一种实现变频运行的汽电双拖烧结余热利用方法及系统技术方案

技术编号：42536707 阅读：5 留言：0更新日期：2024-08-27 19:42

本发明专利技术涉及一种实现变频运行的汽电双拖烧结余热利用方法及系统，所述系统包括烧结环冷机、余热回收单元及汽电双拖单元；所述烧结环冷机采用全封闭式的环冷机；所述余热回收单元包括高温烟气管道、高温烟气余热锅炉、中温烟气管道、中温烟气余热锅炉及大烟道余热锅炉；所述汽电双拖单元包括凝汽补汽式汽轮机、变速离合器、异步电动机及主抽风机；凝汽补汽式汽轮机具有双压双进汽机组；异步电动机内设有四象限变频器；通过最大程度收集烧结余热利用系统内的热源，将烧结系统可回收热量全部转换为汽拖动力源，从而增加了汽轮机的转化功率，使变频汽电双拖系统实现反送电，并最大程度提高反送电功率。

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【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及烧结余热利用，尤其涉及一种实现变频运行的汽电双拖烧结余热利用方法及系统。

技术介绍

1、烧结环冷机采用鼓风的方法对烧结矿进行冷却，进入环冷机的烧结矿温度通常在700℃～800℃，台车在环冷机中绕行一周完成对烧结矿的冷却后，烧结矿温度通常可下降到150℃以下，环冷机产生的高温废气通过余热回收系统回收利用。

2、主抽风机是烧结系统的关键设备之一，其作用是通过风机的旋转在烧结机台车下方的风箱、大烟道内抽取空气并产生负压，使烧结混合料在台车上自上而下充分燃烧，最终形成产品烧结矿。主抽风机作为烧结生产中的主要用电设备，耗能很高，降低烧结主抽风机的能耗非常有必要。主抽风机采用变频系统时较采用工频系统时的节能效果明显，可使主抽风机在80％～100％负荷下长期稳定运行。

3、烧结主抽风机的驱动系统主要采用两种方式，一种是“电机+风机”驱动，即由电机驱动烧结风机，但是其不具备余热回收功能，因此需要单独配置余热发电系统。另一种是“汽轮机+离合器+电机+主抽风机”的方式式即汽电双拖驱动，将变速离合器与电机、主抽风机直接连接，汽轮机的机械能直接转化成风机的机械能，省去了传统发电汽轮机机械能通过发电机转化为电能的能源转化损失，因此这种方式得到了越来越多的推广应用。但是汽电双拖驱动的缺点是只能定频运行，不具备变速运行的功能。在汽电双拖系统中，如采用变频主抽风机，则配套的汽轮机也需采用变频系统，所适配的变频器为四象限变频器，具备反向送电功能，但造价昂贵。当汽轮机功率小于主抽风机功率，不能反向送电时，其经济性不高。

4、授权公告号为cn 112727788 b的中国专利技术专利公开了“一种调速型双四象限变频器的能量回收系统的调速方法”，用以解决现有技术中难以兼顾能量回收效率和变速调节的技术问题，针对现有汽电双驱机组在调节工况方面的缺陷、电机单驱机组余热回收效率较低等缺陷，采用变速调节的汽电双驱方式，在实现余热能量回收目的的同时，通过调速运行方式提高风机本身的效率，降低风机能耗。并具有发电功能，在回收能量大于风机耗功时向电网送电。其为每台烧结线配置两套shrt机组，采用变频器和电机“二拖二”的方式，互为主备，提高整个能量回收系统的可靠性：正常情况下两台变频分别驱动机组调速运行；但是该方案的缺点是配置两套shrt机组不仅增加了投资成本，还增加了占地面积，因此适用性较差。

5、到目前为止，如何提高汽轮机进汽量，使汽电双拖系统中的变频汽轮机不仅可以全部承担风机负荷，多余的功率还可通过发电机转化为电能，反送至电网，达到烧结系统余热资源的最经济利用，仍然是烧结余热利用
的一个难题。

技术实现思路

1、本专利技术提供了一种实现变频运行的汽电双拖烧结余热利用方法及系统，通过最大程度收集烧结余热利用系统内的热源，将烧结系统可回收热量全部转换为汽拖动力源，从而增加了汽轮机的转化功率，使变频汽电双拖系统实现反送电，并最大程度提高反送电功率。

