随较重的负荷，润滑油还可以带 走轴承工作时产生的热量。 48鼓风机的特性曲线 什么是鼓风机的特性曲线 在一定吸气条件下（如吸气的压力和温度及相对湿度等），鼓风机的 出风压力或压缩比，多变效率（或绝热效率）及内功率随容积流量 （或工质流量）与转速的变化而变化的关系曲线，称为鼓风机的特性 曲线。一般在设计中使用的鼓风机特性曲线，分无因次特性曲线和有 因次特性曲线两种。这些曲

25、线一般是通过试验取得的。 常用的有因次特性曲线是实际的特性曲线。在这种特性曲线中的出口 风压压缩比为纵座标，流量为横座标，使用时可以很方便的从图上读 出实际的出口风压或压缩比，风量的数值，但是当吸气条件变化时必 须进行换算才能求得其相应的工况参数。 无因次特性曲线就是通用特性曲线，在这种特性曲线中，横座标为折 算流量，纵座标为压缩比，转速用相对折合转速。在通用特性曲线中， 不能直接读出实际流量和转速等数值，在具体使用时必须根据实际的 吸气条件，通过折算流量和相对折合转速进行折算，才能得到实际的 流量和转速。 转速变化时对鼓风机特性曲线的影响 鼓风机风量与转速成正比 Q2/Q1=N2/N1 鼓风

26、机的压力和转速的平方成正比 P2/P1=N22/N12 鼓机的功率和转速的立方成正比 N2/N1=n23/n13 因此，当转速增大时，鼓风机的出口压力将显著增大，特 性曲线向右上角移动，由于随着转速增加气流相对速度随 之增大，结果使动叶栅在此工况下，气流损失急剧增加， 因此，特性曲线越来越陡，达到阻塞工况时流量就不再增 加，此时特性曲线就为垂直的了。 管网中的特性曲线 管网是由鼓风机联合运行的设备、装置、阀和管道等构成。 管网中气体的压力降取决于它的流动阻力。流动阻力的大 小与流速的平方成正比例，故管道中的压力降为： P=AQ2 A与管道阻力系数有关的常数 出口管道的闸阀变一个开度，即改变了管

27、网中的阻力系数 A，管网的特性曲线就发生变化， 当鼓风机的闸阀开度变 大时，管道中的阻力系数A减小，管网特性曲线右移；当 闸阀开度变小时，管道中的阻力系数A增大，管网特性曲 线左移。 49轴向位移的工作原理 鼓风机运行时，如果由于某种原因造成轴向推力 过大时，将会引起推力轴承的乌金熔化，转子会 产生不允许的轴向位移，致使鼓风机的动静部分 发生磨擦，导致严重的设备事故。因此鼓风机都 装有轴向位移的测量，报警和自动保护装置，有 机械式、液压式、电气式等，不论哪一种形式的 轴向位移装置，都应保护鼓风机的安全，在运行 中有仪表随时能看轴向位移的指示情况，当出现 不正常的位移时，能及时通过报警系统立即报

28、警， 如果超过或达到预先调整好的最大位移时，紧急 停机，保护鼓风机的安全。 410鼓风机的影响因素 一、影响鼓风机效率的各种因素 吸入条件的改变，大气温度过高，吸风压差过大，内部泄 漏和外部泄漏，叶片磨损严重；影响风机效率最主要原因 是流动损失，流动损失包括磨擦，吸入室，叶轮通道，导 叶，外壳局部及冲击损失。 二、吸气条件的变化对鼓风机性能的影响 大气温度变化对鼓风机特性曲线的影响 当大气温度下降时，气体的密度增大，由于气体密度与压 力成正比，因此鼓风机的出口压力流量和功率都将增大， 在P-Q特性曲线向右上角移动，反之当温度增高时，特性 曲线向左下角移动，所以，冬天和夏天试验得到的压力、 流量

