本發(fā)明涉及節(jié)能減排領(lǐng)域，具體而言，涉及一種轉(zhuǎn)式輻射床系統(tǒng)。

背景技術(shù)：

在現(xiàn)有很多生產(chǎn)工藝中，無法消耗完的余熱及不可收集燃料往往通過鍋爐產(chǎn)生大量的蒸汽，并將蒸汽應(yīng)用于蒸汽拖動設(shè)備能夠節(jié)省電能。然而，現(xiàn)有許多設(shè)備，尤其是大功率設(shè)備，如果依靠單純的蒸汽拖動，不僅啟動時間慢，相應(yīng)調(diào)速速度慢，對蒸汽源的不穩(wěn)定和負(fù)載變化反應(yīng)明顯，而且難以實現(xiàn)精準(zhǔn)的速度控制。以轉(zhuǎn)式輻射床為例，很多生產(chǎn)工藝中要求轉(zhuǎn)式輻射床的轉(zhuǎn)速控制精度高、轉(zhuǎn)速穩(wěn)定且盡可能地使用低成本能量。

對于大功率設(shè)備而言，如果采用電機(jī)拖動，耗電量高，運行成本也非常高。雖然當(dāng)前也有將電機(jī)和汽機(jī)混合拖動的設(shè)備，但僅限于工頻狀態(tài)，電機(jī)僅處于四象限工作，不進(jìn)行電機(jī)調(diào)速，也不進(jìn)行汽機(jī)調(diào)速，即僅處于工頻定速方式下運行，而該方式不能滿足被拖動設(shè)備的實時調(diào)速要求。

因而，目前仍需要對大功率設(shè)備的拖動動力進(jìn)行改進(jìn)，以滿足大功率設(shè)備對實時快速調(diào)速的要求。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

本發(fā)明的主要目的在于提供一種轉(zhuǎn)式輻射床系統(tǒng)，以滿足轉(zhuǎn)式輻射床對實時快速調(diào)速的要求。

為了實現(xiàn)上述目的，根據(jù)本發(fā)明的一個方面，提供了一種轉(zhuǎn)式輻射床系統(tǒng)，該轉(zhuǎn)式輻射床系統(tǒng)包括：轉(zhuǎn)式輻射床；以及混合動力裝置，包括汽機(jī)動力裝置和變頻電機(jī)動力裝置，汽機(jī)動力裝置和變頻電機(jī)動力裝置分別與轉(zhuǎn)式輻射床驅(qū)動連接。

進(jìn)一步地，轉(zhuǎn)式輻射床系統(tǒng)還包括：輻射床減速裝置，汽機(jī)動力裝置和變頻電機(jī)動力裝置分別通過輻射床減速裝置與轉(zhuǎn)式輻射床驅(qū)動連接。

進(jìn)一步地，汽機(jī)動力裝置包括：汽輪機(jī)，汽輪機(jī)通過輻射床減速裝置與轉(zhuǎn)式輻射床驅(qū)動連接；以及蒸汽調(diào)節(jié)閥，蒸汽調(diào)節(jié)閥設(shè)置在汽輪機(jī)與蒸汽源之間。

進(jìn)一步地，汽機(jī)動力裝置還包括汽機(jī)減速裝置，汽機(jī)減速裝置設(shè)置在汽輪機(jī)與輻射床減速裝置之間。

進(jìn)一步地，變頻電機(jī)動力裝置包括：變頻電機(jī)，變頻電機(jī)通過輻射床減速裝置與轉(zhuǎn)式輻射床驅(qū)動連接；變頻器，變頻器與變頻電機(jī)電連接。

進(jìn)一步地，變頻電機(jī)動力裝置還包括：連軸裝置，連軸裝置設(shè)置在變頻電機(jī)與輻射床減速裝置之間。

進(jìn)一步地，輻射床減速裝置為兩個，汽輪機(jī)為兩個，兩個汽輪機(jī)與兩個輻射床減速裝置一一對應(yīng)地相連。

進(jìn)一步地，兩個汽輪機(jī)分別與蒸汽調(diào)節(jié)閥相連。

進(jìn)一步地，變頻電機(jī)為兩個，輻射床減速裝置為兩個，兩個變頻電機(jī)與兩個輻射床減速裝置一一對應(yīng)地相連。

進(jìn)一步地，變頻器為兩個，兩個變頻器與兩個變頻電機(jī)一一對應(yīng)地相連，輻射床系統(tǒng)還包括控制裝置，控制裝置控制兩個變頻器各自對應(yīng)的變頻電機(jī)同速運行。

