一种复合动力驱动的高炉鼓风节能装置制造方法及图纸

本实用新型专利技术涉及一种复合动力驱动的高炉鼓风节能装置，包括高炉，在高炉炉顶通过管路连接有重力除尘器、干湿两用除尘器、减压阀组；以及电动机或汽轮机、变速箱、高炉鼓风机，在干湿两用除尘器、减压阀组之间还连接有旋转分离器；在减压阀组的两端连接有煤气透平机，煤气透平机通过变速离合器连接在高炉鼓风机一端，电动机通过变速箱连接在高炉鼓风机另一端，或汽轮机连接高炉鼓风机另一端，煤气透平机、变速离合器、高炉鼓风机、变速箱和电动机或汽轮机构成同一轴系。由于采用了旋转分离器，使进入煤气透平机的介质更清洁且减少介质中水分，可延长煤气透平机的使用寿命，减轻维修人员劳动强度，提高煤气透平机维修效率，延长煤气透平机维修周期。

【技术实现步骤摘要】
一种复合动力驱动的高炉鼓风节能装置
本技术属于动力机械工程专业
，涉及高炉鼓风机组的能量回收装置，特别是一种复合动力驱动的高炉鼓风节能装置。
技术介绍
高炉煤气是炼铁生产的副产品，使用热料入炉时，出炉煤气温度在400℃～450℃，使用冷料时，出炉煤气温度为200℃～250℃。目前已经广泛采用的高炉煤气余压透平发电装置(TopGasPressureRecoveryTurbine，简称TRT)是利用高炉炉顶排出的煤气的压力能及热能转化为机械能并驱动发电机发电的设备，主要包括透平机和发电机两大部分。将原来高炉减压阀组中损失的高炉煤气能量通过推动透平机转动，带动发电机发电予以回收。TRT装置可回收高炉鼓风机所需能量的30％～50％左右，经济效益十分显著。现有的高炉鼓风机均采用高效率、低能耗的全静叶可调轴流式压缩机高炉鼓风机均采用高效率、低功耗的全静叶可调轴流式压缩机，这种压缩机属于高技术密集型透平机械，涉及气体动力学、机械、振动、强度、材料、铸造、控制等几十个专业，作为大型高炉的动力供风设备，全静叶可调轴流式压缩机的安全可靠性、能耗、调节范围、噪音等参数是衡量其技术先进与否的关键。由于TRT机组中的煤气透平和高炉鼓风机都是旋转机械，申请人创造性的将TRT机组中的煤气透平直接连接在高炉鼓风机上，构成了BPRT机组，简称BPRT(BlastFurnacePowerRe-coveryTuebine)装置，是国内应用于450m3高炉最先投运的第一套同轴系的三机组。该机组中，煤气透平将煤气的压力能和热能变为机械能后直接驱动高炉鼓风机，且少了发电机的机械能变为电能和电动机的电能(或者汽轮机的蒸汽)转变为机械能的两次能量转变过程所产生的损失，以及电能传输过程中的线路损耗。BPRT机组与先前的TRT机组和高炉鼓风机的分轴机组相比，减少了TRT机组中的发电机及其发、配电系统，润滑油站由两台油站及其其它附属系统变为共用一套，设备投资减少20％～30％，设备厂房和控制室合并，土建投资减少，该BPRT机组的投运，对节能、增效具有十分深远的意义。BPRT机组不仅能回收高炉炉顶煤气所具有的压力能和热能，降低煤气输送管网的流动噪声，而且可对高炉顶压、轴流风机、煤气透平进行高智能控制，提高高炉的冶炼强度和产量。使用BPRT机组不仅回收了以往在减压阀组浪费掉的能量，而且可以减少废弃物排放量、进一步提高能源利用率。随着申请人BPRT机组的推广应用，用户在运行BPRT机组过程中发现，随着时间的推移，BPRT机组中的煤气透平机和变速离合器的维修率不断的增长，其维修周期也有缩短，经维修检查发现，其主要问题出现在煤气透平机的转子、静叶和动叶产生锈蚀，由于煤气透平机长期工作在恶略的环境下，尤其是静叶和动叶的锈蚀带来的煤气透平机的除锈、以及动叶的调整非常困难，当锈蚀严重时，造成更换新的煤气透平机，因此有必对原高炉能量回收机组(BPRT)的布置形式进行改进。
技术实现思路
