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[摘 要]高炉鼓风机系统存在放风运行现象，能源浪费严重。结合设备实际运行情况，创新应用轴流压缩机升压技术，对AV71-14型轴流压缩机进行升压改造，提高运行质量，其改善效果明显，年节能两千余万元。
[关键词]高炉，轴流压缩机，升压技术，改造，节能
中图分类号：TE08 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2013）12-0253-02
1 前言
济钢能源动力厂AV71-14轴流压缩机系统为炼铁厂高炉供应冷风。系统设计特点是大风量、低风压，而随着炼铁厂高炉冶炼技术的不断强化和炉矿结构的不断调整，实际需求工况为小风量、高风压：风量、风压的设计值为4400m3/min、0.37MPa，实际值约为4100m3/min、0.38MPa。因偏离设计工况太多，压缩机需要开大静叶，提升风压，随之提高的风量只能通过防喘阀对空排放才能维持稳定运行，造成了极大的能源浪费，每台轴流压缩机约增加能耗1000kW；且轴流压缩机运行工况点贴近防喘线，设备机组极易发生联锁保护，致使风压风量急剧下调，严重威胁高炉安全稳定生产。
2 升压改造
2.1 升压原理
2.1.1 增加基元级
气体沿压缩机转子轴向方向流动进行逐级压缩，流经高速旋转的动叶时，动叶将机械能转变为气体的压力能和动能，从而提高了气体的压力和速度。气流流经静叶时，一方面将部分动能进一步转化为压力能，起到扩压作用，另一方面将气体以一定速度和方向引入下一级动叶。
将一级动叶加一级静叶视为一个基元级，基元级的伯努利方程式为：
——加入基元级的外功
——基元級中的损失功
——进入基元的气流绝对速度
——流出基元的气流绝对速度
——气体静压
——气体密度
即：气体每经过一个基元，气体全压会得到提升。
2.1.2 提高风机转速
由于同一系列相似风机的相似工况之间存在相似关系（相似定律）：
——转速
——压头
——流量
——功率
即：提高风机转速，可以提高压头。
2.2 现状分析
我厂三台AV71-14轴流压缩机运行历史数据统计：2008.7-2009.6，三台轴流压缩机平均风压为0.378MPa，平均风量4108m3/min，平均功率17405kW.
轴流压缩机日常运行效率较低，贴近防喘线，并需大量放风才能维持运行（如表1）。
2.3 改造设计原则
安全性：压缩机改造后，叶片的振动强度、各主要零部件强度、刚度、临界转速、各运行工况点远离非正常操作区域，保证压缩机改造后能长期安全运转。
可靠性：压缩机改造后的运行安全可靠、改造后的性能可靠，满足改造要求。
经济性：减少压缩机的改造部件和相关配套设备，节省投资；缩短改造周期，提前投产，创造效益；提高改造后的压缩机性能，降低运行成本。
2.4 改造方案
经分析，压缩机基础、机壳等主要配置不变的情况下，提高供风压力有两个途径：
（1）在转子预留级加装一级动叶片，改造周期约20-60天，改造费用约200万元。
（2）提高压缩机工作转速，转子由“等内径”流道形式改造成“等外径”流道形式，变速箱也需重新更换，改造周期约6个月，改造费用约1500万元。
综合考虑，选取风机转子在预留级增加一级动叶片，其他原有设备设施不做更换，预计工期24天。经厂家提供资料验证，改造后大约可提高风压8%-10%，能够满足高炉需求。
2.5 改造实施过程
2009年7月初，我厂开始进入轴流压缩机设备改造论证阶段，2009年7月底，轴流压缩机进行转子加级改造，2009年10月底，1#、2#、4#轴流压缩机转子加级改造结束。
3 改造效果
改造完成后，对机组的运行防喘线进行了重新测量。测量试验采用JB/T3165-1999标准中的开式进出气试验方法，经协商确定，分别在静叶角度30°、40°、50°、60°下做了防喘性能测试，测试结果表明，机组性能得到根本改善，年平均风压从0.37MPa提升到0.41MPa，完全可以在消除放风的情况下满足高炉需求。
对应耗能指标也得到了彻底改善，节能效果非常明显，而且保障了机组和高炉的安全稳定运行（如表2）。
4 经济效益分析
三台AV71-14轴流压缩机加级改造后，每台机组平均能耗降低约1404kW，三台机组年节能降耗：3台×1404kW×24小时×365天×0.55元/度=2029.3万元。
5 小结
（1）本次升压改造工程，投资少、工期短、效果好、见效快。
（2）压缩机运行工况点远离了防喘振调节线，运行参数满足压缩机的设定值，压缩机运行状况平稳，保障了风机运行的安全和稳定性。
（3）轴流压缩机改造完成后，大大降低了生产成本，节能降耗收益明显。
（4）充分适应高炉的工艺状况，压缩机的设定参数不再成为高炉改进工艺、提高产量的瓶颈。
参考文献
[1] 蔡增基龙天渝.【流体力学泵与风机】（第四版）.北京，中国建筑工业出版社，1999.
