高炉冶炼参数见表1。

表1　高炉冶炼参数表

当地气象条件如表2。

表2　气象条件表

本条对鼓风机风量的计算作出规定。

1 根据现行国家标准《高炉炼铁工艺设计规范》GB 50427—2008的相关规定，新建3000m3及以上高炉的漏风系数应小于1.5%，3000m3以下高炉的漏风系数应小于或等于2%（包括供风系统）。

2 计算A、B工况点风量时若热风炉换风采取定风压操作时可不考虑漏风系数，采用定风量操作时需要考虑漏风系数。

现行国家标准《高炉炼铁工艺设计规范》GB 50427—2008条文说明中表19列出了各种容积高炉的热风炉充风量推荐值见表3。

表3　热风炉充风量推荐表

3 吨干焦耗风量指不富氧时的耗风量。

4～5 式中X按氧气纯度100%计算。

现行国家标准《高炉炼铁工艺设计规范》GB 50427—2008表4.2.8及表4.2.9所列各种容积高炉炉顶压力、料柱损失等参数范围见表4。热风炉及管路阻力、冷风管道阻力需根据热风炉系统管道布置、冷风管道的布置经阻力计算确定。在确定鼓风机最高出口压力时，还宜增加风压的波动值。小于3000m3 级高炉可提高0.02MPa，4000m3及以上高炉可提高0.04MPa。

表4　高炉炉顶压力、料柱损失推荐表

鼓风机运行区域见图1。

图1　风机运行工况点

1—旋转失速区；2—喘振线；3—放风线；4—初级叶片阻塞线；5—防阻塞线；6—轴流鼓风机运行工况区；7—压力限制线

鼓风机运行工况区指由A、B、C、D、E、E0、F各个工况点闭合组成的区域。

在进行鼓风机选型时，鼓风机高压运行线D—E0—E—A需在鼓风机组防喘振线及压力控制线以内，并留有一定富裕。鼓风机组常压运行线B—F—C需在鼓风机组防阻塞线以内，并留有一定富裕。鼓风机组大流量运行线A—B需在鼓风机组初级叶片的阻塞线以内，并留有一定富裕。鼓风机组常压小流量运行点C点应在机组旋转失速区以外，并留有一定富裕。

E点是鼓风机不富氧、不脱湿情况下的常年运行点，E0是鼓风机正常富氧率，正常脱湿情况下的常年运行点，应保证E、E0工况点的高效运行。

鼓风机作为高炉冶炼系统大型设备，由于其重要性强、设备投资高，因此应综合考虑鼓风机组的备用问题。

1 当4座高炉的鼓风机组布置在同一鼓风机站内时，按常规配置，鼓风机台数为5台。如超过4座高炉的鼓风机组布置在同一鼓风机站内，鼓风机台数将超过5台，此时鼓风机冷风管道管线很长，管道阻损大，能耗增加。因此规范正文规定鼓风机站内装机数量不宜超过5台。

2 静叶可调轴流鼓风机通过静叶角度的变化来调整负荷，调节范围大、运行稳定、效率高，国内外均有静叶可调轴流鼓风机的丰富生产制造经验及业绩。较早采用转速变化来调整负荷的鼓风机因效率较低、机械调速调整频繁故障多等原因，目前已逐渐不在高炉鼓风机上使用。现在新建的高炉都在1000m3及以上，风量大，炉顶压力高，离心式鼓风机已不能满足要求，只有在小型高炉的改造和扩建工程中采用。

3 只有1座高炉时，应设置2台鼓风机，其中1台备用。2座及以上的高炉，可设置备用鼓风机，也可通过冷风管道的配风或拨风操作作为备用气源。备用鼓风机性能参数应与其余鼓风机一致。在扩建工程中，如原有鼓风系统已有备用鼓风机，且鼓风机参数与新建鼓风机参数相近，两个鼓风机站总图位置利于布置风管道，则可以由原有鼓风系统提供备用风源，即由原有鼓风机站提供备用鼓风机，但当原有鼓风系统鼓风机参数与新建鼓风机参数相差较远时，不宜采用原有鼓风机作为备用风机。

本条提出了鼓风机驱动机的选择原则。

1 高炉鼓风机驱动机的选择原则：设备、系统简单可靠，操作、维护方便。当运行故障时，其余鼓风机组能在较短时间内向故障鼓风机对应的高炉供风。

新建高炉在外部电网允许的条件下，如新建高炉仅1座，运行鼓风机组为1套时，则新建鼓风机采用电机驱动。电动驱动具有操作简单、启动快的特点。另外，电动设备及系统相对锅炉等热力设备来讲具有系统简单，操作维护方便等优点。平时运行的事故率低、可靠性高，对保证风机的可靠运行有利。当外部电网可靠性差，同时需解决剩余煤气问题时，则新建鼓风机组可采用汽轮机驱动。如在现有鼓风机站内扩建，则新建鼓风机组的驱动方式应与原有机组一致。

