专利名称：一种烧结余热回收与烧结主抽风机联合驱动机组的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及钢铁冶金流程中能量回收利用设备，具体涉及一种烧结余热回收与烧结主抽风机联合驱动机组。
背景技术：
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°C，机尾烟气温度达300°C 400°C。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汽来推动低参数的汽轮发电机组做功发电的成套技术。该技术是将热能转换为机械能，然后二次转换为电能的能量回收技术。需要单独投资厂房、发电设备、单独设计控制系统，并且配备一套高压并网及上网设备，投资成本较大。烧结主抽风机是铁矿石原料烧结的关键设备，与相应规格的烧结机配套使用，输送的介质为烧结烟气。烧结烟气在进入烧结主抽风机之前，必须经过除尘，使灰粒或其它杂物除尽。在钢铁企业烧结流程中，烧结主抽风机容量占到总装机容量的30% 50%。由于烧结生产中部分附属设备运转率低，且选择的电机容量偏大，主抽风机耗电量占到50% 70%。因此，烧结主抽风机是烧结系统的耗电大户。现有的烧结主抽风机由电动机驱动，机组布置见下图。该技术是将电能转换为机械能，通过电动机拖动烧结主抽风机旋转的机组。 需要单独投资厂房、单独设计控制系统，投资成本较大。
发明内容针对现有技术的缺陷或不足，本实用新型的目的为提供一种烧结余热回收与烧结主抽风机联合驱动机组。以在减少设备、厂房等物资投入的同时，进一步提高炼铁工艺中的能量回收率。为实现上述技术任务，本实用新型采取如下的技术解决方案一种烧结余热回收与烧结主抽风机联合驱动机组，其特征在于，包括双输出轴的烧结主抽风机、同步电动机、变速离合器和烧结余热回收汽轮机，所述烧结主抽风机的一输出轴端与同步电动机同轴连接，烧结主抽风机的另一输出轴端通过变速离合器与烧结余热回收汽轮机同轴连接。所述变速离合器自动卩齿合转速为2900r/min 3100r/min。所述烧结余热回收汽轮机与烧结主抽风机之间的转速比为2 3。本实用新型的机组具有如下的技术特点(I)新颖独特的三机同轴串联设计思路。(2)取消发电机，取消高压发配电系统；润滑油站合并；动力油站合并；自控系统优化集成为一套系统控制两套机组；节省设备投资而功能不变。(3)创新性的能量转化节能模式，将烧结余热回收的能量直接作为旋转机械能补充在轴系上，同轴驱动烧结主抽风机，电动机只需输出烧结主抽风机耗功和烧结余热回收汽轮机做功的功率差。降低了原电动机运行的电流，使驱动烧结主抽风机的电动机在线降低电流而节能。(4)独特的应用离合器在线啮合与脱开功能增强机组安全裕度。当余热汽轮机正常时，离合器啮合，把烧结余热回收汽轮机回收的功率传递给烧结主抽风机。当余热汽轮机故障时，汽轮机与烧结主抽风机之间的离合器脱开，使用电动机单独驱动烧结主抽风机运行，保证烧结系统的正常生产。本实用新型的机组形成全新的烧结余热与烧结主抽风机能量回收三机组，直接省去了发电机及发配电系统，能量直接利用回收并作用于轴系驱动烧结主抽风机，省去了去电网和下电网的两次能量转换，此项技术的应用使能量回收效率在之前系统各自独立的基础上可提闻4%左右,综合节能效率大大提闻。同时，将两套系统合而为一之后，功能优化， 两套机组的辅机系统合并，控制系统集成，公用厂房、润滑油站、动力油站等，简化设备，结构紧凑，布置方便，效率更高。大大降低投资及运行成本，降低焦比，提高能量回收效率。
图I为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详细说明。
具体实施方式
本实用新型从冶金工艺整个系统的耗能特点考虑，将烧结余热能量回收发电技术与电动机拖动的烧结主抽风机驱动系统集成配置。如附图I所示，具体是将烧结余热回收汽轮机I、双输出轴的烧结主抽风机3以及同步电动机4同轴串联布置，其中烧结主抽风机3的一输出端与同步电动机4同轴连接,烧结主抽风机3的另一输出端通过变速离合器 2与烧结余热回收汽轮机I实现同轴连接。为保证机组的稳定运行，经过长期理论和实践研究，所述的变速离合器2自动哨合转速为2900r/min 3100r/min。所述的烧结余热回收汽轮机I与烧结主抽风机3之间的速比为2 3，转子在该速比下运行时不会发生扭转振动方面的问题。