29、、转速关系曲线在P-Q特性曲线上的位置是不同的。 吸气压力变化对鼓风机特性曲线的影响 一般来说,大气压力变化不大,影响也小，但是，如 果采用鼓风机进口节流的办法改变吸入压力时， 吸入压力变化较大，此时鼓风机的流量出口压力 和功率都与吸入压力成正比。 转速变化对鼓风机特性曲线的影响 鼓风机风量与转速成正比 Q1Q2 N1N2 鼓风机的风压和转速的平方成正比 P1P2 N22N12 鼓风机的功率和转速的立方成正比 N2N1 N23N13 411鼓风机所涉及的流体力学知识 流体的概念 1 定义： 流体是气体和液体的统称。固体与流体比较起来分子之间的距离要近得多， 分子间的吸引力也大得多。因而固体能够

30、抵抗外力而保持本身一定的形状。 流体由于分子之间的吸引力小，而没有固定的形状。流体在任何微小的切向 力的作用下都要产生连续不断的变形。这种无限制的变形就是流动。流体不 能抵抗剪切变形，而只能抵抗变形速度，即对变形速度呈现一定的阻力。流 体具有的极易变形的这个特性叫做流动性。因为气体和液体都具有流动性， 故都称为流体。 2 密度： 按照牛顿定律，流体总是力图保持它的运动状态不变，这个性质就是所谓惯 性。当流体受外力作用而改变其运动状态时，流体必然产生反抗改变的惯性 力。惯性的大小是用质量来度量的，质量越大，惯性就越大。为了便于比较 不同流体惯性的大小，通常用密度来表明流体质量的密集程度。 流体单

31、位体积内所具有的质量称为密度，用希腊字母表示，即： m/V 式中：流体的密度，kg/m3； m流体的质量，kg； V流体的 体积，m3； 3重度： 根据万有引力定律，任何物体之间都有吸引力。地球对物体的吸引力 叫做重力，又称重量。为了比较不同流体重量的大小，一般用重度来 表示。 流体单位体积的重量称为重度，用希腊字母y表示，即： yG/V 式中：y流体的重度，Nm3； G流体的重量，N； V 流体的体积，m3； 流体的密度与重度的关系，可由下式导出： G=mg 上式两边同除以流体的体积V则得： yg 式中 g重力加速度，g9.807m/s2。 当流体是由若干种彼此不起化学作用，而且能够均匀混合

32、的流体组成 时，此混合流体的重度，可按混合的百分比计算。 Y0.01(Y1a1Y2a2Y3a3.Ynan) 式中 Y1、Y2、Y3.Yn混合流体各成分的重度，Nm3；a1、 a2、a3.an流合流体各成分的百分数，。 4例题： 在一个标准大气压下，0的空气的密度为1.293。4纯净水重度为 9807 Nm3；试分别求空气及水的重度与密度为若干？ 空气的重度：yg1.293*9.807=12.68 Nm3 水的密度： y /g9807/9.807=1000 kg/m3。 气体的压缩与膨胀性 温度与压力的改变，对气体的体积影响很大。由完全气体的状态方程 式可知，当温度不变时，气体体积与压力成反比。

33、压力增加一倍，体 积减少为原来的一半。当压力不变时，温度每升高1，体积就比0 时膨胀1273。因为压力及温度变化时气体的体积要发生较大的变化， 气体的密度和重度都不能视为常数，所以气体称为可压缩流体。 气体虽然是可以压缩与膨胀的，但是压力与温度变化很小时，气体的 密度与重度仍然可以看作常数。这种气体仍旧属于不可压缩流体。常 温下流速不高（小于50m/s）或压力变化不大（小于9807pa）的气体， 都可以视为不可压缩流体。一切适用于不可压缩流体的规律都可心应 用在这种气体上。 气体的状态参数和状态方程式 气体的状态是通过温度、压力、比容、焓、熵等数量来表示的，这些表明气 体状态特征的物理量，称为

