一种多能耦合型高炉鼓风机驱动系统的制作方法

1.本实用新型属于动力机械工程领域，涉及一种多能耦合型高炉鼓风机驱动系统。


背景技术：

2.在钢铁冶炼过程中，鼓风机是冶炼生产中的关键设备，也是整个冶炼工艺中的能源消耗大户。鼓风机的动力来源于驱动系统，驱动系统的经济性、可靠性、安全性、稳定性关乎整个鼓风机组系统的经济安全可靠稳定运行。
3.目前，鼓风机组主要有电动和汽动两种驱动方式，钢铁企业高炉鼓风机站配置一般是每座高炉分别设置一套汽动鼓风机组，另设一套电动鼓风机作为启动风机，待高炉生产稳定后再切换至汽动鼓风机组。
4.随着钢铁企业转型升级和机组扩容，原有鼓风机组已无法满足企业生产需求，在鼓风机组扩容改造和提升效能的同时，直接重新新建一套常用机组和备用机组将引起初始投资高、现有设备浪费、经济效益差等问题，不满足钢铁企业节能环保绿色发展的发展方向。


技术实现要素：

5.有鉴于此，本实用新型的目的在于提供一种多能耦合型高炉鼓风机驱动系统，实现驱动系统多种工作模式无缝衔接，资源化利用现有小容量鼓风机组，提高驱动系统的能源转换效率，同时降低初始投资成本，实现多能耦合型高炉鼓风的目的。
6.为达到上述目的，本实用新型提供如下技术方案：
7.一种多能耦合型高炉鼓风机驱动系统，包括高参数煤气锅炉、中温中压汽轮机、高参数汽轮机、小容量鼓风机、大容量鼓风机及高炉；所述高参数煤气锅炉分别连接中温中压汽轮机、高参数汽轮机；所述中温中压汽轮机连接至小容量鼓风机，所述高参数汽轮机连接至大容量鼓风机；所述小容量鼓风机及大容量鼓风机分别连接至高炉。
8.可选的，所述高参数煤气锅炉通过蒸汽循环装置与所述高参数汽轮机连通；所述高参数煤气锅炉通过蒸汽循环装置及减温减压装置与中温中压汽轮机连通。
9.可选的，所述高参数汽轮机与所述中温中压汽轮机采用联布置方式，所述高参数汽轮机与所述中温中压汽轮机的主蒸汽管道通过减温减压装置连通。
10.可选的，还包括同步电动发电机，所述高参数汽轮机与所述大容量鼓风机通过同步电动发电机同轴串联布置。
11.可选的，所述高参数汽轮机的转轴与所述同步电动发电机的转轴之间通过自动同步离合器连接。
12.可选的，所述同步电动发电机的转轴与所述大容量鼓风机的驱动轴之间通过变速离合器连接。
13.可选的，所述中温中压汽轮机的转轴与所述小容量鼓风机的驱动轴之间通过变速离合器连接。
14.可选的，所述同步电动发电机为静态励磁电动发电机，通过调节励磁实现发电和电动工作模式切换，同步电动发电机转轴一端与高参数汽轮机连接，另一端与大容量鼓风机连接；
15.可选的，所述高参数汽轮机转轴与同步电动发电机转轴之间通过自动同步离合器连接；
16.可选的，所述同步电动发电机转轴与大容量鼓风机驱动轴之间通过变速离合器连接；
17.可选的，所述中温中压汽轮机转轴与小容量鼓风机驱动轴之间通过变速离合器连接；
18.可选的，所述自动同步离合器一种机械式单向超越离合器，它的接合/脱开只依赖于输入、输出端的转速变化自动进行切换；
19.可选的，所述变速离合器一种超越离合器与行星齿轮变速器相结合组成的变速离合器。
20.可选的，所述小容量鼓风机和大容量鼓风机为轴流式空气压缩机，为高炉提供压缩空气；
21.可选的，所述高参数煤气锅炉为超高温超高压煤气锅炉、亚临界超高温煤气锅炉、超临界超高温煤气锅炉，压力参数≥13.7mpa，温度参数≥540℃；
22.可选的，所述高参数汽轮机为超高温超高压汽轮机、亚临界超高温汽轮机、超临界超高温汽轮机，压力参数≥13.7mpa，温度参数≥540℃，采用再热技术；
23.可选的，所述小容量鼓风机的容量≤30mw，所述大容量鼓风机的容量≥40mw；
24.可选的，所述同步电动发电机的功率≥30mw。
25.本实用新型的有益效果在于：
26.(1)本实用新型提供的多能耦合型高炉鼓风机驱动系统，高参数汽轮机、大容量鼓风机与同步电动发电机同轴串联布置，改变了先发电后用电的工作模式，避免了能源互相转换的效率损失，高参数汽轮机也可提高煤气的利用效率；(2)资源化利用现有中温中压汽轮机组，汽轮机驱动耦合发电的结构布置，有限地减少了设备数量及占地面积，减少运行人员，降低设备初始投资和人力成本；(3)多能耦合型高炉鼓风机驱动系统具备多种工作模式，可实现各工作模式的无缝切换，有力保障了高炉的稳定运行，增加了鼓风系统的稳定性和可靠性。
27.本实用新型的其他优点、目标和特征在某种程度上将在随后的说明书中进行阐述，并且在某种程度上，基于对下文的考察研究对本领域技术人员而言将是显而易见的，或者可以从本实用新型的实践中得到教导。本实用新型的目标和其他优点可以通过下面的说明书来实现和获得。
附图说明
28.为了使本实用新型的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本实用新型作优选的详细描述，其中：