此外，目前在国内的鼓风机组，大部分为电动机或汽轮机驱动，较少采用联合驱动的方式。国内鼓风机制造商在TRT、电机联合驱动鼓风机组方面有一定的业绩，如国内某些钢铁厂的AV50鼓风机、AV56鼓风机、AV63鼓风机等十几套机组均采用电机与TRT联合驱动的方式，但大部分机组容量较小，其对应的高炉容积也小于1000m3，仅AV63鼓风机对应的高炉容积为1068m3。这方面的技术还有待于向大型化发展。因此，目前在大型高炉鼓风机的驱动机选择上，还是首选电机或汽轮机。在外国钢厂，鼓风机组也有联合驱动的实例。在汽轮机、电动机联合驱动机组中，电动机作为鼓风机的启动源，以快速满足高炉对冷风的要求，机组启动完毕后，再切换至汽轮机驱动鼓风机，当高炉停止用风后，鼓风机停止运行，此时电动机作为发电机用，鼓风机组此时作为汽轮发电机组使用。该机组对机械制造水平、控制水平、制造厂的成套经验要求均非常高，任何一个环节出现故障均可能影响高炉供风，因此该类机组在国外钢厂使用也非常有限。

2 鼓风机的轴功率由鼓风机压比、最大排气流量、空气密度及各种效率等因素确定。鼓风机压比确定时需充分考虑鼓风机吸风系统的阻力损失，当鼓风脱湿采用机前脱湿时除了考虑空气过滤器和吸风管道的阻力损失外，还需考虑脱湿器的阻力损失。排气系统阻力损失应根据系统设备及管道布置情况确定。

电动鼓风时，20000kW以下的机组，电机功率一般按鼓风机轴功率的108%～110%选取。对于鼓风机轴功率在20000kW以上的机组，电机功率一般按鼓风机功率的105%～108%选取。汽动鼓风时，汽轮机功率一般按鼓风机轴功率的108%～110%选取。

3 鼓风机电机功率较大，且连续工作，采用同步电机可以提高运行效率，并可以改善电网功率因数，目前大型高炉电动鼓风机几乎都采用同步电动机。功率在20000kW以上的同步电机目前国内制造水平还无法满足驱动高炉鼓风机的要求，因此均采用国外产品，其中，西门子、东芝、ABB、GE等公司产品使用较多。

变频启动可以减少大型电机对电网的冲击，改扩建中，中小型电机也可采用降压启动或全压启动（电网电压不低于额定电压的85%时）。

4 1000m3以上高炉鼓风机采用静叶可调鼓风机，鼓风机风量和风压的调节可通过改变鼓风机静叶角度来实现，因此汽轮机的型式可采用适应鼓风机要求的定转速汽轮机。鼓风机站汽轮机主要适应高炉冶炼工艺，保证高炉所需冷风参数稳定，其系统越简单，附属设备越少，出故障的概率越少，运行的可靠性提高，选择抽汽式汽轮机，增大了汽轮鼓风机系统的复杂程度和调节难度，不利于高炉稳定生产。

本条对汽动鼓风配套锅炉、辅助设备及系统的选择作了规定。

1 当钢铁厂有剩余煤气时，汽动鼓风机配套锅炉优先选用燃气锅炉，当剩余煤气不够的情况下可选用燃煤锅炉或煤气混烧锅炉。

钢铁厂冶炼过程中产生的煤气包括高炉煤气、焦炉煤气和转炉煤气，其中高炉煤气的热值最低且剩余量很大。在选择锅炉时，应根据剩余煤气的具体情况，选择合适的锅炉设备。当混合煤气热值低时，在锅炉结构设计上需要考虑稳燃措施，锅炉稳燃措施可采用设置高热值煤气助燃烧嘴，或锅炉炉膛内设置蓄热装置的方式。

锅炉的配置有严密的、完整的规程、规范及标准，本规定除有特殊的说明外，严格遵照《特种设备安全监查条例》、《蒸汽锅炉安全技术监察规程》、《小型火力发电厂设计规范》GB 50049、《锅炉房设计规范》GB 50041等相关规程、规范及标准执行。

