CN106330055A - 转式辐射床系统 - Google Patents
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Abstract
本发明提供了一种转式辐射床系统。该转式辐射床系统包括转式辐射床以及混合动力装置，混合动力装置包括汽机动力装置和变频电机动力装置，汽机动力装置和变频电机动力装置分别与转式辐射床驱动连接。通过将包括变频电机动力装置和汽机动力装置的混合动力装置，既便于充分利用变频电机动力装置转速可控性高、可实时调速及转速运行稳定的优势来实现对转式辐射床转速的精准控制和实时控制，又能充分利用以余热锅炉等产生的废蒸汽能作为驱动能量的汽机动力装置来降低总的能耗。同时，变频电机动力装置和汽机动力装置还互为备用，任一驱动发生故障，转式辐射床系统均可继续运行，提高了运行稳定性。
Description
技术领域
本发明涉及节能减排领域，具体而言，涉及一种转式辐射床系统。
背景技术
在现有很多生产工艺中，无法消耗完的余热及不可收集燃料往往通过锅炉产生大量的蒸汽，并将蒸汽应用于蒸汽拖动设备能够节省电能。然而，现有许多设备，尤其是大功率设备，如果依靠单纯的蒸汽拖动，不仅启动时间慢，相应调速速度慢，对蒸汽源的不稳定和负载变化反应明显，而且难以实现精准的速度控制。以转式辐射床为例，很多生产工艺中要求转式辐射床的转速控制精度高、转速稳定且尽可能地使用低成本能量。
对于大功率设备而言，如果采用电机拖动，耗电量高，运行成本也非常高。虽然当前也有将电机和汽机混合拖动的设备，但仅限于工频状态，电机仅处于四象限工作，不进行电机调速，也不进行汽机调速，即仅处于工频定速方式下运行，而该方式不能满足被拖动设备的实时调速要求。
因而，目前仍需要对大功率设备的拖动动力进行改进，以满足大功率设备对实时快速调速的要求。
发明内容
本发明的主要目的在于提供一种转式辐射床系统，以满足转式辐射床对实时快速调速的要求。
为了实现上述目的，根据本发明的一个方面，提供了一种转式辐射床系统，该转式辐射床系统包括：转式辐射床；以及混合动力装置，包括汽机动力装置和变频电机动力装置，汽机动力装置和变频电机动力装置分别与转式辐射床驱动连接。
进一步地，转式辐射床系统还包括：辐射床减速装置，汽机动力装置和变频电机动力装置分别通过辐射床减速装置与转式辐射床驱动连接。
进一步地，汽机动力装置包括：汽轮机，汽轮机通过辐射床减速装置与转式辐射床驱动连接；以及蒸汽调节阀，蒸汽调节阀设置在汽轮机与蒸汽源之间。
进一步地，汽机动力装置还包括汽机减速装置，汽机减速装置设置在汽轮机与辐射床减速装置之间。
进一步地，变频电机动力装置包括：变频电机，变频电机通过辐射床减速装置与转式辐射床驱动连接；变频器，变频器与变频电机电连接。
进一步地，变频电机动力装置还包括：连轴装置，连轴装置设置在变频电机与辐射床减速装置之间。
进一步地，辐射床减速装置为两个，汽轮机为两个，两个汽轮机与两个辐射床减速装置一一对应地相连。
进一步地，两个汽轮机分别与蒸汽调节阀相连。
进一步地，变频电机为两个，辐射床减速装置为两个，两个变频电机与两个辐射床减速装置一一对应地相连。
进一步地，变频器为两个，两个变频器与两个变频电机一一对应地相连，辐射床系统还包括控制装置，控制装置控制两个变频器各自对应的变频电机同速运行。
应用本发明的技术方案，通过将目前驱动转式辐射床工作的动力装置改为包括变频电机动力装置和汽机动力装置的混合动力装置，既便于充分利用变频电机动力装置转速可控性高、可实时调速及转速运行稳定的优势来实现对转式辐射床转速的精准控制和实时控制，又能充分利用以余热锅炉等产生的废蒸汽能作为驱动能量的汽机动力装置来降低总的能耗。因而，该转式辐射床系统既能实现良好的快速调速功能，又能充分利用蒸汽能驱动。同时，变频电机动力装置和汽机动力装置还互为备用，任一驱动发生故障，转式辐射床系统均可继续运行，提高了运行稳定性。
附图说明