[2] 孙继瑞熊泽沛.【轴流压缩机技术及应用】.西安，西安陕鼓动力股份有限公司.
[关键词]高炉，轴流压缩机，升压技术，改造，节能
中图分类号：TE08 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2013）12-0253-02
1 前言
济钢能源动力厂AV71-14轴流压缩机系统为炼铁厂高炉供应冷风。系统设计特点是大风量、低风压，而随着炼铁厂高炉冶炼技术的不断强化和炉矿结构的不断调整，实际需求工况为小风量、高风压：风量、风压的设计值为4400m3/min、0.37MPa，实际值约为4100m3/min、0.38MPa。因偏离设计工况太多，压缩机需要开大静叶，提升风压，随之提高的风量只能通过防喘阀对空排放才能维持稳定运行，造成了极大的能源浪费，每台轴流压缩机约增加能耗1000kW；且轴流压缩机运行工况点贴近防喘线，设备机组极易发生联锁保护，致使风压风量急剧下调，严重威胁高炉安全稳定生产。
2 升压改造
2.1 升压原理
2.1.1 增加基元级
气体沿压缩机转子轴向方向流动进行逐级压缩，流经高速旋转的动叶时，动叶将机械能转变为气体的压力能和动能，从而提高了气体的压力和速度。气流流经静叶时，一方面将部分动能进一步转化为压力能，起到扩压作用，另一方面将气体以一定速度和方向引入下一级动叶。
将一级动叶加一级静叶视为一个基元级，基元级的伯努利方程式为：
——加入基元级的外功
——基元級中的损失功
——进入基元的气流绝对速度
——流出基元的气流绝对速度
——气体静压
——气体密度
即：气体每经过一个基元，气体全压会得到提升。
2.1.2 提高风机转速
由于同一系列相似风机的相似工况之间存在相似关系（相似定律）：
——转速
——压头
——流量
——功率
即：提高风机转速，可以提高压头。
2.2 现状分析
我厂三台AV71-14轴流压缩机运行历史数据统计：2008.7-2009.6，三台轴流压缩机平均风压为0.378MPa，平均风量4108m3/min，平均功率17405kW.
轴流压缩机日常运行效率较低，贴近防喘线，并需大量放风才能维持运行（如表1）。
2.3 改造设计原则
安全性：压缩机改造后，叶片的振动强度、各主要零部件强度、刚度、临界转速、各运行工况点远离非正常操作区域，保证压缩机改造后能长期安全运转。
可靠性：压缩机改造后的运行安全可靠、改造后的性能可靠，满足改造要求。
经济性：减少压缩机的改造部件和相关配套设备，节省投资；缩短改造周期，提前投产，创造效益；提高改造后的压缩机性能，降低运行成本。
2.4 改造方案
经分析，压缩机基础、机壳等主要配置不变的情况下，提高供风压力有两个途径：
（1）在转子预留级加装一级动叶片，改造周期约20-60天，改造费用约200万元。
（2）提高压缩机工作转速，转子由“等内径”流道形式改造成“等外径”流道形式，变速箱也需重新更换，改造周期约6个月，改造费用约1500万元。
综合考虑，选取风机转子在预留级增加一级动叶片，其他原有设备设施不做更换，预计工期24天。经厂家提供资料验证，改造后大约可提高风压8%-10%，能够满足高炉需求。
2.5 改造实施过程
2009年7月初，我厂开始进入轴流压缩机设备改造论证阶段，2009年7月底，轴流压缩机进行转子加级改造，2009年10月底，1#、2#、4#轴流压缩机转子加级改造结束。
3 改造效果
改造完成后，对机组的运行防喘线进行了重新测量。测量试验采用JB/T3165-1999标准中的开式进出气试验方法，经协商确定，分别在静叶角度30°、40°、50°、60°下做了防喘性能测试，测试结果表明，机组性能得到根本改善，年平均风压从0.37MPa提升到0.41MPa，完全可以在消除放风的情况下满足高炉需求。
对应耗能指标也得到了彻底改善，节能效果非常明显，而且保障了机组和高炉的安全稳定运行（如表2）。
4 经济效益分析
三台AV71-14轴流压缩机加级改造后，每台机组平均能耗降低约1404kW，三台机组年节能降耗：3台×1404kW×24小时×365天×0.55元/度=2029.3万元。
5 小结
（1）本次升压改造工程，投资少、工期短、效果好、见效快。
（2）压缩机运行工况点远离了防喘振调节线，运行参数满足压缩机的设定值，压缩机运行状况平稳，保障了风机运行的安全和稳定性。
（3）轴流压缩机改造完成后，大大降低了生产成本，节能降耗收益明显。
（4）充分适应高炉的工艺状况，压缩机的设定参数不再成为高炉改进工艺、提高产量的瓶颈。
参考文献
[1] 蔡增基龙天渝.【流体力学泵与风机】（第四版）.北京，中国建筑工业出版社，1999.
[2] 孙继瑞熊泽沛.【轴流压缩机技术及应用】.西安，西安陕鼓动力股份有限公司.