[发明专利]基于负荷分配的并联汽电双驱同轴机组的能量回收方法

说明书

本发明公开了一种基于负荷分配的并联汽电双驱同轴机组的能量回收方法，该方法采用同一根蒸汽母管给第一汽轮机和第二汽轮机供余热蒸汽，通过调整第一汽轮机和第二汽轮机的负荷分配，实现第一汽轮机和第二汽轮机在高效区运行时间的最大化；所述的负荷分配的调整是对进入第一汽轮机和第二汽轮机的蒸汽量和压力进行调整。通过汽轮机的负荷分配控制，当蒸汽工况变化时，可以使其中一台汽轮机尽可能多地处于额定压力下高效工作，同时，另外一台汽轮机吃掉剩余的蒸汽，既提高了机组运行的效率，又保证了能量充分回收。

技术领域

本发明属于能量回收领域，涉及烧结余热回收，具体涉及一种基于负荷分配的并联汽电双驱同轴机组的能量回收方法。

背景技术

近年来，随着国家的大力发展基础设施建设，钢铁冶金行业也迅猛发展。而冶金行业是一个高能耗行业，对环境的污染也比较严重。冶金在生产的过程中，会产生大量的余热，而余热的回收利用，对生产能效、产品成本、节能减排均有决定性的作用；尤其近两年，随着国家钢铁行业产能置换相关规定的出台，对设备的高效、节能提出了更高的要求。

目前国内钢铁行业烧结工艺中，对于烧结风机的驱动形式，常用的有两种技术方案：

第一，烧结余热能量回收机组(即SHRT)：

目前烧结风机驱动形式中，SHRT机组采用“汽轮机+离合器+电机+风机”的布置形式，汽轮机直接回收烧结余热蒸汽的能量用于驱动烧结风机运行，与电机共同驱动烧结风机运行。相对于传统的余热发电相比，汽电双驱机组避免了“余热→机械能→电能→机械能”的能量转换损失，具有回收效率高、结构紧凑等优点；并且，降低了用户发电设备的投资，减少了发电并网的手续和审批。

近年来，汽电双驱同轴机组以其可观的能量回收效益、良好的运行表现等优点，被越来越多的用户所采纳，具有巨大的市场空间。

对于烧结余热能量回收机组(SHRT)，现有的汽电双驱同轴机组，只能够实现定转速(工频50Hz)的汽电双驱同轴运行；当工艺系统的负荷变化时，只有采用“调风门”的形式进行调节。

如图1所示，在变工况前，风机的性能曲线处于50Hz转速下，管网特性曲线为1，交点B即风机的运行点；当工况变化风门关小时，管网阻力增大，管网特性曲线变陡(1→2)，而风机的性能曲线仍处于50Hz转速下，运行点变为B’，从图中可以看出，风机的运行点从B变为B’后，节省的能耗为S_A’-A-B-D的同时，但是增加了运S_{B’-C’-C-D}部分的能耗，是否能够节能还取决于S_A’-A-B-D和S_{B’-C’-C-D}的面积大小。

因此，这种方案汽电双驱机组的技术缺陷主要是：不具备变速运行的功能；传统的汽电双驱同轴机组在变工况运行时的节能效果不理想。

第二，“电机+风机”变频运行：

另外一种常用的驱动形式是电机单独驱动烧结风机，并采用两象限变频器进行调速。风机采用“变速+风门调节”结合的方式，根据烧结工艺线的工况变化，调整风机转速。这种布置形式简单，可以根据实际运行的工况，灵活调整风机运行状态，尤其在变转速运行时，风机本身的节能效果非常明显。

这种驱动形式虽然可以实现风机变频调速运行，在工艺变工况时风机能够起到节能的目的。但是，电机单驱的形式不具备余热回收功能，对整个烧结系统，能量回收效率较低；同时，用户还需要单独增加余热发电、并网手续，设备初投资大、手续复杂。

发明内容

针对现有技术存在的不足，本发明的目的在于，提供一种基于负荷分配的并联汽电双驱同轴机组的能量回收方法，以解决现有技术中能量回收效率有待进一步提升的技术问题。

为了解决上述技术问题，本发明采用如下技术方案予以实现：