應(yīng)用本發(fā)明的技術(shù)方案，通過將目前驅(qū)動轉(zhuǎn)式輻射床工作的動力裝置改為包括變頻電機(jī)動力裝置和汽機(jī)動力裝置的混合動力裝置，既便于充分利用變頻電機(jī)動力裝置轉(zhuǎn)速可控性高、可實時調(diào)速及轉(zhuǎn)速運行穩(wěn)定的優(yōu)勢來實現(xiàn)對轉(zhuǎn)式輻射床轉(zhuǎn)速的精準(zhǔn)控制和實時控制，又能充分利用以余熱鍋爐等產(chǎn)生的廢蒸汽能作為驅(qū)動能量的汽機(jī)動力裝置來降低總的能耗。因而，該轉(zhuǎn)式輻射床系統(tǒng)既能實現(xiàn)良好的快速調(diào)速功能，又能充分利用蒸汽能驅(qū)動。同時，變頻電機(jī)動力裝置和汽機(jī)動力裝置還互為備用，任一驅(qū)動發(fā)生故障，轉(zhuǎn)式輻射床系統(tǒng)均可繼續(xù)運行，提高了運行穩(wěn)定性。

附圖說明

構(gòu)成本申請的一部分的說明書附圖用來提供對本發(fā)明的進(jìn)一步理解，本發(fā)明的示意性實施例及其說明用于解釋本發(fā)明，并不構(gòu)成對本發(fā)明的不當(dāng)限定。在附圖中：

圖1示出了本發(fā)明的一種優(yōu)選的實施例中的轉(zhuǎn)式輻射床系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)示意圖；

其中，上述附圖包括以下附圖標(biāo)記：

10、轉(zhuǎn)式輻射床；20、汽機(jī)動力裝置；30、變頻電機(jī)動力裝置；40、輻射床減速裝置；

21、汽輪機(jī)；22、蒸汽調(diào)節(jié)閥；23、汽機(jī)減速裝置；

31、變頻電機(jī)；32、變頻器；33、連軸裝置。

具體實施方式

需要說明的是，在不沖突的情況下，本申請中的實施例及實施例中的特征可以相互組合。下面將結(jié)合實施例來詳細(xì)說明本發(fā)明。

如背景技術(shù)部分所提到的，現(xiàn)有技術(shù)對轉(zhuǎn)式輻射床系統(tǒng)在輸出功率較大時難以實現(xiàn)快速調(diào)速的要求，為了改善這一狀況，在本申請一種典型的實施方式中，提供了一種轉(zhuǎn)式輻射床系統(tǒng)，如圖1所示，該轉(zhuǎn)式輻射床系統(tǒng)包括：轉(zhuǎn)式輻射床10；以及混合動力裝置，包括汽機(jī)動力裝置20和變頻電機(jī)動力裝置30，汽機(jī)動力裝置20和變頻電機(jī)動力裝置30分別與轉(zhuǎn)式輻射床10驅(qū)動連接。

通過將目前驅(qū)動轉(zhuǎn)式輻射床10工作的動力裝置改為包括變頻電機(jī)動力裝置30和汽機(jī)動力裝置20的混合動力裝置，既便于充分利用變頻電機(jī)動力裝置30轉(zhuǎn)速可控性高、可實時調(diào)速及轉(zhuǎn)速運行穩(wěn)定的優(yōu)勢來實現(xiàn)對轉(zhuǎn)式輻射床10轉(zhuǎn)速的精準(zhǔn)控制和實時控制，又能充分利用以余熱鍋爐等產(chǎn)生的廢蒸汽能作為驅(qū)動能量的汽機(jī)動力裝置20來降低總的能耗。因而，該轉(zhuǎn)式輻射床系統(tǒng)既能實現(xiàn)良好的快速調(diào)速功能，又能充分利用蒸汽能驅(qū)動。同時，變頻電機(jī)動力裝置30和汽機(jī)動力裝置20還互為備用，任一驅(qū)動發(fā)生故障，轉(zhuǎn)式輻射床系統(tǒng)均可繼續(xù)運行，提高了運行穩(wěn)定性。

在一優(yōu)選的實施例中，如圖1所示，上述轉(zhuǎn)式輻射床系統(tǒng)還包括：輻射床減速裝置40，汽機(jī)動力裝置20和變頻電機(jī)動力裝置30分別通過輻射床減速裝置40與轉(zhuǎn)式輻射床10驅(qū)動連接。輻射床減速裝置40是對汽機(jī)動力裝置20的轉(zhuǎn)速進(jìn)行減低以滿足轉(zhuǎn)式輻射床10的轉(zhuǎn)速要求。并根據(jù)需要，調(diào)整汽機(jī)動力裝置20的轉(zhuǎn)速范圍與變頻電機(jī)動力裝置30的轉(zhuǎn)速范圍相匹配。

