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1、高炉鼓风机喘振控制与优化设计研究2010年第38卷第12期流体机械13文章编号:1005—0329(2010)12—0013—05高炉鼓风机喘振控制与优化设计研究赵洪雷,董学智,张华良,徐立民,谭春青(1.中船重工七.三研究所,黑龙江哈尔滨150036;2.中国科学院,北京100190)摘要:钢铁冶炼受季节影响较大,冬季工况鼓风机流量远低于夏季工况,喘振是该工况设计中所需主要考虑的问题之一.针对一台13级高炉鼓风机设计中出现的冬季工况喘振裕度过低问题,采用了多种优化设计手段,其中包括S.叶型优化,叶片稠度优化,子午流道型线优化等.设计结果表明,合理应用各种技术,可有效
2、提高喘振裕度,同时确保具有较高的设计性能.关键词:高炉鼓风机;喘振;叶型优化;稠度;子午型线中图分类号:TH453文献标识码:Adoi:10.3969/j.issn.1005—0329.2010.12.004SurgeControlandOptimizationDesignonBlastFurnaceBlowerZHAOHong.1ei,,DONGXue.zhi,ZHANGHua—liang,XULi.min,TANChun-qing(1.No.703ResearchInstituteofCSIC,Harbin150036,China;2.ChineseAcademy
3、ofSciences,Beijing100190,China)Abstract:Seasonhasagreatinflueneeonthesmeltingoftheironandstee1.Theflowrateofablastfumaceblowerinwinterisfarlowerthanthatinsummer.Surgeoccurringinwinterconditionisoneofthemainproblemstobeconsideredinthedesignofblastfurnaceblower.Tosolvetheproblemoflowsurge
4、margininwintercondition,inthedesignofa13一stageblastfurnaceblo—wer,manyoptimizationdesignmethodswereadopted,includingSlbladeprofileoptimization,bladesolidityoptimization,meridio—nalchanneloptimizationandSOO13.Thedesignresultsprovethatreasonablyapplyingallsortsoftechniquesinthedesigncanef
5、-fectivelyincreasesurgemarginandatthesametime,insurehighdesignperformanceoftheblastfurnaceblower.Keywords:blastfurnaceblower;surge;bladeprofileoptimization;solidity;meridionalchannel1前言在高炉鼓风机的运行中,用户往往根据炉况需要或由于季节的变化调节鼓风机,以适应系统对压力,流量的要求.由于高炉产量受季节影响较大,冬季供风量小,夏季供风量大,鼓风机运行的风量全年变化大.在冬季工况,由于风量
6、较小,喘振是鼓风机设计所需要解决的重要问题,要确保在冬季工况不喘振,不需要放气j.针对用户提供的参考机组经过模化设计后的13级鼓风机在冬季工况下流动发生喘振的问题,采用了多种优化设计手段,其中包括s1叶型优化,叶片稠度优化,子午型线优化等.通过多种优收稿日期:2010—04—06修稿日期:2010—08—30化设计手段确保了鼓风机在冬季工况具有较高的喘振裕度和良好的性能.2初始设计根据设计要求,此l3级高炉鼓风机的年平均工况流量为1448Nm/min(即31.1kg/s),夏季工况最大流量为1640Nm/min(即35.2kg/s),冬季工况最小流量为1251Nm/m
7、in(即26.9ks).同时要求在3种工况下出口工作压力均保持为总压0.4MPa(即压比均达到4.0).可以看到设计中要求流量变化范围较大,年平均流量较冬季工况流量高了15.7%,夏季工况相比冬季工况高了14FLUIDMACHINERYVo1.38,No.12,201031.1%(通常的设计,一般要求流量变化在10%～20%).尽管采用全部静叶可调设计,但由于流量变化较大,同时要求压比不变,很难避免冬季工况不发生喘振.另外,在设计中考虑到加工和维护的需求,对鼓风机结构提出了一些特殊的要求.首先要求动,静叶尽量采用较少的叶型以降低加工成本,并提高鼓风机
