[发明专利]一种多能耦合型高炉鼓风机驱动系统及其控制方法

说明书

本发明属于动力机械工程领域，涉及一种多能耦合型高炉鼓风机驱动系统及其控制方法，该驱动系统包括高参数煤气锅炉、高参数汽轮机、中温中压汽轮机、小容量鼓风机、同步电动发电机、大容量鼓风机。高参数煤气锅炉利用钢铁生产设备产生的剩余煤气为并联布置的高参数汽轮机和中温中压汽轮机提供蒸汽。汽轮机驱动耦合发电的工作模式，改变了先发电后用电的工作模式，避免了能源互相转换的效率损耗；汽电两驱同轴布置方式，减少了设备数量及占地面积，资源化利用现有中温中压汽轮机组，降低设备初始投资和人力成本；多能耦合型高炉鼓风机驱动系统可实现多种工作模式的无缝切换，有力保障了高炉的稳定运行，增加了鼓风系统的稳定性和可靠性。

技术领域

本发明属于动力机械工程领域，涉及一种多能耦合型高炉鼓风机驱动系统及其控制方法。

背景技术

在钢铁冶炼过程中，鼓风机是冶炼生产中的关键设备，也是整个冶炼工艺中的能源消耗大户。鼓风机的动力来源于驱动系统，驱动系统的经济性、可靠性、安全性、稳定性关乎整个鼓风机组系统的经济安全可靠稳定运行。

目前，鼓风机组主要有电动和汽动两种驱动方式，钢铁企业高炉鼓风机站配置一般是每座高炉分别设置一套汽动鼓风机组，另设一套电动鼓风机作为启动风机，待高炉生产稳定后再切换至汽动鼓风机组。

随着钢铁企业转型升级和机组扩容，原有鼓风机组已无法满足企业生产需求，在鼓风机组扩容改造和提升效能的同时，直接重新新建一套常用机组和备用机组将引起初始投资高、现有设备浪费、经济效益差等问题，不满足钢铁企业节能环保绿色发展的发展方向。

发明内容

有鉴于此，本发明的目的在于提供一种多能耦合型高炉鼓风机驱动系统及其控制方法，实现驱动系统多种工作模式无缝衔接，资源化利用现有小容量鼓风机组，提高驱动系统的能源转换效率，同时降低初始投资成本，实现多能耦合型高炉鼓风的目的。

为达到上述目的，本发明提供如下技术方案：

一种多能耦合型高炉鼓风机驱动系统，包括高参数煤气锅炉、中温中压汽轮机、高参数汽轮机、小容量鼓风机、大容量鼓风机及高炉；所述高参数煤气锅炉分别连接中温中压汽轮机、高参数汽轮机；所述中温中压汽轮机连接至小容量鼓风机，所述高参数汽轮机连接至大容量鼓风机；所述小容量鼓风机及大容量鼓风机分别连接至高炉。

可选的，所述高参数煤气锅炉通过蒸汽循环装置与所述高参数汽轮机连通；所述高参数煤气锅炉通过蒸汽循环装置及减温减压装置与中温中压汽轮机连通。

可选的，所述高参数汽轮机与所述中温中压汽轮机采用联布置方式，所述高参数汽轮机与所述中温中压汽轮机的主蒸汽管道通过减温减压装置连通。

可选的，还包括同步电动发电机，所述高参数汽轮机与所述大容量鼓风机通过同步电动发电机同轴串联布置。

可选的，所述高参数汽轮机的转轴与所述同步电动发电机的转轴之间通过自动同步离合器连接。

可选的，所述同步电动发电机的转轴与所述大容量鼓风机的驱动轴之间通过变速离合器连接。

可选的，所述中温中压汽轮机的转轴与所述小容量鼓风机的驱动轴之间通过变速离合器连接。

可选的，所述同步电动发电机为静态励磁电动发电机，通过调节励磁实现发电和电动工作模式切换，同步电动发电机转轴一端与高参数汽轮机连接，另一端与大容量鼓风机连接；

可选的，所述高参数汽轮机转轴与同步电动发电机转轴之间通过自动同步离合器连接；

可选的，所述同步电动发电机转轴与大容量鼓风机驱动轴之间通过变速离合器连接；

可选的，所述中温中压汽轮机转轴与小容量鼓风机驱动轴之间通过变速离合器连接；