上述轉(zhuǎn)式輻射床系統(tǒng)中，汽機(jī)動力裝置20是指利用蒸汽能作為驅(qū)動動力來源的裝置，蒸汽來源可以是余熱蒸汽或者不可收集物燃燒后由鍋爐產(chǎn)生的蒸汽，充分利用這些蒸汽作為動力來源能減少能耗。在本申請一優(yōu)選實施例中，上述汽機(jī)動力裝置20包括：汽輪機(jī)21，汽輪機(jī)21通過輻射床減速裝置40與轉(zhuǎn)式輻射床10驅(qū)動連接；以及蒸汽調(diào)節(jié)閥22，蒸汽調(diào)節(jié)閥22設(shè)置在汽輪機(jī)21與蒸汽源之間。蒸汽調(diào)節(jié)閥22用來調(diào)節(jié)汽輪機(jī)21的蒸汽供量，從而改變汽輪機(jī)21的輸出功率。

上述轉(zhuǎn)式輻射床系統(tǒng)中，汽機(jī)動力裝置20還包括汽機(jī)減速裝置23，汽機(jī)減速裝置23設(shè)置在汽輪機(jī)21與輻射床減速裝置40之間。汽機(jī)減速裝置23是對汽機(jī)動力裝置20的轉(zhuǎn)速進(jìn)行減低以滿足轉(zhuǎn)式輻射床10的轉(zhuǎn)速要求。

上述轉(zhuǎn)式輻射床系統(tǒng)中，變頻電機(jī)動力裝置30包括：變頻電機(jī)31，變頻電機(jī)31通過輻射床減速裝置40與轉(zhuǎn)式輻射床10驅(qū)動連接；變頻器32，變頻器32與變頻電機(jī)31電連接。變頻器32的功能是對變頻電機(jī)31進(jìn)行電能供給和速度控制。由于交流電機(jī)機(jī)械性能硬，調(diào)速快速且穩(wěn)定，變頻器32控制變頻電機(jī)31轉(zhuǎn)速能實現(xiàn)快速調(diào)整和穩(wěn)定控制，從而實現(xiàn)轉(zhuǎn)式輻射床系統(tǒng)的快速轉(zhuǎn)速和穩(wěn)定轉(zhuǎn)速。此外，當(dāng)變頻器32為四象限變頻器時，在某些特定情況下，還可以以發(fā)電狀態(tài)工作。變頻器32的可運行范圍廣，控制更容易實現(xiàn)。而變頻電機(jī)31能夠長期在可變速的運行狀態(tài)下對轉(zhuǎn)式輻射床10進(jìn)行驅(qū)動，因而能夠?qū)崟r快速地調(diào)控轉(zhuǎn)式輻射床10轉(zhuǎn)速，滿足轉(zhuǎn)式輻射床10不同工況下的功率輸出需求。

在本申請一優(yōu)選實施例中，上述變頻電機(jī)31驅(qū)動裝置還包括：連軸裝置33，連軸裝置33設(shè)置在變頻電機(jī)31與輻射床減速裝置40之間。連軸裝置33用于連接變頻電機(jī)31和輻射床減速裝置40。連軸裝置33根據(jù)軸的直徑計算扭矩和轉(zhuǎn)速，并根據(jù)工作需要選擇合適的類型。在連接高速重載的動力傳動中，連軸裝置33還具有緩沖、減震以及提高軸系動態(tài)性能的作用。

上述轉(zhuǎn)式輻射床10根據(jù)實際需要可以為雙端驅(qū)動或者單端驅(qū)動。在一優(yōu)選實施例中，上述轉(zhuǎn)式輻射床10為雙端驅(qū)動，其中，輻射床減速裝置40為兩個，汽輪機(jī)21為兩個，兩個汽輪機(jī)21與兩個輻射床減速裝置40一一對應(yīng)地相連。兩個汽輪機(jī)21所需的蒸汽量可以根據(jù)實際需要合理調(diào)節(jié)。在另一優(yōu)選實施例中，上述兩個汽輪機(jī)21分別與蒸汽調(diào)節(jié)閥22相連。由一個蒸汽調(diào)節(jié)閥22控制兩個汽輪機(jī)21的蒸汽量，可以根據(jù)兩個汽輪機(jī)21的負(fù)荷自動平衡蒸汽進(jìn)量。