高炉鼓风机站锅炉的总出力，应保证高炉对应的运行鼓风机出力的要求，还要留有一定的富裕蒸发量考虑鼓风机倒机时鼓风机对蒸汽量的需求。

2 鼓风机为高炉生产的重要设备，其重要性更甚于小型火力发电厂，如果锅炉设置单台送风机、单台引风机时，当送、引风机故障时，将造成锅炉停炉，引起高炉事故，带来重大经济损失。

3 锅炉稳定、高效运行的前提条件是锅炉的外部条件稳定，当室外环境温度较低时，锅炉的燃烧效率下降，影响锅炉的寿命。通常情况下，采用在锅炉的冷风管道和热风管道之间设置再循环管的办法。

5 目前锅炉大部分采用燃烧自动调节，进入锅炉的燃料量作为重要的燃烧调节参数，应设置流量测量。当采用人工燃烧调节时，每台锅炉的燃料量测量可作为评估锅炉效率的重要手段。

钢铁厂的高炉煤气、转炉煤气中，一般含有杂质。在锅炉运行过程中，容易造成阀门关闭不严，设置两道快速切断阀门，能弥补该阀门关闭不严的问题，提高锅炉安全运行的可靠性。

6 煤气管道的管径选择、煤气管道的安全要求应符合现行国家标准《工业企业煤气安全规程》GB 6222规定。

1 电动主汽门旁通阀门起自动主汽门前管道系统暖管和汽轮机开始起机冲转的作用。阀门太小，会延长管道系统的暖管和起机时间。一般该阀门不宜小于DN80。

2 鼓风机组启动和运行过程中，汽轮机功率的变化较频繁，为保证凝结水泵的安全运行，保障真空系统稳定，因此要求设置凝结水再循环设施。

3 汽轮机真空系统的阀门具有较高的密封性，一般情况下应选用水封阀。

汽轮鼓风机组在调试和紧急情况下时，需快速降低汽轮机的转速，设置真空破坏阀能缩短机组停机的时间。

本条对鼓风机吸风系统提出要求。

1 空气过滤设备的型式以阻力损失小、反吹介质耗量小、检修及维护简便为原则。过滤后含尘量小于或等于1.5mg/m3（标），粒径应小于或等于0.003mm。负压保护门可避免过滤设备堵塞造成吸风系统负压过大而破坏设备。目前大型高炉鼓风机组吸风系统较多采用自洁式空气过滤器，以高效滤筒为过滤单元，该种过滤器的特点是过滤效率高，钢材耗量省，反吹介质耗量小，运行维护简单等。常规布袋式过滤器在新建高炉鼓风系统中较少采用。

2 鼓风机吸入管道弯头处设置整流栅，以保证鼓风机吸入气流平稳，避免紊流，有效提高鼓风机效率。设置过滤网是为了防止空气过滤器的滤料等杂物被吸入。有两个弯头及整流栅的吸入管道，宜在靠近风机入口的整流栅前设置过滤网。

3 在鼓风机入口管道设置补偿器或弹簧支架的方式来消除管道对鼓风机的影响，其补偿装置的作用有三方面：

吸收吸入管道的季节性热胀冷缩。

避免管道的振动向风机传递。

保证鼓风机入口法兰各向受力在允许范围内。

MAN透平、陕西鼓风机厂提供的鼓风机组入口管道较多采用补偿器来消除管道与风机间的影响，因鼓风机入口空气温度低，因此补偿器型式常采用纤维型补偿器，也有采用金属补偿器。而日本三井提供的鼓风机较多采用弹簧支架的方式。

4 吸入管道的降噪措施一般在管道外包裹一定厚度降噪材料，并在其外设镀锌铁皮保护层。设置降噪措施后的噪声按照现行国家标准《工业企业噪声控制设计规范》GBJ 87—1985、《工业企业噪声测量规范》GBJ 122—1988和《工业企业设计卫生标准》GBZ 1—2002的相关规定。

5 在机前富氧情况下，如果在运行中突然发生喘振，鼓风机机壳内温度将异常升高，此时应紧急向鼓风机吸入管道充入氮气，迅速将含氧量降低至21%以下，避免鼓风机构件在高温、高氧浓度的情况发生损坏。同时对于氧气管道应设置紧急切断阀。

本条对鼓风机排气系统作了规定。

1 为了避免冷风管道中被压缩的空气倒流而引起鼓风机灾害性事故，必须设止回阀。气动或液动助关的型式的止回阀可快速可靠关闭。鼓风机出口至止回阀间可设检查人孔，便于检查止回阀和补偿器。