针对BPRT机组中的煤气透平机易受腐蚀所造成的寿命短，且维修周期缩短的技术问题，本技术的目的在于，提供一种复合动力驱动的高炉鼓风节能装置。为了实现上述任务，本技术采取如下的技术解决方案：一种复合动力驱动的高炉鼓风节能装置，包括高炉，在高炉的炉顶通过管路连接有重力除尘器、干湿两用除尘器、减压阀组；以及电动机或汽轮机、变速箱、高炉鼓风机，其特征在于：在干湿两用除尘器、减压阀组之间还连接有旋转分离器；在减压阀组的两端连接有煤气透平机，煤气透平机通过变速离合器(9)连接在高炉鼓风机的一端，电动机通过变速箱连接在高炉鼓风机的另一端；煤气透平机、变速离合器、高炉鼓风机、变速箱和电动机构成同一轴系；或者：在减压阀组的两端连接有煤气透平机，煤气透平机通过变速离合器连接在高炉鼓风机的一端，汽轮机连接在高炉鼓风机的另一端；煤气透平机、变速离合器、高炉鼓风机、汽轮机构成同一轴系。本技术的其它特点是：所述的高炉鼓风机选择全静叶可调轴流式压缩机，且该全静叶可调轴流式压缩机为双输入轴。所述的电动机或汽轮机、变速箱、高炉鼓风机、变速离合器以及煤气透平机之间通过金属膜片挠性联轴器相连接。所述高炉的一端还连接有热风炉，热风炉上连接有助燃风机。所述的高炉的容积为400m3～3000m3；所述的电动机或汽轮机功率为5000KW～40000KW。所述的全静叶可调轴流式压缩机功率为5000KW～40000KW。所述的变速箱和变速离合器的功率为2000KW～30000KW。所述变速离合器选择超越离合器或行星齿轮变速器，以下结构的变速离合器(9)：该变速离合器包括离合器壳体、输出连接轴、第五轴承、第三架体和离合器；还包括输入连接轴、传动轴、大齿轮、小齿轮、第一架体、第二架体、第一轴承、第二轴承、第三轴承和第四轴承，所述第一架体、第二架体和第三架体由变速离合器的输入端至输出端依次平行排列并垂直固定于离合器壳体内，大齿轮固定于水平设置的输入连接轴的中部，输入连接轴的一端通过第一轴承与第一架体连接，输入连接轴的另一端通过第二轴承与第二架体连接，所述输出连接轴和传动轴位于同一轴线上并与输入连接轴平行，小齿轮固定于传动轴的中部，传动轴的一端通过第三轴承与第一架体连接，传动轴的另一端通过第四轴承支承于第二架体上并与离合器的主动盘连接，大齿轮与小齿轮相啮合，输出连接轴的一端与离合器的从动盘连接，输出连接轴的另一端通过第五轴承与第三架体连接。所述离合器壳体为剖分式焊接结构，上、下壳体用螺栓联拉紧固。所述煤气透平机选择轴流干式煤气透平或干湿两用煤气透平。所述超越离合器为SSS离合器。所述干湿两用型除尘器由干式除尘器替代。本技术的复合动力驱动的高炉鼓风节能装置，由于采用增加旋转分离器，使得进入煤气透平机的介质(煤气)更加清洁且减少介质(煤气)中的水分，可以延长煤气透平机的使用寿命，减轻维修人员的劳动强度，提高煤气透平机的维修效率，以及延长煤气透平机的维修周期。与现有技术相比，具有如下技术效果：(1)由于在重力除尘器和干湿两用除尘器的基础上，配合采用旋转分离器，使得进入煤气透平机的介质更加清洁且减少介质中的水分，减少了煤气透平机的转子、静叶和动叶的锈蚀，从而延长了煤气透平机的使用寿命，减少了煤气透平机的维修次数。(2)煤气透平机通过回收高炉煤气的余压余热而做功，与高炉鼓风机的主驱动机—电动机或汽轮机联合驱动高炉鼓风机，变速离合器作为整个装置中的核心设备，当煤气透平机出现故障时，可自动断开煤气透平机与高炉鼓风机的联接，确保高炉鼓风机的安全可靠运行。(3)采用了各设备之间通过金属膜片挠性联轴器同轴布置的方案，改善旋转机械的轴承和封严装置的负荷，并改善机组轴系的动力学性能，且布置在同一厂房内，其结构紧凑，占地面积小，布置方便，机械损失小，效率高。同时，由于共用一套辅机系统，使用成本低，比配置两台单机模式减少30％的使用成本，回收期缩短1～2年。