同樣地，在本申請另一優(yōu)選實施例中，當(dāng)轉(zhuǎn)式輻射床10為雙端驅(qū)動時，變頻電機(jī)動力驅(qū)動裝置中的變頻電機(jī)31為兩個，輻射床減速裝置40為兩個，兩個變頻電機(jī)31與兩個輻射床減速裝置40一一對應(yīng)地相連。

更優(yōu)選地，變頻器32為兩個，兩個變頻器32與兩個變頻電機(jī)31一一對應(yīng)地相連，轉(zhuǎn)式輻射床系統(tǒng)還包括控制裝置(未示出)，控制裝置控制兩個變頻器32各自對應(yīng)的變頻電機(jī)31同速運行。上述優(yōu)選實施例中，兩個變頻器32通過控制系統(tǒng)的指令，使兩個變頻電機(jī)31以相同的速度或幾乎相同的速度運行。

本申請的上述汽機(jī)動力裝置20和變頻電機(jī)動力裝置30可以同時使用，并根據(jù)轉(zhuǎn)式輻射床10的動力需要，在轉(zhuǎn)式輻射床10轉(zhuǎn)速穩(wěn)定時，以汽機(jī)動力裝置20為主要動力驅(qū)動裝置，而在轉(zhuǎn)式輻射床10轉(zhuǎn)速發(fā)生變化時，以變頻電機(jī)動力裝置30為主要動力驅(qū)動裝置，以實現(xiàn)轉(zhuǎn)式輻射床10轉(zhuǎn)速的迅速變化。

由于轉(zhuǎn)式輻射床10運行在不同工況狀態(tài)下對輸出功率的需求存在差異，當(dāng)轉(zhuǎn)式輻射床10轉(zhuǎn)速發(fā)生變化(即輸出功率發(fā)生改變)時，轉(zhuǎn)式輻射床10的運行負(fù)荷發(fā)生變化，變頻電機(jī)31和汽機(jī)動力裝置20所承擔(dān)的負(fù)荷也需要相應(yīng)變化。上述轉(zhuǎn)式輻射床系統(tǒng)采用混合動力裝置的目的是將兩種動力裝置的優(yōu)勢互補(bǔ)，在總體能耗較低的情況下，根據(jù)轉(zhuǎn)式輻射床10運行的不同工況狀態(tài)下對輸出功率的需求，來實時調(diào)整轉(zhuǎn)式輻射床10的轉(zhuǎn)速。為了實現(xiàn)上述目的，在本申請一優(yōu)選實施例中，上述汽機(jī)動力裝置20與變頻電機(jī)動力裝置30相之間通過控制系統(tǒng)來實現(xiàn)兩者之間動力輸出的匹配。

上述優(yōu)選實施例中，當(dāng)轉(zhuǎn)式輻射床10轉(zhuǎn)速發(fā)生變化(即輸出功率發(fā)生改變)時，由于變頻電機(jī)31相對汽機(jī)動力裝置20具有較硬的機(jī)械特性，轉(zhuǎn)式輻射床10速度循環(huán)跟隨變頻電機(jī)31轉(zhuǎn)速變化。此時，若轉(zhuǎn)式輻射床10速度增加，變頻電機(jī)31功率輸出比例增加，汽機(jī)動力裝置20的功率輸出比例減小。當(dāng)變頻電機(jī)31速度穩(wěn)定后，則汽機(jī)動力裝置20則根據(jù)變頻器32輸出的變頻信號，再次調(diào)節(jié)汽機(jī)動力裝置20的功率輸出比例，使得變頻電機(jī)31的功率輸出比例適當(dāng)降低或降低至某一設(shè)定值。若轉(zhuǎn)式輻射床10速度減小，變頻電機(jī)31的功率輸出比例減??；若汽機(jī)動力裝置20的輸出功率超出了轉(zhuǎn)式輻射床10實際需要功率，而此時變頻電機(jī)31處于發(fā)電狀態(tài)，可以通過變頻器32(如四象限變頻器)將電能反饋至電網(wǎng)，此時仍能保證穩(wěn)定的轉(zhuǎn)速要求。

