CN202359137U - 一种双驱动高炉鼓风机组能量回收利用发电装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种双驱动高炉鼓风机组能量回收利用发电装置。该装置包括依次同轴连接的汽轮机、高炉鼓风机、变速离合器、煤气透平机和发电机。本实用新型由于采用了同轴布置的方案，其结构紧凑，占地面积小，布置方便，机械损失小，效率高，使用成本低，比配置两台单机模式减少30％的使用成本，回收期缩短1～2年。而且有驱动与发电两项功能，安全裕度不减，可以用于大功率高炉鼓风机组，是冶金高炉系统使用的理想机组。

Description

一种双驱动高炉鼓风机组能量回收利用发电装置

技术领域

本实用新型涉及冶金行业能量回收利用装置，特别涉及一种煤气透平机和汽轮机共同驱动高炉鼓风机组能量回收利用发电装置。

背景技术

高炉鼓风机是冶金行业高炉炼铁生产工艺系统中的动力供风关键设备。大型高炉鼓风机组是指为4000m³以上大型高炉配备的动力供风设备，包括大型鼓风机、自控系统、电控系统及驱动机等。大型鼓风机风量可达到7000～10000Nm3/min，驱动功率可达到30000kW～60000kW。

在炼铁流程中，烧结工序能耗约占吨钢能耗的10％以上，冷却机排出的废气带走的热量，其热能大约为烧结矿烧成系统热耗量的35％，充分利用这部分热量可显著降低烧结工序能耗约占冶金总能耗的12％，是仅次于炼铁的第二大耗能工序。一般烧结厂烧结烟气平均温度≤150℃，机尾烟气温度达300～400℃。目前的烧结冷却机余热回收，是通过回收烧结机尾落矿风箱及烧结冷却机密闭段的烟气经除尘器后加热余热锅炉来回收低品位余热能源，结合低温余热发电技术，用余热锅炉的过热蒸气来推动低参数的汽轮发电机组做功发电的成套技术。具体流程是：给水经给水泵进入余热锅炉，经废气加热后，一部分变为过热蒸汽，进入汽轮机作功发电。另一部分经余热锅炉低温段加热后，产生过热或饱和蒸汽进入汽轮机相应低压进汽口作功发电。冷凝水经低压省煤器后由中压锅炉给水泵供给低压汽包，低压汽包具有自除氧功能，实现一个完整的热力循环。

目前高炉鼓风机主要采用电动机或者汽轮机作为驱动机，利用电动机驱动是耗电量过大，采用汽轮机驱动时，如果高炉鼓风机组较少，则一次投资较大，工厂设计布置较复杂。

高炉煤气是炼铁生产的副产品，使用热料入炉时，出炉煤气温度在400～450℃，使用冷料时，出炉煤气温度为200～250℃。高炉煤气余压透平发电装置(Top Gas Pressure RecoveryTurbine，简称TRT)是利用高炉炉顶排出的煤气的压力能及热能转化为机械能并驱动发电机发电的设备，主要包括透平膨胀机和发电机两大部分。将原来高炉减压阀组中损失的高炉煤气能量通过推动透平机转动，带动发电机发电予以回收。TRT装置可回收高炉鼓风机所需能量的30％左右，发电成本很低，经济效益十分显著。

在钢铁冶金流程中，各种能源的转换和使用直至废气排放过程构成钢铁企业的能量流动过程。铁矿石烧结流程及高炉炼铁流程作为钢铁企业中能量消耗的两个重要过程，其余热余压的回收具有重要意义。

发明内容

本实用新型统筹冶金流程中的余热余压回收工艺和高耗能工艺，提供一种双驱动高炉鼓风机组能量回收利用发电装置，以有效提高冶金流程中的余压余热回收利用率。

为了实现上述技术任务，本实用新型采取如下的技术解决方案：

一种双驱动高炉鼓风机组能量回收利用发电装置，包括依次同轴连接的汽轮机、高炉鼓风机、变速离合器、煤气透平机和发电机。

本实用新型的其他技术特征为：

所述高炉鼓风机为轴流压缩机。

所述煤气透平机为轴流干式煤气透平机。

所述发电机为无刷励磁发电机。

煤气透平机通过回收高炉煤气的余压余热而做功，与高炉鼓风机的主驱动机-汽轮机联合驱动高炉鼓风机，变速离合器作为整个装置中的核心设备，当煤气透平机出现故障时，可以自动断开煤气透平机与高炉鼓风机的联接，确保高炉鼓风机的安全可靠运行。同时，当整套装置运行正常，锅炉不减负荷，蒸汽有一定富裕量时，可以通过煤气透平机所配套发电机进行能量回收发电。

本实用新型由于采用了同轴布置的方案，其结构紧凑，占地面积小，布置方便，机械损失小，效率高，使用成本低，比配置两台单机模式减少30％的使用成本，回收期缩短1～2年。而且有驱动与发电两项功能，安全裕度不减，可以用于大功率高炉鼓风机组，是冶金高炉系统使用的理想机组。

附图说明

图1是本实用新型的结构示意图。

以下结合实施例与附图对本实用新型作进一步的详细说明。

具体实施方式

根据国家节能减排的要求，高炉煤气的余压余热必须通过煤气透平机组进行回收发电，二者均为独立的系统。煤气透平机组所回收的电能必须进入当地电网，同时冶金行业所需耗电设备再从电网上吸收电能，由此造成了电能的多次转换，影响煤气透平机组的使用效率。对于汽轮机拖动的高炉鼓风机组，采用与煤气透平机组联合驱动的工艺布置方式，由于煤气透平机组回收功率变化较大，因此对汽轮机的蒸汽管网系统有比较高的要求，在蒸汽管网系统不允许频繁波动的情况下，可以采用增加一台电动/发电机来解决这个问题。

本实用新型的双驱动高炉鼓风机组能量回收利用发电装置，包括汽轮机1、高炉鼓风机2、变速离合器3、煤气透平机4和发电机5，所述汽轮机1和煤气透平机4同轴安装在高炉鼓风机2的两端，煤气透平机4一端通过变速离合器3与高炉鼓风机2连接，另外一端直接与发电机5同轴连接。

高炉鼓风机2采用轴流压缩机，煤气透平机4采用轴流干式煤气透平机，发电机5采用无刷励磁发电机。

变速离合器3为变速箱与离合器构成的组合型变速离合器。

本实用新型将高炉鼓风机2布置在中间，一端直接与汽轮机1连接，另外一端通过变速离合器3与轴流干式煤气透平机4连接，轴流干式煤气透平机4的另外一端与发电机5连接，共同构成同轴布置方式，此布置方式机械损失小，效率高，配套和控制集中，部分辅机合并为一套，占地面积小，布置方便，使用成本低，比配置两台单机模式减少30％的使用成本，回收期缩短1～2年。而且有驱动与发电两项功能，安全裕度不减，可以用于大功率高炉鼓风机组，是冶金高炉系统使用的理想机组。

Claims (4)

1.一种双驱动高炉鼓风机组能量回收利用发电装置，其特征在于，该装置包括依次同轴连接的汽轮机(1)、高炉鼓风机(2)、变速离合器(3)、煤气透平机(4)和发电机(5)。

2.如权利要求1所述的装置，其特征在于，所述高炉鼓风机(2)为轴流压缩机。

3.如权利要求1所述的装置，其特征在于，所述煤气透平机(4)为轴流干式煤气透平机。

4.如权利要求1所述的装置，其特征在于，所述发电机(5)为无刷励磁发电机。

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