构成本申请的一部分的说明书附图用来提供对本发明的进一步理解，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。在附图中：
图1示出了本发明的一种优选的实施例中的转式辐射床系统的结构示意图；
其中，上述附图包括以下附图标记：
10、转式辐射床；20、汽机动力装置；30、变频电机动力装置；40、辐射床减速装置；
21、汽轮机；22、蒸汽调节阀；23、汽机减速装置；
31、变频电机；32、变频器；33、连轴装置。
具体实施方式
需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。下面将结合实施例来详细说明本发明。
如背景技术部分所提到的，现有技术对转式辐射床系统在输出功率较大时难以实现快速调速的要求，为了改善这一状况，在本申请一种典型的实施方式中，提供了一种转式辐射床系统，如图1所示，该转式辐射床系统包括：转式辐射床10；以及混合动力装置，包括汽机动力装置20和变频电机动力装置30，汽机动力装置20和变频电机动力装置30分别与转式辐射床10驱动连接。
通过将目前驱动转式辐射床10工作的动力装置改为包括变频电机动力装置30和汽机动力装置20的混合动力装置，既便于充分利用变频电机动力装置30转速可控性高、可实时调速及转速运行稳定的优势来实现对转式辐射床10转速的精准控制和实时控制，又能充分利用以余热锅炉等产生的废蒸汽能作为驱动能量的汽机动力装置20来降低总的能耗。因而，该转式辐射床系统既能实现良好的快速调速功能，又能充分利用蒸汽能驱动。同时，变频电机动力装置30和汽机动力装置20还互为备用，任一驱动发生故障，转式辐射床系统均可继续运行，提高了运行稳定性。
在一优选的实施例中，如图1所示，上述转式辐射床系统还包括：辐射床减速装置40，汽机动力装置20和变频电机动力装置30分别通过辐射床减速装置40与转式辐射床10驱动连接。辐射床减速装置40是对汽机动力装置20的转速进行减低以满足转式辐射床10的转速要求。并根据需要，调整汽机动力装置20的转速范围与变频电机动力装置30的转速范围相匹配。
上述转式辐射床系统中，汽机动力装置20是指利用蒸汽能作为驱动动力来源的装置，蒸汽来源可以是余热蒸汽或者不可收集物燃烧后由锅炉产生的蒸汽，充分利用这些蒸汽作为动力来源能减少能耗。在本申请一优选实施例中，上述汽机动力装置20包括：汽轮机21，汽轮机21通过辐射床减速装置40与转式辐射床10驱动连接；以及蒸汽调节阀22，蒸汽调节阀22设置在汽轮机21与蒸汽源之间。蒸汽调节阀22用来调节汽轮机21的蒸汽供量，从而改变汽轮机21的输出功率。
上述转式辐射床系统中，汽机动力装置20还包括汽机减速装置23，汽机减速装置23设置在汽轮机21与辐射床减速装置40之间。汽机减速装置23是对汽机动力装置20的转速进行减低以满足转式辐射床10的转速要求。
上述转式辐射床系统中，变频电机动力装置30包括：变频电机31，变频电机31通过辐射床减速装置40与转式辐射床10驱动连接；变频器32，变频器32与变频电机31电连接。变频器32的功能是对变频电机31进行电能供给和速度控制。由于交流电机机械性能硬，调速快速且稳定，变频器32控制变频电机31转速能实现快速调整和稳定控制，从而实现转式辐射床系统的快速转速和稳定转速。此外，当变频器32为四象限变频器时，在某些特定情况下，还可以以发电状态工作。变频器32的可运行范围广，控制更容易实现。而变频电机31能够长期在可变速的运行状态下对转式辐射床10进行驱动，因而能够实时快速地调控转式辐射床10转速，满足转式辐射床10不同工况下的功率输出需求。
在本申请一优选实施例中，上述变频电机31驱动装置还包括：连轴装置33，连轴装置33设置在变频电机31与辐射床减速装置40之间。连轴装置33用于连接变频电机31和辐射床减速装置40。连轴装置33根据轴的直径计算扭矩和转速，并根据工作需要选择合适的类型。在连接高速重载的动力传动中，连轴装置33还具有缓冲、减震以及提高轴系动态性能的作用。
