[發(fā)明專利]一種煉鐵高爐與燒結(jié)能量回收聯(lián)合發(fā)電機組

無效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201110333752.6
• 申請日: 2011-10-28
• 公開（公告）號: CN102352784A
• 公開（公告）日: 2012-02-15
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 孫鴻聲;柳黎光;李普會;鄭秀萍;牛衛(wèi)民;陳紅梅;賈江平;孫標(biāo);趙金陽
• 申請（專利權(quán)）人: 西安陜鼓動力股份有限公司
• 主分類號: F01K27/02
• 分類號: F01K27/02;F01K23/02;F01D15/10;C21B5/06;F27D17/00
• 代理公司: 西安恒泰知識產(chǎn)權(quán)代理事務(wù)所 61216
• 代理人: 李鄭建;史玫

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明型涉及鋼鐵冶金流程中能量綜合回收利用設(shè)備，具體涉及一種煉鐵高爐與燒結(jié)能量回收聯(lián)合發(fā)電機組。

背景技術(shù)

在煉鐵流程中，燒結(jié)工序能耗約占噸鋼能耗的10％以上，冷卻機排出的廢氣帶走的熱量，其熱能大約為燒結(jié)礦燒成系統(tǒng)熱耗量的35％，充分利用這部分熱量可顯著降低燒結(jié)工序能耗約占冶金總能耗的12％，是僅次于煉鐵的第二大耗能工序。一般燒結(jié)廠燒結(jié)煙氣平均溫度≤150℃，機尾煙氣溫度達300℃～400℃。目前的燒結(jié)冷卻機余熱回收，是通過回收燒結(jié)機尾落礦風(fēng)箱及燒結(jié)冷卻機密閉段的煙氣經(jīng)除塵器后加熱余熱鍋爐來回收低品位余熱能源，結(jié)合低溫余熱發(fā)電技術(shù)，用余熱鍋爐的過熱蒸氣來推動低參數(shù)的汽輪發(fā)電機組做功發(fā)電的成套技術(shù)。此技術(shù)是將熱能轉(zhuǎn)換為機械能，然后二次轉(zhuǎn)換為電能的能量回收技術(shù)。需要單獨投資廠房、發(fā)電設(shè)備、單獨設(shè)計控制系統(tǒng)，并且配備一套高壓并網(wǎng)及上網(wǎng)設(shè)備，投資成本較大。

高爐煤氣是煉鐵生產(chǎn)的副產(chǎn)品，使用熱料入爐時，出爐煤氣溫度在400℃～450℃，使用冷料時，出爐煤氣溫度為200℃～250℃。高爐煤氣余壓透平發(fā)電裝置(Top?Gas?Pressure?Recovery?Turbine，簡稱TRT)是利用高爐爐頂排出的煤氣的壓力能及熱能轉(zhuǎn)化為機械能并驅(qū)動發(fā)電機發(fā)電的設(shè)備，主要包括透平膨脹機和發(fā)電機兩大部分。將原來高爐減壓閥組中損失的高爐煤氣能量通過推動透平機轉(zhuǎn)動，帶動發(fā)電機發(fā)電予以回收。TRT裝置可回收高爐鼓風(fēng)機所需能量的30％左右，發(fā)電成本很低，經(jīng)濟效益十分顯著。此項技術(shù)目前在高爐煉鐵中已經(jīng)非常普及。發(fā)展趨勢是向著大型化、干法除塵等方向。此技術(shù)是將熱能和壓力轉(zhuǎn)換為機械能，然后二次轉(zhuǎn)換為電能的能量回收技術(shù)。需要單獨投資廠房、發(fā)電設(shè)備、單獨設(shè)計控制系統(tǒng)，并且配備一套高壓并網(wǎng)及上網(wǎng)設(shè)備，投資成本較大。

發(fā)明內(nèi)容

針對現(xiàn)有技術(shù)的缺陷或不足，本發(fā)明的目的在于提供一種煉鐵高爐與燒結(jié)能量回收聯(lián)合發(fā)電機組。以在減少設(shè)備、廠房等物資投入的同時，進一步提高煉鐵工藝中的能量回收率。