2、为了达到上述目的，本专利技术采用以下技术方案实现：

3、一种实现变频运行的汽电双拖烧结余热利用方法，包括：

4、1)烧结环冷机采用全封闭式的环冷机；

5、2)设置余热回收单元；

6、将环冷机一段及环冷机二段划分为高温取热段，将高温取热段的高温烟气引入高温烟气余热锅炉中进行余热回收；其中环冷机一段的烟气温度≥400℃，环冷机二段的烟气温度≥300℃，高温烟气的取风量为环冷机总风量的40％～50％；高温烟气经余热回收后由高温段循环风机回送至高温取热段下部风箱实现循环利用；

7、将环冷机三段划分为中温取热段，将中温取热段的中温烟气引入中温烟气余热锅炉进行余热回收；环冷机三段的烟气温度≥300℃，中温烟气的取风量为环冷机总风量的15％～25％；中温烟气经余热回收后由中温段循环风机回送至中温取热段下部风箱实现循环利用；

8、在烧结机大烟道末端设置大烟道余热锅炉，用于回收烧结机大烟道内的烟气余热；烧结机大烟道内的烟气温度≥400℃；

9、3)设置汽电双拖单元；

10、汽电双拖单元包括凝汽补汽式汽轮机、变速离合器、异步电动机及主抽风机；所述凝汽补汽式汽轮机具有双压双进汽机组；异步电动机内设有四象限变频器；凝汽补汽式汽轮机经变速离合器与异步电动机相连；异步电动机采用双出轴结构，一端连接变速离合器，另一端连接主抽风机；

11、4)实现汽电双拖单元的变频运行；

12、高温烟气余热锅炉所产高参数蒸汽与大烟道余热锅炉所产蒸汽参数相同，经厂区管网合并后，送入凝汽补汽式汽轮机作为汽轮机主蒸汽；

13、中温烟气余热锅炉所产低参数蒸汽与高温烟气余热锅炉所产低参数蒸汽参数相同，经厂区管网合并后，送入凝汽补汽式汽轮机作为汽轮机补汽；

14、主抽风机由凝汽补汽式汽轮机驱动，通过四象限变频器实现凝汽补汽式汽轮机输出功率超过主抽风机的功率需求时，异步电动机转为发电机，将多余的功率转为电能并入电网。

15、一种实现变频运行的汽电双拖烧结余热利用系统，包括烧结环冷机、余热回收单元及汽电双拖单元；所述烧结环冷机采用全封闭式的环冷机，至少包括环冷机一段、环冷机二段及环冷机三段；所述余热回收单元包括高温烟气管道、高温烟气余热锅炉、中温烟气管道、中温烟气余热锅炉及大烟道余热锅炉；环冷机一段及环冷机二段作为高温取热段，高温取热段通过高温烟气管道连接高温烟气余热锅炉；环冷机三段作为中温取热段，中温取热段通过中温烟气管道连接中温烟气余热锅炉；大烟道余热锅炉设置于烧结机大烟道的末端；汽电双拖单元包括凝汽补汽式汽轮机、变速离合器、异步电动机及主抽风机；所述凝汽补汽式汽轮机具有双压双进汽机组；异步电动机内设有四象限变频器；凝汽补汽式汽轮机经变速离合器与异步电动机相连；异步电动机采用双出轴结构，一端连接变速离合器，另一端连接主抽风机；高温烟气余热锅炉设高参数蒸汽出口连接高参数蒸汽集汽联箱，设低参数蒸汽出口连接低参数蒸汽集汽联箱一；中温烟气余热锅炉的蒸汽出口连接低参数蒸汽集汽联箱二；高参数蒸汽集汽联箱及大烟道余热锅炉的蒸汽出口分别通过蒸汽管道连接主蒸汽入口管道的一端，主蒸汽入口管道的另一端连接凝汽补汽式汽轮机的主蒸汽入口；低参数蒸汽集汽联箱一及低参数蒸汽集汽联箱二分别通过蒸汽管道连接补汽入口管道的一端，补汽入口管道的另一端连接凝汽补汽式汽轮机的补汽入口。

16、进一步的，对应高温取热段的环冷机顶部设密封罩，其中对应环冷机一段的密封罩顶部设高温烟气出口一，通过一段高温烟气管道连接高温烟气余热锅炉的高温烟气入口一；对应环冷机二段的密封罩顶部设高温烟气出口二，通过二段高温烟气管道连接高温烟气余热锅炉的高温烟气入口二；对应环冷机三段的密封罩顶部设中温烟气出口，通过三段中温烟气管道连接中温烟气余热锅炉的中温烟气入口。

17、进一步的，所述一段高温烟气管道在靠近密封罩一端设测温装置，在靠近高温烟气余热锅炉一端设电动阀门；所述二段高温烟气管道在靠近密封罩一端设测温本文档来自技高网...

