[发明专利]高炉同轴等速透平机组

说明书

技术领域

本发明涉及余压余热回收领域，尤其涉及一种高炉同轴等速透平机组（Blast furance Equal Speed turbine Train，BEST）。

背景技术

在传统的高炉工艺系统中，为了提高能量的利用率通常是将高炉煤气引出，经过入口蝶阀、插板阀等阀门后进入高炉煤气余压透平机入口，然后高炉煤气在静叶片和动叶片组成的流道中不断膨胀做功，并转化为动能作用于工作轮使之旋转，工作轮通过联轴器带动发电机一起转动而发电。

在该系统中，高炉煤气余压透平机将煤气的压力能和热能转变为机械能，然后传递给发电机转变为电能送入电网。电动机再将电能从电网上获取转变为机械能驱动高炉鼓风机。为了避免发电机的机械能转变为电能和电动机的电能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失，设计出将高炉煤气余压透平机与高炉鼓风机作为同一系统的煤气透平与电机同轴驱动的高炉鼓风能量回收机组（BPRT），将高炉煤气的压力能和热能转变为机械能后直接驱动高炉鼓风机工作。

现有的BPRT机组是将电动机和高炉煤气余压透平机布置在高炉鼓风机的两侧，共同为高炉鼓风机提供所需的能量。电动机通过变速器与高炉鼓风机连接，且高炉煤气余压透平机也通过变速箱或变速离合器与高炉鼓风机连接。这种BPRT机组由于采用两台变速器，经过两次变速转换，因此轴系设计难度较大，对设备的制造和安装要求较高。并且，两次变速转换导致系统构成复杂、故障点较多且设备维护工作量较大，增加了能量损耗、降低了BPRT机组的效率。此外，该BPRT机组设备较多、占地面积较大，因此增加了BPRT机组的造价。

因此，需要一种高炉同轴等速透平机组以解决上述问题。

发明内容

为了克服上述现有技术的不足，本发明提供了一种高炉同轴等速透平机组，所述高炉同轴等速透平机组包括电动机、变速器、高炉鼓风机和高速高炉煤气余压透平机，所述电动机通过所述变速器连接在所述高炉鼓风机的一侧，所述高速高炉煤气余压透平机同轴地连接在所述高炉鼓风机的另一侧，所述高速高炉煤气余压透平机与所述高炉鼓风机的工作转速相同。

优选地，所述高炉鼓风机与所述高速高炉煤气余压透平机之间还连接有离合器。

优选地，所述高炉同轴等速透平机组的布置方式为双层布置。

优选地，所述高炉鼓风机采用径向下进气-下排气的进排气结构。

优选地，所述高速高炉煤气余压透平机采用轴向进气-径向下排气的进排气结构。

优选地，所述高速高炉煤气余压透平机包括：底座；外壳，所述外壳连接在所述底座上，且所述外壳包括进气端和排气端；转子，所述转子包括主轴、设置在所述主轴一端的轮盘以及设置在所述轮盘的外圆周的动叶片；轴承组件，所述轴承组件包括设置在所述外壳上的第一轴承和第二轴承，所述主轴的两个端部分别可旋转地设置在所述第一轴承内和所述第二轴承内；静叶片，所述静叶片设置在所述外壳的内表面上且与所述动叶片相对地设置，以与所述动叶片相配合；和气封组件，所述气封组件设置在所述主轴的靠近所述轮盘的一端与所述外壳之间，所述气封组件包括靠近所述轮盘的迷宫密封件和远离所述轮盘的碳环密封件。

优选地，所述主轴与所述轮盘为分体结构，所述主轴与所述轮盘通过拉杆连接。

优选地，所述动叶片为一级动叶片结构，且所述静叶片为一级静叶片结构。

优选地，所述动叶片为二级动叶片结构，且所述静叶片为二级静叶片结构。

优选地，所述高速高炉煤气余压透平机还包括静叶片驱动装置，用于改变所述静叶片的角度。

优选地，所述静叶片和所述动叶片的叶片高度与所述主轴的直径的比值小于等于0.2。

本发明通过选择与高炉鼓风机转速相同的高速高炉煤气余压透平机（例如，4800转/分钟）使高速高炉煤气余压透平机与高炉鼓风机同轴地连接，避免在高速高炉煤气余压透平机与高炉鼓风机之间连接变速器，以降低轴系设计难度、提高能量利用效率并降低对设备制造和安装的要求。此外，与现有技术相比，由于减少一台变速器，因此能减少还能设备维护工作量、降低机组造价并减少占地面积等。

在发明内容部分中引入了一系列简化形式的概念，这将在具体实施方式部分中进一步详细说明。本发明内容部分并不意味着要试图限定出所要求保护的技术方案的关键特征和必要技术特征，更不意味着试图确定所要求保护的技术方案的保护范围。

以下结合附图，详细说明本发明的优点和特征。

附图说明