而且安全裕度不减，可以用于各种BPRT机组，是冶金高炉系统使用的理想机组。(4)本采用只需以执行机构为基准定位变速离合器，减少了设备定位过程的工作量，安装和拆卸容易且运行可靠。附图说明图1是本技术的复合动力驱动的高炉鼓风节能装置的布置示意图；图中的标记分别表示：1、高炉、2、重力除尘本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种复合动力驱动的高炉鼓风节能装置，包括高炉(1)，在高炉(1)的炉顶通过管路连接有重力除尘器(2)、干湿两用除尘器(3)、减压阀组(5)；以及电动机或汽轮机(12)、变速箱(11)、高炉鼓风机(10)，其特征在于：在干湿两用除尘器(3)、减压阀组(5)之间还连接有旋转分离器(4)；在减压阀组(5)的两端连接有煤气透平机(7)，煤气透平机(7)通过变速离合器(9)连接在高炉鼓风机(10)的一端，电动机(12)通过变速箱(11)连接在高炉鼓风机(10)的另一端；煤气透平机(7)、变速离合器(9)、高炉鼓风机(10)、变速箱(11)和电动机(12)构成同一轴系；或者：在减压阀组(5)的两端连接有煤气透平机(7)，煤气透平机(7)通过变速离合器(9)连接在高炉鼓风机(10)的一端，汽轮机(12)连接在高炉鼓风机(10)的另一端；煤气透平机(7)、变速离合器(9)、高炉鼓风机(10)、汽轮机(12)构成同一轴系。

【技术特征摘要】
1.一种复合动力驱动的高炉鼓风节能装置，包括高炉(1)，在高炉(1)的炉顶通过管路连接有重力除尘器(2)、干湿两用除尘器(3)、减压阀组(5)；以及电动机或汽轮机(12)、变速箱(11)、高炉鼓风机(10)，其特征在于：在干湿两用除尘器(3)、减压阀组(5)之间还连接有旋转分离器(4)；在减压阀组(5)的两端连接有煤气透平机(7)，煤气透平机(7)通过变速离合器(9)连接在高炉鼓风机(10)的一端，电动机(12)通过变速箱(11)连接在高炉鼓风机(10)的另一端；煤气透平机(7)、变速离合器(9)、高炉鼓风机(10)、变速箱(11)和电动机(12)构成同一轴系；或者：在减压阀组(5)的两端连接有煤气透平机(7)，煤气透平机(7)通过变速离合器(9)连接在高炉鼓风机(10)的一端，汽轮机(12)连接在高炉鼓风机(10)的另一端；煤气透平机(7)、变速离合器(9)、高炉鼓风机(10)、汽轮机(12)构成同一轴系。2.如权利要求1所述的复合动力驱动的高炉鼓风节能装置，其特征在于，所述的高炉鼓风机(10)选择全静叶可调轴流式压缩机，且该全静叶可调轴流式压缩机为双输入轴。3.如权利要求1所述的复合动力驱动的高炉鼓风节能装置，其特征在于，所述的电动机或汽轮机(12)、变速箱(11)、高炉鼓风机(10)、变速离合器(9)以及煤气透平机(7)之间通过金属膜片挠性联轴器(8)相连接。4.如权利要求1所述的复合动力驱动的高炉鼓风节能装置，其特征在于，所述高炉(1)的一端还连接有热风炉(13)，热风炉(13)上连接有助燃风机(14)。5.如权利要求2所述的复合动力驱动的高炉鼓风节能装置，其特征在于，所述的高炉的容积为400m3～3000m3；所述的电动机或汽轮机(12)功率为5000KW～40000KW；所述的全静叶可调轴流式压缩机功率为5000KW～40000KW；所述的变速箱(11)和变速离合器(9)的功率为2000KW～30000KW。6.如权利要求5所述的复合动力驱动的高炉鼓风节能装置，其特征在于：所...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘拥军，柳黎光，李宏安，陈党民，陈余平，刘海军，周向民，强科，吴广，袁志才，
申请(专利权)人：西安陕鼓动力股份有限公司，
类型：新型
国别省市：陕西,61