本实用新型在原有的电机驱动的烧结主抽风机和烧结余热能量回收发电系统技术的基础上，将两种系统集成配置，形成烧结余热回收汽轮机与电动机同轴驱动烧结主抽风机的新型联合能量回收机组。取消了发电机及发配电系统，合并自控系统，润滑油系统， 调节油系统等，避免了能量转换的损失环节，增加了能量回收，确保装置在各种工况下都不会影响到烧结生产线的正常运行，并且能最大限度回收利用烧结烟气余热的能量。具有在线啮合及在线分离之功能。在实际运行中，双输出轴的烧结主抽风机与烧结余热回收汽轮机之间用变速离合器连接，烧结主抽风机启动后，当烧结余热回收汽轮机转速升到2900r/ min 3100r/min时变速离合器自动啮合，与电动机双输出轴的一起驱动双出轴的烧结主抽风机，电动机输出功率下降，从而达到节能的目的；当汽轮机出现故障，转速低于2900r/ min 3100r/min时，变速离合器自动脱开，用电动机单独驱动烧结主抽风机，执行无扰动切换，安全可靠。当整套机组正常运行时，烧结工艺各种工况对烧结主抽风机风量的需求主要通过烧结主抽风机的调节门来实现，不论任何情况，烧结主抽风机组都是一套独立的系统，可以完全满足烧结工艺正常运行的各种工况。为确保了电动机驱动和汽轮机驱动的两种驱动方式同步配合，在烧结余热回收汽轮机与烧结主抽风机之间配有大型变速离合器，通过联轴器连接。汽轮机未启动、离合器未结合前，烧结主抽风机由电动机驱动，同时带动变速离合器输出端转动，离合器输入端处于静止状态；汽轮机启动后，带动离合器输入端转动，当同步离合器输入端转速高于输出端转速后，离合器结合，汽轮机功率通过小、大齿轮、同步离合器及联轴器，传递到烧结主抽风机。当烧结余热回收汽轮机出现故障时，通过变速离合器在线脱开，用电动机单独驱动烧结主抽风机，执行无扰动切换。实施例I :该实施例中，上述的双输出轴的烧结主抽风机3具体为离心式鼓风机；上述的烧结余热回收汽轮机I具体为凝汽式汽轮机。凝汽式汽轮机I、离心式鼓风机3以及同步电动机4同轴串联布置，其中，离心式鼓风机3与凝汽式汽轮机I之间通过变速离合器2实现同轴连接，为保证机组的稳定运行，所述的变速离合器2自动啮合转速为3000r/min，即离心式鼓风机3启动后，当凝汽式汽轮机I转速升到3000r/min时变速离合器2自动啮合，与电动机4 一起驱动双出轴的离心式鼓风机3，电动机4输出功率下降，从而达到节能的目的。 当汽轮机I出现故障，转速低于3000r/min时，变速离合器2自动脱开，用电动机4单独驱动离心式鼓风机3，执行无扰动切换，安全可靠；烧结余热凝汽式汽轮机I与离心式鼓风机 3之间的速比为2. 973，其中汽轮机I的具体工作转速为2973r/min ;离心式鼓风机2的工作转速为1000r/min。实施例2 该实施例中烧结主抽风机3转速为1500r/min,根据余热蒸汽参数,选择余热汽轮机转速为3000r/min时，具有较高的能量回收效率。烧结余热汽轮机与烧结主抽风机之间的速比为2。
权利要求1.一种烧结余热回收与烧结主抽风机联合驱动机组，其特征在于，包括双输出轴的烧结主抽风机(3)、同步电动机(4)、变速离合器(2)和烧结余热回收汽轮机(I)，所述烧结主抽风机(3)的一输出轴与同步电动机(4)同轴连接，烧结主抽风机(3)的另一输出轴通过变速离合器(2)与烧结余热回收汽轮机(I)同轴连接。
2.如权利要求I所述的烧结余热回收与烧结主抽风机联合驱动机组，其特征在于，所述变速离合器(2)的自动啮合转速为2900r/min 3100r/min。
3.如权利要求I所述的烧结余热回收与烧结主抽风机联合驱动机组，其特征在于，所述烧结余热回收汽轮机(I)与烧结主抽风机(3)之间的转速比为2 3。
专利摘要本实用新型公开了一种烧结余热回收与烧结主抽风机联合驱动机组。该机组包括双输出轴的烧结主抽风机、同步电动机、变速离合器和烧结余热回收汽轮机，所述烧结主抽风机的一输出轴与同步电动机同轴连接，烧结主抽风机的另一输出轴通过变速离合器与烧结余热回收汽轮机同轴连接。该机组提高了冶金系统能量回收效率，是一种新型冶金系统节能减排设备。
文档编号C22B1/16GK202297733SQ20112041857
公开日2012年7月4日 申请日期2011年10月28日 优先权日2011年10月28日
发明者周宁, 孙鸿声, 文省政, 李普会, 柳黎光, 牛卫民, 王美娜, 符海华, 贾江平, 邓建平, 郑秀萍 申请人:西安陕鼓动力股份有限公司