水泥行业带能量回馈功能的各类转动设备汽电双驱装置的制作方法

本实用新型属于水泥领域，尤其涉及一种水泥行业带能量回馈功能的各类转动设备汽电双驱装置。

背景技术：

目前，国家为化解水泥行业产能严重过剩矛盾，避免水泥熟料生产排放与取暖锅炉排放叠加，减轻采暖期大气污染，要求水泥企业冬季错峰生产。导致水泥企业在生产期为了降低综合成本普遍超负荷生产，进而造成现有水泥配套余热回收系统蒸汽产量增加，使得余热电站汽轮机及发电机超负荷运行，带来一定的安全隐患。

为此，可采用蒸汽轮机消耗掉增产的蒸汽，用来驱动水泥企业中各类运转设备，解决上述问题。同时，还能带来以下好处：

1）节电：根据国家发展改革委、工业和信息化部关于水泥企业用电实行阶梯电价政策有关问题的通知，水泥熟料生产线可比熟料综合电耗不超过64kWh/t的，其用电不加价；可比熟料综合电耗＞64kWh/t但≤67kWh/t的，电价每千瓦时加价0.1元；可比熟料综合电耗＞67kWh/t的，电价每千瓦时加价0.2元。国内仍有不少水泥企业其可比熟料综合电耗均较高，进行蒸汽轮机直接驱动改造后，减少了运转设备的电能消耗，同时降低了可比熟料综合电耗，排除了企业阶梯电价加价风险。

2）节能：蒸汽轮机直接驱动运转设备能量转换环节为“蒸汽—汽轮机—转动设备”；电动机驱动运转设备能量转换环节为“蒸汽一汽轮机—发电机—电力传输网络—电动机—转动设备”。两相比较，蒸汽轮机直接驱动转动设备减少了能量转换的中间环节，其能源的有效利用率更高。

3）节钱：电机驱动方案中余热发电系统发出的电要并入当地电网，用电设备用电还要从电网购电或向电网企业上缴一定比例的过网费；而蒸汽轮机直接驱动方案没有这笔额外支出。

技术实现要素：

针对背景技术中的问题，本实用新型的目的在于提供一种水泥行业带能量回馈功能的各类转动设备汽电双驱装置，通过加装蒸汽轮机、减速机、离合器及特制变频器，可消耗水泥熟料生产线余热回收增产的蒸汽做功，用来和电机一起驱动各类运转设备。蒸汽量充足时，蒸汽轮机代替电机驱动；蒸汽量不足时，蒸汽轮机与电机同时驱动；蒸汽量富裕时，蒸汽轮机代替电机驱动的同时还可输出电能进行能量回馈。

为了实现上述目的，本实用新型的技术方案如下：

一种水泥行业带能量回馈功能的各类转动设备汽电双驱装置，所述装置包括驱动蒸汽轮机及辅助装置、减速机、离合器、特制变频器、转动设备、异步电动机和配套的电气、控制装置，其特征在于：

所述驱动蒸汽轮机主轴通过联轴器与减速机一端主轴相连，所述减速机的另一端主轴通过联轴器与离合器相连，所述离合器又通过联轴器与转动设备一端主轴相连，所述转动设备另一端主轴通过联轴器与异步电动机相连，上述部件依次通过主轴和联轴器连在一起组成一个装置。

进一步地，所述驱动蒸汽轮机及辅机装置包括驱动蒸汽轮机、凝结水装置、循环冷却水装置；

凝结水装置包括相互连接的凝结水泵和蒸汽轮机冷凝器，所述循环冷却水装置包括相互连接的冷却塔和冷却水循环泵。

进一步地，所述蒸汽轮机和异步电动机分居在转动设备的两侧。

进一步地，所述汽电双驱装置包括蒸汽单驱模式、汽电双驱模式或能量回馈模式三种模式，该三种模式独立运行；

所述蒸汽单驱模式：蒸汽轮机的输出机械功率等于转动设备转动所需功率；离合器同轴带动异步电动机空转运行，特制变频器不工作；

所述汽电双驱模式：蒸汽轮机的输出机械功率小于转动设备转动所需功率；异步电动机由特制变频器驱动通电运转，补充转动设备转动所需功率之不足；

所述能量回馈模式：蒸汽轮机的输出机械功率大于转动设备转动所需功率；离合器同轴带动异步电动机运行，特制变频器将富余功率部分驱动异步电动机进行能量回馈向外输出电能。

进一步地，所述蒸汽轮机和异步电动机位于转动设备的同一侧。

进一步地，所述驱动蒸汽轮机为各类汽轮机、螺杆机或膨胀机，热力循环工质为水或其它低沸点工质。

进一步地，所述减速机为齿轮减速器、蜗杆减速器或行星齿轮减速器。

进一步地，所述离合器为电磁离合器、磁粉离合器、摩擦式离合器或液力离合器。

本实用新型相对于现有技术的有益效果在于：

本实用新型的特点是通过一种带能量回馈功能的汽电双驱装置，消耗蒸汽做功驱动各类运转设备。蒸汽量充足时，蒸汽轮机代替电机驱动；蒸汽量不足时，蒸汽轮机与电机同时驱动；蒸汽量富裕时，蒸汽轮机代替电机驱动的同时还可输出电能进行能量回馈。充分满足由于水泥熟料生产工艺变化造成的蒸汽产量波动，提高各类运转设备的运行可靠性和经济性。

