[科普中国]-高炉鼓风动能

定义及公式

高炉的每个风口前端单位时间内鼓入的风量所具有的动能，以kg·m/s或N·m/s为单位。计算公式为

式中Q0为标准状态下每秒进入风口的风量，m/s；ρ为标准状态下鼓风的密度，无富氧时可取1.293kg/m；g为重力加速度，9.81m/s；d0为风口直径，m；t风为热风温度，℃；p0为一个标准大气压的折算压强，1.01×10N/m；p为热风的绝对压强，N/m，直接由风压仪表取得的读数为表压(p表)，且工程上多用单位为kg/cm，按下式折算为绝对压强：p=(p表×9.81×104+1.01×105)N/m2。

上式是在纯焦炭冶炼，即不喷吹辅助燃料条件下的计算公式，否则由于随辅助燃料有作为输送介质的不同成分的气体入炉，情况要复杂得多。

影响因素影响鼓风动能的因素有：

(1)实际入炉风量。对动能的影响程度最大。

(2)风温。风温升高的结果，由于受热膨胀，鼓风的实际体积，即其流速将增大两倍左右。

(3)风压及风口直径。此二者的值越大，则在同样的风量及风温条件下实际风速降低，从而动能下降。一般情况下，高炉的送风量及风压是由冶炼的操作状况决定的，故调节鼓风动能的实用手段是调节风口直径。若已知在风口直径为d1时，鼓风动能值为E1，在风量及风温不变条件下，欲将动能值调节为E2，则相应的风口直径d2由下式决定：

当高炉喷吹燃料时，不管此燃料为固态(如煤粉)、液态(油类)或气态，由安装在直吹管上的吹入口至风口前端的短距离内，皆会不同程度地发生热分解，甚至部分燃烧。此时经由风口鼓入炉内的已不是单纯的热风，而是热风与燃料及输送介质以及燃料部分分解或燃烧产物的混合物。

此时鼓风动能的计算应考虑此混合物与单纯热风在数量、温度、密度和压力等方面的变化所产生的对动能值的影响。由于喷吹辅助燃料等的情况千差万别，包括燃料的种类、数量，输送载体的性质、数量、温度及压力以及在直吹管内燃料的热分解和预先部分燃烧的状况等，尚不能给出此复杂多变条件下的鼓风动能的计算通式，需要具体情况具体处理。

由于风量是鼓风动能计算中的关键参数，按鼓风机房或热风围管处检测的计示风量进行计算，由于送风系统的泄漏及计量误差，往往得不到可靠的结果。正确的方法是参照炉顶煤气成分并按全炉碳平衡法计算风口前实际燃烧的碳量，再折算出实际风量。

鼓风动能决定了鼓风沿风口轴线向炉中心穿透的深度，从而影响风口回旋区及燃烧带的形状和尺寸。不同的高炉有各自适宜的鼓风动能值的范围，并往往取为炉缸直径的函数。2