34、状态参数。 当对气体施加压力时，它的体积就缩小，温度上升，当减轻气体的压力时， 则体积膨胀，温度下降，也就是说气体的压力、体积、温度的变化不是任意 的，而是有一定规律，对于理想气体来说表明压力体积，温度三者变化规律 的方程式就叫状态方程式，这个方程式就是： PV=RT 式中：P、V、T气体的基本状态参数，P表示压力，单位是公斤米2。 V是比容，单位是米3公斤 T是绝对温度，单位是K R气体常数单位是公斤米公斤。对于空气R29.27 对于二 氧化碳R19.2。 在气体的状态方程式中，气体常数是已知的PVT三个基本状态参数是未知的， 但只要知道这三个基本状态参数中的任意两个，第三个基本状态参数就可

35、以 从状态方程式中求出来，比如知道气体的压力和温度，那么就可以求出比容， 知道比容和温度就可以求出压力，所以表示气体的状态只要有两个基本状态 参数就可以了。 压缩机与管网联合运行 压缩机与管网的关系是气体的供求关系，在这对供求关系中，压缩机不仅为管网提供 需要的气体流量，而且还为管网提供输送气体的压力能，不同的管网需要不同的能量， 具有不同的特性。 气体的流量、压力的计算 1 风管道中气体的流量 Q=CA 其中：Q流量 C气体平均流速 A流截面面积 2风机的压力P1-P2 其中：P1出口压力 P2进口压力 3 管网中的压损、压力 P=PR+AQ2 式中：P管网所需能量头，Mpa（以压力表示）；

36、 PR管网系统压力容器的内压，Mpa； A管网阻力系数； Q2管网内气体之体积流量，m3/min。 AQ2管网中的压损 高炉鼓风机在运行中所发生的故障是多种多样的，相应的处理方法也是千变万化的， 案例一：主风机叶片损坏故障 一、经过： 1998年7月8日6#风机给四炉送风。13:20发现2#放风门漏油严重。经公司与厂领导决定，停机处理。 16:03停机，17:15处理完毕。17:19启动主机，17:21并网，17:27开送风门17:30发现电动放风门 在7%处有卡涩现象。 7月11日3:00因动力油压低，主机掉闸停机。故障时，检查发现备用泵未联动，于3:50启动主机， 升转至207prm时，因

37、励磁柜故障，主机掉闸。其后启动主机13次，皆因励磁柜故障而未成功。经 组织抢修后，于23:00启动主机，23:04并网，23:4023:53与4#机合车解列，给四炉送风。 7月12日20:43风机轴振明显增大，由22um升至56um，继续维持运行。 7月13日15:51听到主机内发出一声异响，同时轴振动相应增大，4#轴由64um升至85um，3#轴由 74um升至84um，风量风压无变化。16:18轴振报警，最大达到93um，立即与四炉联系减负荷当静 叶角度由66度降至55度时，风量由5850M3/min降至4850M3/min；主电机电流由1370A降至1050A； 3#轴振动由90um降至

38、82um，4#轴由96um降至87um。18:15关四炉风门进行变负荷试验。19:14 发现2#放风门不动，经查发现连杆断裂。21:15停机处理2#放风门并检查电动放风门的卡涩问题， 经检查发现电动放风门的入口消音器上有两块金属块。23:55启动主机，23:59并网。 7月14日0:37开四炉风门，并安排进行特护。9:59风机内部第二次发生异响，风机两侧轴振均发生 了很大波动。22:40风机内部第三次发出剧烈响声，风压和风量急剧下降，风机发生喘振，立即开 放风门，手动紧急停机。经检查发现风机逆止阀配重螺栓被撞断。 7月15日处理完逆止阀后，于2:51启动主机，2:54并网，经检查发现电机与增速