上述转式辐射床10根据实际需要可以为双端驱动或者单端驱动。在一优选实施例中，上述转式辐射床10为双端驱动，其中，辐射床减速装置40为两个，汽轮机21为两个，两个汽轮机21与两个辐射床减速装置40一一对应地相连。两个汽轮机21所需的蒸汽量可以根据实际需要合理调节。在另一优选实施例中，上述两个汽轮机21分别与蒸汽调节阀22相连。由一个蒸汽调节阀22控制两个汽轮机21的蒸汽量，可以根据两个汽轮机21的负荷自动平衡蒸汽进量。
同样地，在本申请另一优选实施例中，当转式辐射床10为双端驱动时，变频电机动力驱动装置中的变频电机31为两个，辐射床减速装置40为两个，两个变频电机31与两个辐射床减速装置40一一对应地相连。
更优选地，变频器32为两个，两个变频器32与两个变频电机31一一对应地相连，转式辐射床系统还包括控制装置(未示出)，控制装置控制两个变频器32各自对应的变频电机31同速运行。上述优选实施例中，两个变频器32通过控制系统的指令，使两个变频电机31以相同的速度或几乎相同的速度运行。
本申请的上述汽机动力装置20和变频电机动力装置30可以同时使用，并根据转式辐射床10的动力需要，在转式辐射床10转速稳定时，以汽机动力装置20为主要动力驱动装置，而在转式辐射床10转速发生变化时，以变频电机动力装置30为主要动力驱动装置，以实现转式辐射床10转速的迅速变化。
由于转式辐射床10运行在不同工况状态下对输出功率的需求存在差异，当转式辐射床10转速发生变化(即输出功率发生改变)时，转式辐射床10的运行负荷发生变化，变频电机31和汽机动力装置20所承担的负荷也需要相应变化。上述转式辐射床系统采用混合动力装置的目的是将两种动力装置的优势互补，在总体能耗较低的情况下，根据转式辐射床10运行的不同工况状态下对输出功率的需求，来实时调整转式辐射床10的转速。为了实现上述目的，在本申请一优选实施例中，上述汽机动力装置20与变频电机动力装置30相之间通过控制系统来实现两者之间动力输出的匹配。
上述优选实施例中，当转式辐射床10转速发生变化(即输出功率发生改变)时，由于变频电机31相对汽机动力装置20具有较硬的机械特性，转式辐射床10速度循环跟随变频电机31转速变化。此时，若转式辐射床10速度增加，变频电机31功率输出比例增加，汽机动力装置20的功率输出比例减小。当变频电机31速度稳定后，则汽机动力装置20则根据变频器32输出的变频信号，再次调节汽机动力装置20的功率输出比例，使得变频电机31的功率输出比例适当降低或降低至某一设定值。若转式辐射床10速度减小，变频电机31的功率输出比例减小；若汽机动力装置20的输出功率超出了转式辐射床10实际需要功率，而此时变频电机31处于发电状态，可以通过变频器32(如四象限变频器)将电能反馈至电网，此时仍能保证稳定的转速要求。
上述优选实施例中，在变频电机31与汽轮机21混合驱动转式辐射床10的过程中，变频器32通过频率调整改变变频电机31转速，蒸汽调节阀22通过调节汽轮机21进汽量使得变频电机31承担的输出功率在设定值范围内。当转式辐射床10转速变化，转式辐射床10负荷发生变化，变频电机31和汽轮机21承担负荷也发生变化，在此过程中，由于变频电机31调速快，能够快速响应并满足转式辐射床10负荷的变化，此时，只是变频电机31和汽轮机21的功率输出比例发生变化，但对转式辐射床10的速度稳定性并无影响。因此，双驱动相互匹配自适应，既能快速调速、减少能耗，又能防止驱动故障导致转式辐射床10停机，提高了转式辐射床10运行稳定剂。
上述优选实施例中，在开机时，汽轮机21需要预热，时间长，因而此时使用变频电机31启动转式辐射床10，通过蒸汽调节阀22调整供给汽轮机21的蒸汽量，使得汽轮机21进行预热升温，并逐步增加汽轮机21的蒸汽供给量，直至预热过程完成后，进入正常运行。停机时，汽轮机21也不能突然停车。变频电机31停止，变频器32停止向变频电机31供电后，通过汽轮机21盘车电机对汽轮机21盘车，缓慢降温，直至温度降到汽轮机21可停车温度。