2 排气管道降噪措施一般有两种，一种是在排气管道上设置排气消声器，另一种为在管道外包裹一定厚度降噪材料，并在其外设镀锌铁皮保护层。设置降噪措施后的噪声按照现行国家标准《工业企业噪声控制设计规范》GBJ 87—1985、《工业企业噪声测量规范》GBJ 122—1988和《工业企业设计卫生标准》GBZ 1—2002的相关规定。

3 多台鼓风机组并列布置、并同时向2座以上的高炉送风时，应设置切断阀，以满足任一鼓风机组能够向任一冷风母管送风。

4 鼓风机排气管道设置补偿器的作用有三方面：

吸收排气管道的热胀冷缩；

避免管道的振动向风机传递；

保证鼓风机出口法兰各方向受力在允许范围内。

因鼓风机排气温度较高，一般在200℃～300℃，因此排气管道上的补偿器均采用金属波纹补偿器。风机出口一般设置弯管压力平衡型波纹补偿器吸收排气管道的热位移，同时还要考虑风机本身在运行中产生的热位移。

本条对防喘振系统提出要求。

1 为了保证鼓风机安全运行，防止喘振发生，必须设置防喘振阀。设置2套（等径或者异径）防喘振调节阀的目的是使防喘振调节更灵敏，同时也避免了设置1套防喘振阀带来的安全隐患。防喘振系统是否另外设置电动放风阀，应根据业主操作习惯确定。当高炉操作有减压或减风量要求，而通过鼓风机自身负荷调节系统无法满足要求时，可以人工操作电动放风阀来满足高炉要求。

防喘振调节阀应能满足快速开启的要求，驱动方式宜采用气动或液动。MAN公司配置的阀开启时间不超过2s，日本三井公司的阀全开时间约8s。正常运行时防喘振调节阀与鼓风机连锁，防止鼓风机发生喘振时，由于解锁而无法正常放风，造成鼓风机的重大损失。

2 当鼓风机组出现喘振时，为保证鼓风机安全，应在最短时间内实现放风。放风管道与排气管道接口距鼓风机排气端越近，放风管道越短，越有利于实现快速放风。防喘振阀后的放风支管与放风母管的连接采用斜叉的方式，以保证气流畅通，减小气流对管道的冲击，同时需要设置减震设施。

3 放风系统按照现行国家标准《工业企业噪声控制设计规范》GBJ 87—1985、《工业企业噪声测量规范》GBJ 122—1988和《工业企业设计卫生标准》GBZ 1—2002的相关规定设置消声降噪措施。放风消声器的型式按布置方式分为3种：一种是地坑式消声器，地下布置，该类消声器施工量大，占地大，现新建鼓风机站已较少采用；一种是地坪布置式消声器，放风管道水平接入消声器，该方式管系简单，安全，但占地较大；一种是消声器架空布置，放风管道垂直接入消声器，该方式管系较为复杂，土建结构复杂，费用高，但其优点为占地小。

拨风系统的作用在于一座高炉供风系统紧急故障的时候，拨风系统投入运行以满足高炉休风操作，避免高炉风口灌渣。

拨风阀的选择应以能快速开启为原则，拨风阀开启时间应根据冷风管道、拨风管道的布置情况确定。拨风阀宜具备调节功能，拨风阀两侧宜设置检修、调试用的隔离阀。拨风阀及管道口径大小，应根据对应高炉不坐料、风口不灌渣为原则所需要的风量、风压来确定。

本条对鼓风机循环冷却水系统作了规定。

1 鼓风机为高炉系统的重要设备。为保证用水安全，保证稳定的流量及压力，所以鼓风机站冷却水和高炉区域其余设备的冷却水应由不同的泵组提供，同时应考虑采用双路供水，但当供水泵站距鼓风机站较近时，也可设置单路供水。

在常规设计中，鼓风机站循环冷却水系统可以和高炉区域其余设备冷却水系统放置在同一建筑物中，这样，两个系统可共用冷却塔及冷水池。当鼓风机站和高炉区域冷却水泵站距离较远时，一般情况鼓风机站循环冷却水泵站单独设置，并靠近鼓风机站布置，在该情况下，可不设置双路供水。

3 当循环水的水质、水温满足冷油器的要求，冷油器油压比循环水系统的水压高时，冷却水可采用循环水。当不满足要求时，可采用独立的工业水系统。

4 循环水系统采用双母管系统，可有效提高供水的可靠性和灵活性，对于保证鼓风机站的安全生产有利。但目前绝大多数鼓风机站均采用单路供、回水，因此本条没作硬性规定。

鼓风机站内压缩空气用户有：防喘振阀、止回阀、空气过滤器、快切阀、拨风阀等气动阀门及设备，它们对使用的压缩空气的品质要求很高，压缩空气需要除水、除油净化处理。对压力的稳定要求很严，为保证供气稳定，可考虑在压缩空气系统中设置保安用储气罐，并应在储气罐进气管上设置止回阀，防止外部气源停止供应时罐内气体倒流。