【技术保护点】

1.一种实现变频运行的汽电双拖烧结余热利用方法，其特征在于，包括：

2.一种用于实现如权利要求1所述方法的实现变频运行的汽电双拖烧结余热利用系统，包括烧结环冷机、余热回收单元及汽电双拖单元；其特征在于，所述烧结环冷机采用全封闭式的环冷机，至少包括环冷机一段、环冷机二段及环冷机三段；所述余热回收单元包括高温烟气管道、高温烟气余热锅炉、中温烟气管道、中温烟气余热锅炉及大烟道余热锅炉；环冷机一段及环冷机二段作为高温取热段，高温取热段通过高温烟气管道连接高温烟气余热锅炉；环冷机三段作为中温取热段，中温取热段通过中温烟气管道连接中温烟气余热锅炉；大烟道余热锅炉设置于烧结机大烟道的末端；汽电双拖单元包括凝汽补汽式汽轮机、变速离合器、异步电动机及主抽风机；所述凝汽补汽式汽轮机具有双压双进汽机组；异步电动机内设有四象限变频器；凝汽补汽式汽轮机经变速离合器与异步电动机相连；异步电动机采用双出轴结构，一端连接变速离合器，另一端连接主抽风机；高温烟气余热锅炉设高参数蒸汽出口连接高参数蒸汽集汽联箱，设低参数蒸汽出口连接低参数蒸汽集汽联箱一；中温烟气余热锅炉的蒸汽出口连接低参数蒸汽集汽联箱二；

3.根据权利要求2所述的一种实现变频运行的汽电双拖烧结余热利用系统，其特征在于，对应高温取热段的环冷机顶部设密封罩，其中对应环冷机一段的密封罩顶部设高温烟气出口一，通过一段高温烟气管道连接高温烟气余热锅炉的高温烟气入口一；对应环冷机二段的密封罩顶部设高温烟气出口二，通过二段高温烟气管道连接高温烟气余热锅炉的高温烟气入口二；对应环冷机三段的密封罩顶部设中温烟气出口，通过三段中温烟气管道连接中温烟气余热锅炉的中温烟气入口。

4.根据权利要求3所述的一种实现变频运行的汽电双拖烧结余热利用系统，其特征在于，所述一段高温烟气管道在靠近密封罩一端设测温装置，在靠近高温烟气余热锅炉一端设电动阀门；所述二段高温烟气管道在靠近密封罩一端设测温装置，在靠近高温烟气余热锅炉一端设电动阀门。

5.根据权利要求3所述的一种实现变频运行的汽电双拖烧结余热利用系统，其特征在于，所述三段中温烟气管道在靠近密封罩一端设测温装置，在靠近中温烟气余热锅炉一端设电动阀门。

6.根据权利要求2所述的一种实现变频运行的汽电双拖烧结余热利用系统，其特征在于，所述高温烟气余热锅炉的烟气出口通过出口烟气管道连接高温段循环风机的入口，高温段循环风机的出口通过多个烟气回送管道一连接环冷机一段下部风箱、环冷机二段下部风箱的循环烟气入口。

7.根据权利要求6所述的一种实现变频运行的汽电双拖烧结余热利用系统，其特征在于，所述烟气回送管道一在靠近环冷机一段下部风箱、环冷机二段下部风箱处设电动阀门。

8.根据权利要求2所述的一种实现变频运行的汽电双拖烧结余热利用系统，其特征在于，所述中温烟气余热锅炉的烟气出口通过出口烟气管道连接中温段循环风机的入口，中温段循环风机的出口通过烟气回送管道二连接环冷机三段下部风箱的循环烟气入口。

9.根据权利要求8所述的一种实现变频运行的汽电双拖烧结余热利用系统，其特征在于，所述烟气回送管道二在靠近环冷机三段下部风箱处设电动阀门。

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【技术特征摘要】

1.一种实现变频运行的汽电双拖烧结余热利用方法，其特征在于，包括：

3.根据权利要求2所述的一种实现变频运行的汽电双拖烧结余热利用系统，其特征在于，对应高温取热段的环冷机顶部设密封罩，其中对应环冷机一段的密封罩顶部设高温烟气出口一，通过一段高温烟气管道连接高温烟气余热锅炉的...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘相伯，张宗珍，韩峰，姜海波，骆宗伟，
申请(专利权)人：中冶北方大连工程技术有限公司，
类型：发明
国别省市：

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