从以上的描述中，可以看出，本发明上述的实施例实现了如下技术效果：
通过将目前驱动转式辐射床工作的动力装置改为包括变频电机动力装置和汽机动力装置的混合动力装置，既便于充分利用变频电机动力装置转速可控性高、可实时调速及转速运行稳定的优势来实现对转式辐射床转速的精准控制和实时控制，又能充分利用以余热锅炉等产生的废蒸汽能作为驱动能量的汽机动力装置来降低总的能耗。因而，该转式辐射床系统既能实现良好的快速调速功能，又能充分利用蒸汽能驱动。同时，变频电机动力装置和汽机动力装置还互为备用，任一驱动发生故障，转式辐射床系统均可继续运行，提高了运行稳定性。
同时，变频电机动力装置和汽机动力装置还互为备用，任一驱动发生故障，转式辐射床系统均可继续运行，提高了运行稳定性。上述变频电机失电时，断开变频电机供电电路，剩余汽机动力装置仍可驱动转式辐射床运行，尽管此时调速性能减低。当汽机动力装置中汽轮机的汽源断开时，此条件下虽未能利用蒸汽能，但转式辐射床仍可按变频电机的驱动方式运行。可见，本申请通过混合动力装置驱动转式辐射床运行的转式辐射床系统，不仅能够提高转式辐射床系统在正常状态下的以较低的能耗实现快速实时调速，而且还能提高异常状态下的运行稳定性。
以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (10)
1.一种转式辐射床系统，其特征在于，所述转式辐射床系统包括：
转式辐射床(10)；以及
混合动力装置，包括汽机动力装置(20)和变频电机动力装置(30)，所述汽机动力装置(20)和所述变频电机动力装置(30)分别与所述转式辐射床(10)驱动连接。
2.根据权利要求1所述的转式辐射床系统，其特征在于，所述转式辐射床系统还包括：辐射床减速装置(40)，所述汽机动力装置(20)和所述变频电机动力装置(30)分别通过所述辐射床减速装置(40)与所述转式辐射床(10)驱动连接。
3.根据权利要求2所述的转式辐射床系统，其特征在于，所述汽机动力装置(20)包括：
汽轮机(21)，所述汽轮机(21)通过所述辐射床减速装置(40)与所述转式辐射床(10)驱动连接；以及
蒸汽调节阀(22)，所述蒸汽调节阀(22)设置在所述汽轮机(21)与蒸汽源之间。
4.根据权利要求3所述的转式辐射床系统，其特征在于，所述汽机动力装置(20)还包括汽机减速装置(23)，所述汽机减速装置(23)设置在所述汽轮机(21)与所述辐射床减速装置(40)之间。
5.根据权利要求2所述的转式辐射床系统，其特征在于，所述变频电机动力装置(30)包括：
变频电机(31)，所述变频电机(31)通过所述辐射床减速装置(40)与所述转式辐射床(10)驱动连接；
变频器(32)，所述变频器(32)与所述变频电机(31)电连接。
6.根据权利要求2所述的转式辐射床系统，其特征在于，所述变频电机动力装置(30)还包括：连轴装置(33)，所述连轴装置(33)设置在所述变频电机(31)与所述辐射床减速装置(40)之间。
7.根据权利要求3所述的转式辐射床系统，其特征在于，所述辐射床减速装置(40)为两个，所述汽轮机(21)为两个，两个所述汽轮机(21)与两个所述辐射床减速装置(40)一一对应地相连。
8.根据权利要求7所述的转式辐射床系统，其特征在于，两个所述汽轮机(21)分别与所述蒸汽调节阀(22)相连。
9.根据权利要求5所述的转式辐射床系统，其特征在于，所述变频电机(31)为两个，所述辐射床减速装置(40)为两个，两个所述变频电机(31)与两个所述辐射床减速装置(40)一一对应地相连。
10.根据权利要求9所述的转式辐射床系统，其特征在于，所述变频器(32)为两个，两个所述变频器(32)与两个所述变频电机(31)一一对应地相连，所述辐射床系统还包括控制装置，所述控制装置控制两个所述变频器(32)各自对应的变频电机(31)同速运行。
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