上述優(yōu)選實施例中，在變頻電機(jī)31與汽輪機(jī)21混合驅(qū)動轉(zhuǎn)式輻射床10的過程中，變頻器32通過頻率調(diào)整改變變頻電機(jī)31轉(zhuǎn)速，蒸汽調(diào)節(jié)閥22通過調(diào)節(jié)汽輪機(jī)21進(jìn)汽量使得變頻電機(jī)31承擔(dān)的輸出功率在設(shè)定值范圍內(nèi)。當(dāng)轉(zhuǎn)式輻射床10轉(zhuǎn)速變化，轉(zhuǎn)式輻射床10負(fù)荷發(fā)生變化，變頻電機(jī)31和汽輪機(jī)21承擔(dān)負(fù)荷也發(fā)生變化，在此過程中，由于變頻電機(jī)31調(diào)速快，能夠快速響應(yīng)并滿足轉(zhuǎn)式輻射床10負(fù)荷的變化，此時，只是變頻電機(jī)31和汽輪機(jī)21的功率輸出比例發(fā)生變化，但對轉(zhuǎn)式輻射床10的速度穩(wěn)定性并無影響。因此，雙驅(qū)動相互匹配自適應(yīng)，既能快速調(diào)速、減少能耗，又能防止驅(qū)動故障導(dǎo)致轉(zhuǎn)式輻射床10停機(jī)，提高了轉(zhuǎn)式輻射床10運行穩(wěn)定劑。

上述優(yōu)選實施例中，在開機(jī)時，汽輪機(jī)21需要預(yù)熱，時間長，因而此時使用變頻電機(jī)31啟動轉(zhuǎn)式輻射床10，通過蒸汽調(diào)節(jié)閥22調(diào)整供給汽輪機(jī)21的蒸汽量，使得汽輪機(jī)21進(jìn)行預(yù)熱升溫，并逐步增加汽輪機(jī)21的蒸汽供給量，直至預(yù)熱過程完成后，進(jìn)入正常運行。停機(jī)時，汽輪機(jī)21也不能突然停車。變頻電機(jī)31停止，變頻器32停止向變頻電機(jī)31供電后，通過汽輪機(jī)21盤車電機(jī)對汽輪機(jī)21盤車，緩慢降溫，直至溫度降到汽輪機(jī)21可停車溫度。

從以上的描述中，可以看出，本發(fā)明上述的實施例實現(xiàn)了如下技術(shù)效果：

通過將目前驅(qū)動轉(zhuǎn)式輻射床工作的動力裝置改為包括變頻電機(jī)動力裝置和汽機(jī)動力裝置的混合動力裝置，既便于充分利用變頻電機(jī)動力裝置轉(zhuǎn)速可控性高、可實時調(diào)速及轉(zhuǎn)速運行穩(wěn)定的優(yōu)勢來實現(xiàn)對轉(zhuǎn)式輻射床轉(zhuǎn)速的精準(zhǔn)控制和實時控制，又能充分利用以余熱鍋爐等產(chǎn)生的廢蒸汽能作為驅(qū)動能量的汽機(jī)動力裝置來降低總的能耗。因而，該轉(zhuǎn)式輻射床系統(tǒng)既能實現(xiàn)良好的快速調(diào)速功能，又能充分利用蒸汽能驅(qū)動。同時，變頻電機(jī)動力裝置和汽機(jī)動力裝置還互為備用，任一驅(qū)動發(fā)生故障，轉(zhuǎn)式輻射床系統(tǒng)均可繼續(xù)運行，提高了運行穩(wěn)定性。

同時，變頻電機(jī)動力裝置和汽機(jī)動力裝置還互為備用，任一驅(qū)動發(fā)生故障，轉(zhuǎn)式輻射床系統(tǒng)均可繼續(xù)運行，提高了運行穩(wěn)定性。上述變頻電機(jī)失電時，斷開變頻電機(jī)供電電路，剩余汽機(jī)動力裝置仍可驅(qū)動轉(zhuǎn)式輻射床運行，盡管此時調(diào)速性能減低。當(dāng)汽機(jī)動力裝置中汽輪機(jī)的汽源斷開時，此條件下雖未能利用蒸汽能，但轉(zhuǎn)式輻射床仍可按變頻電機(jī)的驅(qū)動方式運行。可見，本申請通過混合動力裝置驅(qū)動轉(zhuǎn)式輻射床運行的轉(zhuǎn)式輻射床系統(tǒng)，不僅能夠提高轉(zhuǎn)式輻射床系統(tǒng)在正常狀態(tài)下的以較低的能耗實現(xiàn)快速實時調(diào)速，而且還能提高異常狀態(tài)下的運行穩(wěn)定性。

以上所述僅為本發(fā)明的優(yōu)選實施例而已，并不用于限制本發(fā)明，對于本領(lǐng)域的技術(shù)人員來說，本發(fā)明可以有各種更改和變化。凡在本發(fā)明的精神和原則之內(nèi)，所作的任何修改、等同替換、改進(jìn)等，均應(yīng)包含在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。