能量回馈模式一是实现了蒸汽驱动转动设备的目的，二是能维持驱动汽轮机保持在满负荷高效运行状态。

附图说明

图1为实施例1的工艺流程及装置示意图；

图2 为实施例2的工艺流程及装置示意图。

其中，1-蒸汽轮机、2-减速机、3-离合器、4-转动设备、5-特制变频器、6-异步电动机、7-凝结水泵、8-冷凝器、9-冷却塔、10-冷却水循环泵。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施方式，对本实用新型的具体实施方案作详细的阐述。这些具体实施方式仅供叙述而并非用来限定本实用新型的范围或实施原则，本实用新型的保护范围仍以权利要求为准，包括在此基础上所作出的显而易见的变化或变动等。

实施例1：

如图1所示，本实施例提供了一种水泥行业带能量回馈的各类转动设备汽电双驱装置，用于消耗富裕蒸汽做功驱动各类运转设备。本装置蒸汽轮机1、减速机2、离合器3、转动设备4、特制变频器5、异步电动机6、凝结水泵7、冷凝器8、冷却塔9、冷却水循环泵10组成，其中蒸汽轮机1与减速机2的输入端同轴，减速机2的输出端与离合器3、转动设备4、异步电动机6依次同轴连接。

蒸汽轮机1和异步电动机6分居在转动设备4的两侧。

所述的特制变频器（或其他类似装置）结合驱动各类转动设备的异步电机，具有能量回馈功能；在驱动蒸汽轮机输入功大于转动设备耗功时，可将蒸汽轮机携带的多余机械能由该变频器驱动异步电动机转化为电能输出进行能量回馈。

优选的，所述的驱动蒸汽轮机及辅机装置包括驱动蒸汽轮机、凝结水装置、循环冷却水装置。

优选的，所述的驱动蒸汽轮机可以为各类汽轮机、螺杆机或膨胀机，热力循环工质可以为水或其它低沸点工质。

所述的凝结水装置包括蒸汽轮机凝汽器、凝结水泵。

优选的，所述的循环冷却水包括冷却水循环泵、冷却塔。

优选的，所述的减速机可以为齿轮减速器、蜗杆减速器或行星齿轮减速器，如蒸汽轮机与运转设备转速相同可不设减速机。

优选的，所述的离合器可以为电磁离合器、磁粉离合器、摩擦式离合器或液力离合器，如转动设备允许停机检修可不设离合器。

按照水泥企业供应蒸汽量的多少，可以将本实施例的运行方式分为下述三种情况：

1）当蒸汽量充足时的蒸汽单驱模式：水泥熟料生产线所产蒸汽通入蒸汽轮机1推动其转动，带动减速机2变速后，再通过离合器3带动转动设备4转动；此时蒸汽轮机1的输出机械功率等于转动设备4转动所需功率；离合器3同轴带动异步电动机6空转运行，特制变频器5不工作；该运行方式为蒸汽单驱模式。

2）当蒸汽量不足时的汽电双驱模式：水泥熟料生产线所产蒸汽通入蒸汽轮机1推动其转动，带动减速机2变速后，再通过离合器3带动转动设备4转动；此时蒸汽轮机1的输出机械功率小于转动设备4转动所需功率；异步电动机6由特制变频器5驱动通电运转，补充转动设备4转动所需功率之不足；该运行方式为汽电双驱模式。

3）当蒸汽量富裕时的能量回馈模式：水泥熟料生产线所产蒸汽通入蒸汽轮机1推动其转动，带动减速机2变速后，再通过离合器3带动转动设备4转动；此时蒸汽轮机1的输出机械功率大于转动设备4转动所需功率；离合器3同轴带动异步电动机6运行，特制变频器5将富余功率部分驱动异步电动机6进行能量回馈向外输出电能；该运行方式为能量回馈模式。

实施例2：

如图2所示，蒸汽轮机1和异步电动机6位于转动设备4的同一侧，三种运行模式与实施例1相同，其他均与实施例1相同。

实施例3：

以日产5000吨熟料生产线的某企业为项目实施例，其窑尾高温风机配套电机额定功率为2800kW（常年运行功率为2300kW），余热电站发电机装机功率9000kW。该企业在生产期超负荷至日产6000吨水泥熟料，余热回收蒸汽量增加，余热电站超发至9500kW~10000kW，存在较大的安全隐患。企业通过技术改造，新建一套带反向能量回馈的窑尾高温风机汽电双驱装置，驱动汽轮机装机容量2800kW；运行时优先通入足量蒸汽，维持驱动汽轮机2800kW运转，此时驱动汽轮机满负荷运行，设备效率最高；由于窑尾高温风机常年运行功率为2300kW，消耗不掉驱动汽轮机2800kW的输入功率，则多余的500kW由特制变频器驱动异步电动机进行能量回馈向外输出电能。该运行方式一是消耗了企业富余蒸汽，避免了余热电站超发的安全隐患；二是按能量回馈模式运行，维持驱动汽轮机满负荷高效运行。