[发明专利]一种高炉鼓风机驱动系统及工作模式

说明书

本发明属于动力机械工程领域，涉及一种高炉鼓风机驱动系统及工作模式。包括依次同轴串联设置的高炉煤气锅炉、再热汽轮机、变速离合器，高炉鼓风机、双向变速离合器及同步电动发电机。鼓风机驱动轴一端通过变速离合器与再热汽轮机转轴相连接；鼓风机驱动轴一端采用双向变速离合器与同步电动发电机的转轴相连接。再热汽轮机、同步发电电动机和高炉鼓风机驱动轴串联布置在一个轴系上，驱动系统工作模式灵活多变；再热汽轮机在驱动鼓风机工作的同时又可驱动电动发电机发电，提升了煤气利用效率；减少了设备数量及占地面积，降低设备初始投资和人力成本；具有提高能源利用率、投资成本低、驱动模式灵活可调、驱动系统可靠性高等优点。

技术领域

本发明属于动力机械工程领域，涉及一种高炉鼓风机驱动系统及工作模式。

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机和汽轮机两种驱动方式，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，但这种配置方案存在有设备数量多、占地大、投资成本高等缺陷。

发明内容

有鉴于此，本发明的目的在于提供一种高炉鼓风机驱动系统及工作模式，系统匹配再热汽轮机、同步电动发电机、变速离合器及双向变速离合器，改变了先发电再用电的工作模式，实现了驱动系统多种工作模式灵活切换，提高了驱动系统的能源转换效率，减少了设备数量，同时降低初始投资成本和人工成本。

为达到上述目的，本发明提供如下技术方案：

一种高炉鼓风机驱动系统，包括串联布置的再热汽轮机、高炉鼓风机以及同步电动发电机；还包括与所述再热汽轮机相连的煤气锅炉。

可选的，所述煤气锅炉通过蒸汽循环装置与所述再热汽轮机连通。

可选的，所述再热汽轮机的转轴与所述同步电动发电机的转轴之间通过变速离合器连接。

可选的，所述变速离合器是超越离合器与行星齿轮变速器相结合组成的变速离合器。

可选的，所述同步电动发电机的转轴与所述高炉鼓风机的驱动轴之间通过双向变速离合器连接。

可选的，所述双向变速离合器为按需控制、双向离合的变速离合器。

可选的，所述再热汽轮机为超高温超高压汽轮机、亚临界超高温汽轮机、超临界超高温汽轮机。

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。

可选的，所述高炉鼓风机的容量≥25MW；所述同步电动发电机的发电功率≥25MW，电动功率≥30MW。

一种高炉鼓风机的工作模式，提供上述的一种高炉鼓风机驱动系统，包括以下工作模式：

(1)纯电动驱动工作模式

当再热汽轮机未启动或发生故障时，变速离合器脱开，双向变速离合器啮合，同步电动发电机作为电动机驱动鼓风机；

(2)汽动驱动耦合发电工作模式

当再热汽轮机满负荷运行时，变速离合器啮合，再热汽轮机驱动鼓风机，双向变速离合器啮合，再热汽轮机剩余的轴功驱动同步电动发电机发电；

(3)纯汽动驱动工作模式

当再热汽轮机低负荷运行时，双向变速离合器脱开，同步电动发电机停机，再热汽轮机驱动鼓风机。

本发明的有益效果在于：