為實現(xiàn)上述技術(shù)任務(wù)，本發(fā)明采取如下的技術(shù)解決方案：

一種煉鐵高爐與燒結(jié)能量回收聯(lián)合發(fā)電機組，其特征在于，包括燒結(jié)余熱回收汽輪機、高爐煤氣透平膨脹機和發(fā)電機，所述高爐煤氣透平膨脹機為雙出軸，該雙出軸分別為進氣側(cè)軸和排氣側(cè)軸，其中：進氣側(cè)軸端通過剛性聯(lián)軸器與燒結(jié)余熱回收汽輪機連接，排氣側(cè)軸端通過剛性聯(lián)軸器或膜片聯(lián)軸器與發(fā)電機連接。

所述燒結(jié)余熱回收汽輪機與高爐煤氣透平膨脹機的轉(zhuǎn)速比為：1∶1。

本發(fā)明針對燒結(jié)系統(tǒng)與高爐煤氣系統(tǒng)的不同特點，采用三機同軸聯(lián)合機組的型式，將燒結(jié)余熱能量回收與高爐頂壓能量回收系統(tǒng)合而為一，用燒結(jié)余熱回收汽輪機與高爐煤氣透平膨脹機聯(lián)合驅(qū)動發(fā)電機發(fā)電。其能量回收效率在各自回收的基礎(chǔ)上可提高10％左右。同時，將兩套系統(tǒng)合而為一之后，兩套機組的功能優(yōu)化，輔機系統(tǒng)合并，控制系統(tǒng)集成，簡化設(shè)備，結(jié)構(gòu)緊湊，布置方便，效率更高。大大降低投資及運行成本，降低焦比，提高能量回收效率。

附圖說明

圖1為本發(fā)明的結(jié)構(gòu)示意圖。

以下結(jié)合實施例與附圖對本發(fā)明作進一步詳細說明。

具體實施方式

本發(fā)明從煉鐵工藝整個系統(tǒng)的能耗特點考慮，將燒結(jié)余熱能量回收發(fā)電技術(shù)與高爐煤氣能量回收發(fā)電技術(shù)集成配置，將燒結(jié)余熱汽輪機1、高爐煤氣透平膨脹機2以及發(fā)電機3同軸串聯(lián)布置，其中，高爐煤氣透平膨脹機2為雙出軸，該雙出軸分別為進氣側(cè)軸和排氣側(cè)軸，其中：進氣側(cè)軸端通過剛性聯(lián)軸器與燒結(jié)余熱回收汽輪機1連接，排氣側(cè)軸端通過剛性聯(lián)軸器或膜片聯(lián)軸器與發(fā)電機3連接。為保證機組的正常運行，所述燒結(jié)余熱回收汽輪機1與高爐煤氣透平膨脹機2的轉(zhuǎn)速比為：1∶1，轉(zhuǎn)子在該速比下運行時不會發(fā)生扭轉(zhuǎn)振動方面的問題。

實施例：

該實施例中，燒結(jié)余熱回收汽輪機1采用凝汽式汽輪機，高爐煤氣透平膨脹機2采用軸流干式煤氣透平機，發(fā)電機3采用無刷勵磁發(fā)電機。其中，軸流干式煤氣透平機2為雙出軸，該雙出軸分別為進氣側(cè)軸和排氣側(cè)軸，其中：進氣側(cè)軸端通過剛性聯(lián)軸器與凝汽式汽輪機1連接，排氣側(cè)軸端通過剛性聯(lián)軸器或膜片聯(lián)軸器與無刷勵磁發(fā)電機3連接。為保證機組的正常運行，所選用的無刷勵磁發(fā)電機3轉(zhuǎn)速為3000r/min，軸流干式煤氣透平機2的轉(zhuǎn)速為3000r/min；在選用汽輪機并確定汽輪機與軸流干式煤氣透平機之間的連接轉(zhuǎn)速比時，如凝汽式汽輪機1與軸流干式煤氣透平機2的轉(zhuǎn)速比為：1∶1，可直接省掉變速裝置，降低機組的復(fù)雜程度，提高安全性，節(jié)約投資；同時有效提高能量回收效率，因此凝汽式汽輪機1轉(zhuǎn)速為3000r/min。