专利名称：一种回收高炉煤气余热和余压能量的双透平机组的制作方法
技术领域：
本实用新型属于动力机械工程技术领域，特别涉及一种利用高炉煤气余压和余热 发电的装置。
背景技术：
高炉炼铁过程中会产生具有一定压力和温度的高炉煤气，高炉煤气余压透平发电 装置(Blast Furnace Top Gas Recovery Turbine Unit，简称 TRT)是利用高炉煤气的压 力能及热能，使煤气通过透平膨胀机做功，将其转化为机械能，驱动发电机发电而进行能量 回收的一种节能装置。高炉煤气余压透平机回收的能量能够达到高炉鼓风机能耗的25 45%。高炉煤气余压透平机做功后会排出低压高炉煤气，此种低压高炉煤气可作为锅炉 燃烧的能源产生蒸汽，因此，低压高炉煤气的利用可提高高炉煤气能量的回收率。现有技术 虽然对低压高炉煤气的利用有所报道，但将其与高压煤气共同用于驱动发电机发电未见报 道。
发明内容本实用新型的目的在于克服现有技术的不足，提供一种回收高炉煤气余热和余压 能量的双透平机组，以解决提高高炉煤气能量回收率、降低机组运行成本的技术问题。本实用新型的技术方案将煤气余压透平机与汽轮机进行组合，共同驱动发电机 发电，所述汽轮机、发电机、煤气余压透平机共用一套辅助系统。本实用新型所述回收高炉煤气余热和余压能量的双透平机组，包括煤气余压透平 机、发电机、辅助系统、汽轮机、第一超越离合器(overrunning clutch)和第二超越离合器， 所述发电机的两端均设置有转轴，汽轮机的动力输出轴通过第一超越离合器与发电机一端 的转轴相连，煤气余压透平机的动力输出轴通过第二超越离合器与发电机另一端的转轴相 连，所述汽轮机、发电机、煤气余压透平机共用一套辅助系统。本实用新型所述回收高炉煤气余热和余压能量的双透平机组，其汽轮机、发电机、 煤气余压透平机和辅助系统安装在同一厂房内。本实用新型具有以下有益效果1、将一台煤气余压透平机、一台汽轮机和一台发电机通过轴系连接在一起，煤气 余压透平机用于回收高压高炉煤气的能量，汽轮机用于回收煤气余压透平机做功后排出的 低压高炉煤气的能量，可提高高炉煤气能量的回收率。2、将煤气余压透平机、汽轮机布置在发电机的两侧，通过超越离合器实现煤气余 压透平机与发电机的连接、汽轮机与发电机的连接，在正常工作情况下，煤气余压透平与汽 轮机都作为原动机为发电机提供动力，同时驱动发电机发电，在汽轮机或煤气余压透平机 出现故障时，不影响发电机的正常运行。3、本实用新型所述双透平机组的汽轮机、发电机、煤气余压透平机和辅助系统安装在同一厂房内，可降低建设成本约30%，减少占地面积约30%，降低管理人力投入约 30%。
图1是本实用新型所述回收高炉煤气余热和余压能量的双透平机组的结构示意 图。图中，1-汽轮机、2-第一超越离合器、3-发电机、4-第二超越离合器、5-煤气余压 透平机、6-辅助系统。
具体实施方式
以下结合附图通过实施例对本实用新型所述回收高炉煤气余热和余压能量的双 透平机组的结构和工作原理作进一步说明。本实施例中，回收高炉煤气余热和余压能量的双透平机组的结构如图1所示，包 括汽轮机1、发电机3、煤气余压透平机5、第一超越离合器2、第二超越离合器4和辅助系统 6，整个机组的转速为3000转/分钟。煤气余压透平机5为常规的TRT结构，汽轮机1为常 规的汽轮机组结构，发电机3的两端均设置有转轴；第一超越离合器2和第二超越离合器4 可通过市场购买(有市售商品)，也可参照《机械设计手册》第2卷、第3章中的“离合器” 部分自行设计制造，它们的啮合转速设计值均为3000转/分钟；辅助系统包括润滑油系统 (为机组轴系润滑)，液压系统(为机组中的阀门等部件提供动力)，氮气密封系统(为机组 轴系密封，将工作介质与外界大气隔绝)，给排水系统(为机组、润滑油系统、液压油系统等 提供冷却水)，自动控制系统(控制整个机组的操作)，配电系统，阀门系统等。如图1所示，本实施例中，所述发电机3布置在中间，汽轮机1的动力输出轴通过 第一超越离合器2与发电机3 —端的转轴相连，煤气余压透平机5的动力输出轴通过第二 超越离合器4与发电机3另一端的转轴相连，所述汽轮机、发电机、煤气余压透平机共用一 套辅助系统6。本实施例所述回收高炉煤气余热和余压能量的双透平机组的工作原理煤气余压 透平机5的运行介质为高炉炼铁后的高压煤气，汽轮机1的工作介质为煤气余压透平机做 功后的低压高炉煤气作为锅炉能源产生的高温蒸汽，汽轮机1和煤气余压透平机5相互独 立，当汽轮机和煤气余压透平机的转速达到3000转/分钟时，第一超越离合器2、第二超越 离合器4自动啮合，煤气余压透平机与汽轮机都作为原动机为发电机3提供动力，同时驱动 发电机3发电，当汽轮机1或煤气余压透平机5的转速低于3000/分钟转时，所对应的超越 离合器自动脱开。
权利要求1.一种回收高炉煤气余热和余压能量的双透平机组，包括煤气余压透平机(5)、发电 机(3)、辅助系统(6)，其特征在于还包括汽轮机(1)、第一超越离合器(2)和第二超越离合 器G)，所述发电机(3)的两端均设置有转轴，汽轮机(1)的动力输出轴通过第一超越离合 器O)与发电机C3) —端的转轴相连，煤气余压透平机(5)的动力输出轴通过第二超越离 合器(4)与发电机C3)另一端的转轴相连，所述汽轮机、发电机、煤气余压透平机共用一套 辅助系统(6)。
2.根据权利要求1所述的回收高炉煤气余热和余压能量的双透平机组，其特征在于汽 轮机(1)、发电机(3)、煤气余压透平机(5)和辅助系统(6)安装在同一厂房内。
专利摘要一种回收高炉煤气余热和余压能量的双透平机组，包括煤气余压透平机、发电机、辅助系统、汽轮机、第一超越离合器和第二超越离合器，所述发电机的两端均设置有转轴，汽轮机的动力输出轴通过第一超越离合器与发电机一端的转轴相连，煤气余压透平机的动力输出轴通过第二超越离合器与发电机另一端的转轴相连，所述汽轮机、发电机、煤气余压透平机共用一套辅助系统。
文档编号F27D17/00GK201924027SQ20102066070
公开日2011年8月10日 申请日期2010年12月15日 优先权日2010年12月15日
发明者任先念, 师亚洲, 王国有, 陈亮 申请人:成都发动机(集团)有限公司