39、器之间的联轴器脱 开，经抢修处理后，于6:42启动主机，6:47并网，经实验6#风机出力已大大下降。8:15因风机轴 振超过停机值而自动停机。 经总公司和有关部厅领导研究决定，对6#风机立即组织抢修，其中以更换动、静叶片为主线。 8月15日5:436#风机抢修完毕，恢复送风。 二、分析 一般情况下，主风机叶片断裂可能出现的现象有：异音， 振动增大，出力下降，喘振等。 7月12日轴振增大的原因是动叶片断裂。7月13日内部异 响为动叶片断裂造成的。13日在电动放风门入口消音器上 发现的金属块是动叶片的碎片。7月14日主机内部多次异 响均是由于动叶片断裂所致。同日经检验两块金属均为动 叶片材料2Cr

40、13。逆止阀螺栓断裂是由于风机喘振冲击造 成的。联轴器脱开也是由于风机喘振冲击造成的。经检查 发现6#风机转子上第五级动叶片有五片于根部断裂，经冶 金部钢铁研究总院和西安交通大学分析，一致认为动叶断 裂原因为加工质量问题。 案例二：动力油压低故障 一、经过 1999年4月25日14：37分，6#风机在运行中动力油压低报警，1动力泵联 动，司机对1、2泵及仪表进行了检查，未发现异常，14：38分手动停1 泵，14：40分动力油压低报警，同时1泵又联动，14：41分因动力油压低 主机掉闸，检查1动力泵空气开关掉闸，开启1、2动力泵后，发现2动 力泵声音不正常，15：05分主机启动，08分并网，静叶

41、调整不动作，经请示 手动停机，经更换静叶伺服阀及更换1泵空气开关，对2泵检查试泵，不 上油，18：35分开启1动力泵，试验静叶及放风门正常，18：38分联系开 机，18：40分启动，18：43分并网送风。 二、分析 1、动力油压低故障的一般原因： 计控系统故障（特别是压力开关），一般表现为实际压力不低且具有突然性。 动力泵损坏，一般表现为振动和异音。 电气系统故障（特别是空气开关和电磁阀电缆损坏），一般表现突然。 油系统漏油（特别是管路损坏），一般表现为油位有明显变化。 滤油器差压增大，可以通过检查差压来确认。 2、实际原因分析： 1）由于2动力泵损坏造成机组动力油压降低，是主机掉闸的原因之一

42、； 2）1泵联动后，值班工侯桂兰检查动力油系统没有发现2动力泵的缺陷， 就将1动力泵手动停止，是主机掉闸的主要原因。 案例三：液压防喘阀故障 一、经过 1999年9月16日4#风机给一炉送风，18:28 2#液压放风门自动全开，主机未 停，但无法恢复，检查怀疑是电磁阀故障，因需停机更换，于21:50手动停机 更换电磁阀后，于22:46启动主机，22:51并网，22:56开一炉送风门。 17日0:352#液压放风门自动全开，主机未停，但无法恢复经检查，怀疑2#放 风门控制板有问题，组织计控室更换。更换控制板后，仍关不上2#放风门， 于3:51被迫手动停机。研究决定更换电磁阀后，于4:30启动主机

43、，4:35并网， 4:41开一炉送风门。9:142#液压放风门自动全开，主机未停，但无法恢复。 经检查，仍怀疑是电磁阀线路有问题，于10:30手动停机。经检查，更换电磁 阀接线插头并摇测电缆。12:23启动主机，12:28并网，12:45开一炉送风门。 20:392#液压放风门自动全开，主机未停，但无法恢复。经检查，怀疑是伺 服阀问题，于23:43手动停机。组织计控室更换伺服阀。 二、分析 1、 液压防喘阀故障的一般原因： 动力油系统机械故障，一般表现为动力油压的变化； 动力油清洁度下降，造成伺服阀堵塞，可通过检验来确认； 液压件故障，一般表现为电磁阀和伺服阀故障； 计控系统故障，一般表现为控

