２０１０年全国炼铁新技术应用及节能减排研讨会浅议鼓风动能与风口布局孙智慧（安阳钢铁集团公司炼铁厂）摘要就鼓风动能的计算公式展开讨论，重点描述鼓风动能在高炉不同位置风口间的变化以及不同尺寸风口对鼓风动能的影响，从而给失败的调节寻找原因，并给风口调节提供另一种思路。关键词风口；调节；鼓风；动能；动量前言高炉在实际生产中，难免由于设备、施工、气流分布、炉体冷却、风口布局等原因造成炉型不规则，严重时形成偏行，影响煤气利用，破坏生产指标，甚至引起恶性炉况。而且，和完美的人一样，完美的高炉几乎也是不存在的，难免存在某个方面的缺憾。所以，高炉工作者就要在生产中针对不同情况利用不同的手段进行调节，不外乎严格监督施工、精确安装设备、密切控制炉体冷却、保持合理煤气流分布。而煤气流的分布调节起来十分困难，原因就是影响煤气流分布的因素多，比如风口布局、软融带位置形状、炉墙形状、上部布料及炉料性能、操作方针等，而且煤气在炉内进行三次分布，各个环节都有可能影响到煤气的最终利用情况，进而影响操作技术经济指标甚至影响到基本顺行。煤气初始分布的调节其实也就是对回旋区进行合理控制。回旋区是高炉稳定操作的重要反应区，其形状对高炉生产影响很大，是化学能和热能的主要来源地。回旋区的形状和尺寸大小将直接影响高炉下部煤气的分布、上部炉料的均衡下降以及整个高炉内的传热传质过程。在高炉操作调节中，下部调节就是通过调节回旋区的形状和大小分布来控制炉况的，向来是其他调节手段的基础。以下部调节为基础，上中下部调节相结合是基本的调节原则。风口调节就是～项根本的调节方法，通过调节风口在高炉不同位置的不同尺寸来控制煤气流的初始分布在生产中经常用到。但是，调整的效果怎么样？各个高炉调节的方法不同，幅度不同，效果也就不言而喻。风口调节与风口鼓风有着直接的关系，通过理论和实践寻找这一关系并运用之，是我们最关心的。１鼓风动能与鼓风动量的概念我们的技术书籍上给出了一个鼓风动能的经典公式１２］，如下：Ｅ：！Ⅳ：三Ｘ１．２９＿＿＿３３Ｘ垒（旦×—２７３—＋ｔＸ业）Ｊ／ｓ２２９．８以、ｎＡ２７３Ｐ式中：Ｅ……一鼓风动能，Ｊ／ｓ；ｍ…一鼓风质量，Ｋｍｖ一一风速，ｍ／ｓ；Ｑ…一风量，Ｎｍ３／ｓ：ｎ一…一风口个数，个；Ａ－…一１个风ＩＺｌ的面积，一ｔ＿一一鼓风温度，℃Ｐ……鼓风工作压力，ＭＰａ１．２９３…．鼓风密度，Ｋｇ／ｍ３我们且不说这个公式的正确与否，只看单位就可以看出，计算出来的不是能量，而是动量。因为能量的单位是Ｊ，而就Ｊ／Ｓ是动量的单位。也就是说，我们长期以来生产计算中所依赖的鼓风动能实际上是鼓风．４一２０１０年全国炼铁新技术应用及节能减排研讨会动量（Ｐ＝ｌｎｖ）。关于这个问题在文献…中有详细的描述，这里不作为重点进行解释。不过通过这一发现，我们在观念上似乎可能有一些改变，影响风口回旋区和燃烧带形状的不是鼓风动能，而是鼓风动量。发现这一问题能帮助我们做什么呢扛荻慷ㄒ澹锾宓闹柿亢退俣鹊某嘶次浚裕谘芯糠缈诠姆?对高炉的影响的时候，我们是不是可以只考虑鼓入风口的风的质量与进入风口时的风速就可以了呢？还不能这么早下结论，在参考了动量守恒定律后，我们再来看这个问题。相互作用的物体，只要系统不受外力作用，或者受到的合外力为零，则系统的总动量守恒，这就是动量守恒定律。实际上，在高炉生产中，鼓风进入风口，从微观上看，风和炉内的炉料进行的就是碰撞运动，在碰撞的瞬间，基本符合动量守恒定律的条件。那么，既然这样的话，我们在研究风口鼓风对高炉的影响的时候，只考虑鼓入风口的风的质量与进入风口是的风速是可以的。鼓入风口的风的质量减小，进入风口的风速不变则鼓风动量是减小的。其实，科学规律是相同的，结果也是相通的。运用能量守恒定律也可以得出相同的结论。Ｅ＝ｌ／２ｍｖ２是能量的定义公式，从公式中我们可以看出，风口前的鼓风动能和鼓风动量一样与风的质量和速度有关系。可在生产中，有时会有一种想法，认为，风的速度和出口大小有关系，风口调小后，风速会增大，虽然在Ｅ＝Ｉ／２ｍｖ２中由于风口面积的缩小，ｍ值变小了，但由于ｖ增大，ｖ２会更加大，从而，Ｅ也就会变大。其实，帕斯卡（Ｂｌａｉｓｅ．Ｐａｓｃａｌ）早就通过一个实验（如下图）告诉我们了答案，那就是速度只与压强有关系，而与面积没有关系。也就是说，在高炉生产中，只要风压不变，风口面积大小改变并不能改变进入风口的风速大小，因为作用在风口面积上的压强是没有变化的。笔者为了证明这个问题，利用帕斯卡的试验装置做了一个试验，不同的是在容器的同一高度位置上分别设置两个面积相差３倍的液体流出口。容器装满水后，用外力给容器加压，同时打开两个液体流出口，此时，液体在压力的作用下向外流出。在认真分析试验过程准确无误后，得到如下结论：液体向外流出的距离和液体流出口面积的大小无关。这也就是说，在同样