本条对鼓风机组润滑油系统作了规定。

1 润滑油系统由主油箱、油泵、冷油器、滤油器及管道组成。汽动鼓风机组的润滑油系统还应包括汽轮机的调节油的供应（有条件时可单独设置）。

3 润滑油系统两台润滑油泵的配置可以是轴头主油泵和电动辅助油泵，也可以是两台电动油泵。主、辅油泵流量应由鼓风机、电机或汽轮机的润滑和冷却油耗量、汽轮机调节及保安油量确定。油泵扬程应为供油系统管道阻力损失、冷油器、滤油器、阀门、轴承阻力损失及富裕量之和；对于汽动鼓风机，油泵扬程还应考虑汽轮机调节油及保安油系统的阻力损失；

主油泵为轴头泵时，主油箱的安装高度应考虑主油泵的吸油高度。

4 事故供油可选择事故油泵供油或高位油箱供油，其供油量和时间应根据鼓风机组各轴承安全停机（惰走）的要求确定。因汽动泵操作维护工作量大，其可靠性较直流泵差，事故油泵应优先考虑直流油泵。

直流油泵与高位油箱的投资均不高，因此，较多钢厂鼓风机站润滑油系统均同时设置了直流油泵与高位油箱。

高位油箱安装位置应尽量靠近机组润滑油供油总管。

5 双联之间可自由在线切换，同时满足事故工况时双联同时运行的可能。

6 事故油箱一般布置在室外地下，当油系统着火时，可以紧急将机组的油全部排放到事故油箱暂时储存，防止火灾扩大和蔓延。也利于润滑油的回收利用。

8 各供油支管上设置节流阀可实现各用油点的压力调节，满足各用油点供油均衡。回油支管设施观察孔或窥视镜可直观检测到各用油点供油是否正常。

如轴承回油接口与回油支管间管径相差过大，管道流通面积相差也大，致使管道作用力增大而引起管道串动（如可以由DN80变径为DN100，不能变径到DN125及以上）。

9 因润滑与动力油滤油精度要求不同，移动式滤油机应对润滑油和动力油可分别选用。站内多台机组时，相同滤油精度及牌号的油系统可共用一台滤油机。

10 整个油系统均采用不锈钢，价格太高，在滤油器后采用不锈钢管道，即保证了机组供油品质，又降低了造价。这也是目前多数设计上采用的做法。

鼓风机的静叶控制、液动阀门的用油由动力油系统提供。

动力油系统应包括油箱、主辅油泵、滤油器、冷油器、蓄能器及其他辅助设备组成。主、辅油泵应能输出稳定的流量及压力。

控制油系统的管道及油箱材料应选择不易锈蚀的材料，宜采用不锈钢材料。

高炉冷风富氧型式有机前富氧和机后富氧两种，目前国内钢厂均有采用。机前富氧压力要求低，直接来自氧气站空分塔，但要求鼓风机站和氧气站距离近，一般新建高炉采用机前富氧。机前富氧受到鼓风机的限制，如果高炉富氧要求高于8%，则以机后富氧为宜。机后富氧压力要求高，需要从氧压机后接出。

高炉鼓风系统是否设置脱湿系统应根据建设地区气象条件、高炉操作条件和工程投资综合考虑。

高炉冶炼要求鼓风系统供风保持稳定的湿度，一般的做法有脱湿鼓风及加湿鼓风，目前脱湿鼓风能降低焦比，提高高炉利用系数已达成广泛共识。在夏季湿度高的地区宜采用脱湿系统，脱湿后的空气含湿量根据具体工程要求确定，一般在8g/m3～10g/m3。

机前脱湿除了降低空气湿度，利于高炉冶炼外，还可有效降低鼓风机组的功耗，在高炉大型化的发展趋势下，鼓风机组单机容量也不断提高，这对鼓风机的设计及制造带来极大困难，因此对于大型高炉鼓风机而言，采用具有成熟应用业绩的鼓风机采用机前脱湿是降低鼓风机功耗的有效措施。目前采用机前脱湿在国内某些钢厂已成功应用，而机后脱湿目前国内尚无成功应用的业绩。

脱湿方式一般可为冷冻脱湿、吸附脱湿，冷冻脱湿较吸附脱湿更为简单，可靠。

由于制冷机组投资较大，同时因其不是常年运行，检修维护可安排在冬季，因此制冷机组可不设备用。