29.图1为本实用新型的整体结构示意图。
30.附图标记：高参数煤气锅炉1、中温中压汽轮机2、高参数汽轮机3、小容量鼓风机4、
同步电动发电机5、大容量鼓风机6、变速离合器7、自动同步离合器8、减温减压装置9、蒸汽循环装置10、高炉11。
具体实施方式
31.以下通过特定的具体实例说明本实用新型的实施方式，本领域技术人员可由本说明书所揭露的内容轻易地了解本实用新型的其他优点与功效。本实用新型还可以通过另外不同的具体实施方式加以实施或应用，本说明书中的各项细节也可以基于不同观点与应用，在没有背离本实用新型的精神下进行各种修饰或改变。需要说明的是，以下实施例中所提供的图示仅以示意方式说明本实用新型的基本构想，在不冲突的情况下，以下实施例及实施例中的特征可以相互组合。
32.其中，附图仅用于示例性说明，表示的仅是示意图，而非实物图，不能理解为对本实用新型的限制；为了更好地说明本实用新型的实施例，附图某些部件会有省略、放大或缩小，并不代表实际产品的尺寸；对本领域技术人员来说，附图中某些公知结构及其说明可能省略是可以理解的。
33.本实用新型实施例的附图中相同或相似的标号对应相同或相似的部件；在本实用新型的描述中，需要理解的是，若有术语“上”、“下”、“左”、“右”、“前”、“后”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此附图中描述位置关系的用语仅用于示例性说明，不能理解为对本实用新型的限制，对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语的具体含义。
34.请参阅图1，为一种多能耦合型高炉鼓风机驱动系统结构示意图，包括高参数煤气锅炉1、中温中压汽轮机2、高参数汽轮机3、小容量鼓风机4、同步电动发电机5、大容量鼓风机6及高炉11；
35.高参数煤气锅炉1利用钢铁生产设备产生的剩余煤气为汽轮机提供蒸汽，高参数煤气锅炉1通过蒸汽循环装置10及与高参数汽轮机3连通，高参数煤气锅炉1通过减温减压装置9和蒸汽循环装置10与中温中压汽轮机2连通，高参数汽轮机3与中温中压汽轮机2采用并联布置方式，高参数汽轮机3与中温中压汽轮机2的主蒸汽管道连通；资源化高效利用现有设备，增加了鼓风系统的备机方案，增加了鼓风系统的可靠性和稳定性。
36.高参数汽轮机3、大容量鼓风机6与同步电动发电机5同轴串联布置，高参数汽轮机3转轴与同步电动发电机5转轴之间通过自动同步离合器8连接；同步电动发电机5转轴与大容量鼓风机6驱动轴之间通过变速离合器7连接；可提高机组的能源转换效率并简化机组设备个数。
37.多能耦合型高炉11鼓风机驱动系统具备灵活切换的四种工作模式，有效解决了鼓风驱动系统的能源平衡问题，同步电动发电机5驱动鼓风机为高炉11送风，高炉11投产后产生的煤气驱动高参数汽轮机3驱动高炉11鼓风机，当高参数汽轮机3高负荷运行时，电动发电机利用剩余轴功发电，解决了剩余轴功浪费的问题；当高参数汽轮机3和同步电动发电机5均出现故障时，中温中压汽轮机2驱动小容量鼓风机4为高炉11送风，有力的保障了高炉11送风需求；当高参数汽轮机3故障时，自动同步离合器8脱开，同步电动发电机5作为电动机驱动大容量鼓风机6，实现了驱动系统故障不影响鼓风系统的目的，不影响高炉11安全稳定
生产。
38.在同步电动发电机5和大容量鼓风机6之间设置变速离合器7，在需要对大容量鼓风机6进行检修时，通过变速离合器7能够在机组不停机情况下快速、简便、可靠地脱开大容量鼓风机6，驱动系统处于纯发电工作模式，规避了剩余煤气放散损耗，实现了资源高效化利用。
39.多能耦合型高炉11鼓风机驱动系统实际生产时，当高参数煤气锅炉1高工况工作，高参数汽轮机3满负荷运行，中温中压汽轮机2停机，同步电动发电机5为发电机运行；当高参数煤气锅炉1停机，高参数汽轮机3及中温中压汽轮机2停机，同步电动发电机5为电动模式满负荷运行；当高参数煤气锅炉1低工况工作，高参数汽轮机3低负荷运行，同步电动发电机5空转，中温中压汽轮机2停机；高参数煤气锅炉1低工况工作，高参数汽轮机3停机，同步电动发电机5停机，高参数煤气锅炉1为中温中压汽轮机2供蒸汽，中温中压汽轮机2满负荷运行；当鼓风机停机，变速离合器7脱开鼓风机，中温中压汽轮机2停机，高参数煤气锅炉1工作，高参数汽轮机3运行，同步电动发电机5处于发电模式。
40.最后说明的是，以上实施例仅用以说明本实用新型的技术方案而非限制，尽管参照较佳实施例对本实用新型进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对本实用新型的技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本技术方案的宗旨和范围，其均应涵盖在本实用新型的权利要求范围当中。