44、制线、反馈或控制板故障。 2、 实际原因分析 16-17日2#放风阀自动打开，均不能恢复，且动力油压未变化，则可排除电磁 阀故障的可能性，说明是控制指令不能执行，经查控制线无问题，则可以确 认是伺服阀故障。 案例四：润滑油压下降故障 一、经过 1997年9月14日4#风机给四炉送风。13:55检查发现润滑油压下降， 声音异常。13:57因油压低，备用油泵自起，维持运行。 9月25日更换主油泵传动齿轮后恢复正常运行。 二、分析 1、 润滑油压下降的可能原因： 主油泵故障，一般表现为振动和噪声； 滤油器差压增大，可以通过检查差压来确认； 计控系统故障（特别是压力开关），一般表现为实际压力不低且具有

45、 突然性。 油系统漏油（特别是管路损坏），一般表现为油位有明显变化。 对于电动泵还可能存在电气系统故障，特别是空气开关损坏。 2、 实际原因分析 主油泵传动齿轮破坏。 案例五：静叶波动故障 一、经过 1994年11月4日4#风机给四炉送风。3：25风机静叶角度在54-59度之 间波动。5日11：07静叶角度在57-64度之间波动。经请示主机停机， 组织计控室更换伺服阀和电磁阀。更换后，于14:30启动主机， 14:35并网，14:41开四炉送风门。19:14静叶角度在55-57度之间波 动。 12月20日检查发现静叶控制屏蔽线有问题，于11:30手动停机。经更 换后，于13:23启动主机，13

46、:28并网，13:45开四炉送风门。 二、分析 1、静叶波动故障的一般原因： 动力油系统机械故障，一般表现为动力油压的变化； 动力油清洁度下降，造成伺服阀堵塞，可通过检验来确认； 液压件故障，一般表现为电磁阀和伺服阀故障； 计控系统故障，一般表现为控制线、反馈或控制板故障。 2、实际原因分析 4-5日经检查动力油清洁度和伺服阀、电磁阀均无问题，且动力油压 未变化，则可排除机械硬件故障的可能性，说明是控制系统故障，经 查反馈和控制板无问题，则可以确认是控制线故障。 案例六：联轴器故障 一、经过 1998年11月19日6#风机给四炉送风，23:53因动力油压低故障，主机 掉闸停机。11月20日0:

47、20启动主机，0:23并网，0:31开送风门。 9:351#放风门自动打开，风压由0.34MPa下降至0.27MPa，12:05转 速在3900rpm4200rpm波动，13:29手动停机。检查发现联轴器螺 栓破坏，处理完毕后，于16:00启动主机，16:04并网，16:08。开送 风门。 二、分析 1、在动力厂联轴器一般有两类，即刚性联轴器和齿式联轴器，联轴 器故障时多表现为转速波动或丢转。联轴器故障的一般原因：联接螺 栓破坏；部件松动；齿式联轴器齿轮破坏等。 2、实际原因分析 19日主机停机原因是动力油压低，而动力油压低的原因则是由于1#放 风阀的电磁阀故障造成非正常泄油（20日的现象证实

48、了这一点）。20 日12:05转速波动原因是联轴器故障，而联轴器损坏的原因是停机产 生的冲击造成联接螺栓破坏。 案例七：计控系统故障 一、经过 1999年9月4日6#风机给四炉送风。7:09喘振报警，检查未发现异常 后，随即手动解除，恢复正常。7:10第二次发生喘振报警，检查尚未 结束，又第三次发生喘振报警，随即主机安全运行并掉闸停机。7:38 启动主机，7:41并网，7:49开四炉送风门。23:44因喘振，主机掉闸 停机。经检查，喘振、安全运行和综合故障均报警。 9月5日0:15启动主机，0:19并网，0:23开四炉送风门。0:34喘振报 警，安全运行，放风门全开，但未停机。经检查无问题后，于0:45恢 复送风。0:55喘振报警，安全运行，放风门全开，但未停机，经检查 无问题后，于1:09恢复送风。经查怀疑是防喘保护系统误动作，组织 将防喘保