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1、能量回收发电透平装置诞生初期，我国的高炉能量回收装置全部依靠进口，主要来自日本。 早在 1979 年，陕鼓就已开始研制开发这一技术，并于 1985 年成功开发出了国内第一台 湿式高炉煤气余压发电透平装置，此后又相继开发出了干式和干、湿两用型高炉煤气余压 发电透平装置；为了掌握国际先进技术，陕鼓又于 1994 年引进了日本川崎重工株式会社 的“干式 TRT 装置设计、制造、成套技术”，经过多年的自主研发与技术引进，陕鼓已经成 为我国高炉煤气余压能量回收发电装置（TRT）的专业生产厂家，其 TRT 装置的设计、制 造、成套技术现已达到了国际先进水平。近 20 年来，陕鼓已先后为武钢、酒钢、鞍钢、唐
2、钢和包钢等大型钢铁企业设计制造了 105 台套高炉煤气余压能量回收发电透平装置（TRT） ，国内市场占有率保持在 90%以上。 若按 1 台中型 TRT 装置平均发电功率 8200 千瓦、年发电 7000 万千瓦小时计算，这 105 台套 TRT 装置年发电量可达 73.5 亿千瓦小时；如以 0.50 元/千瓦小时计价，每年 可以创造经济效益 36.75 亿元。由此可见，高炉煤气余压能量回收发电透平装置（TRT） 在这些钢铁企业中发挥了非常重要的作用。一般情况下，TRT 装置项目投资回收周期约 12 年，由于其显著的经济效益和社会效益，该装置深受冶金行业欢迎。创新节能增效发展的创新节能增效发展
3、的 TRTTRT 【保护视力色】 【打印】 【进入论坛】 【评论】 【字号 大 中 小】 2008-06-24 16-13 陕鼓动力股份有限公司 柳黎光 高炉煤气余压透平发电装置（TRT）是利用高炉炉顶的余压，把煤气导入透平膨胀做功，驱动发电机发电的能量回收装置。一般地，TRT 装置可回收高炉鼓风机能量的3050%，降低炼铁能耗；同时该装置还能净化煤气、降低管网噪音污染。一. 目前 TRT 的现状随着节能意识的提高，人们争上 TRT 项目的热性越来越高，从 1979 年至今，陕鼓已为钢铁企业提供了 300 多套 TRT 装置，并成功出口到巴西、印度、韩国等国家，取得了十分良好的业绩。据不完全统
4、计国内目前大约有 400 台/套 TRT 机组，每台若按平均发电 8000KW 计算，年回收电能 6912 万度/台，电价按 0.50 元/kWh，可实行年总收益 3456 万元/台，如果生产成本按收益的 10%计算，则每年的净收益达到 3110 万元/台；若按 300 台计算，则每年的净收益达到 93 亿元；节能增效的产能是十分巨大。二新技术的创新应用1.高精度顶压智能稳定控制技术它整合了陕鼓二十多年来所积累的传统 TRT 装置稳定控制的实践经验。通过运用管网流体力学原理，建立起顶压波动量与控制调节量之间的高级数学模型和先进控制算法，同时采用了一种的具有自我修正完善功能的混合式智能专家控制算
5、法和高级切换算法。经过在柳钢、韶钢、太钢、宝钢无锈、天钢等现场实际应用，TRT 正常运行时，高炉顶压波动范围为.5-2Kpa（国际先进水平为5kPa）。TRT 甩负荷时，高炉顶压波动范围为2.5-4Kpa（国际先进水平为8kPa）。提高了 TRT 装置运行的安全可靠性，提高了炼铁的冶炼强度及生铁产量，其控制技术处于国际领先水平。2.3H-TRT 技术目前 TRT 的使用，仍然停留在节能发电，控制炉顶压力的一般使用上，能否在此基础上，深挖潜力，发挥更大的节能效益。通过研发提出了一个新的观点，推出了“提高高炉冶炼强度的顶压能量回收系统”简称 3H-TRT，是陕鼓和浙江大学历时五年合作研发的新一代节
6、能环保系统。它通过安装 TRT 装置，不仅能回收高炉炉顶煤气具有的压力能和热能，而且通过采用具有国际领先水平的 STPC 技术对高炉顶压进行高精度的智能控制，可升高高炉顶压的设定值，增大高炉送风的质量流量，从而提高高炉的冶炼强度，降低焦比、实现高炉高效化。据报道，高炉高压操作可以实现强化冶炼，提高产量，降低焦比的效果。高炉炉顶压力每提高 10Kpa，可增加风量 2%3%；对于大型高炉顶压提高 10Kpa，增产 1.10.2%，焦比下降 0.51.0%，同时高炉高压操作有利于冶炼低硅铁。我国一大批中小高炉就是通过提高顶压，实现大风量操作、高利用系数从而实现高炉高效化炼铁技术。采用 3H-TRT
7、系统不仅回收了以往在减压阀组浪费掉的能量，而且可提高高炉利用系数 23%，降低焦比 13，从而增加高炉生铁日产量，降低高炉冶炼成本，进一步强化高炉冶炼。3H-TRT（见表 1）对进一步提高我国钢铁工业资源、能源利用率，减少废弃物排放量，最大限度降低产品的能源消耗量和提高产品质量具有重要战略意义。表 1 国内某钢铁股份公司的 1750M3 高炉采用 3H-TRT 系统后的比较数据传统工艺，顶压设定值 145kPa 3H-TRT, 顶压设定值 170kPa样本时间2005 年 10 月 11 日10 月 19 日2006 年 1 月 21 日1 月 31 日样本数量9 份11 份平均产量4404T
8、/D5003T/D平均焦比398KG/T348KG/T平均煤炭130KG/T155KG/T平均风温10971156统计结论提高顶压 17.2%，提高产量 14.0，降低焦比 14.53.BPRT 技术煤气透平与电机同轴驱动的高炉鼓风机组（Blast Furnace Power Recovery Turbine）简称 BPRT 装置，该装置集成了高炉鼓风和能量回收两个机组的功能。它是由电能和煤气能双能源驱动的鼓风机组，在该机组中的高炉煤气透平回收能量不是用来发电，而是直接同轴驱动鼓风机，没有发电机的机械能转变为电能和电能转变为机械能的二次能量转换的损失，回收效率更高。当透平正常工作时，离合器处于
9、啮合工作状态，把透平回收的功率传递给高炉鼓风机。当炉况不顺煤气量小或高炉休风时，离合器自动将高炉煤气透平断开，既保证了高炉的正常生产，又保证了能量的充分利用。BPRT 机组是第一次将煤气透平和高炉鼓风机两套机组合并；而作为同一系统来设计，使 TRT 原有的庞大系统简化合并，取消发电机及发配电系统，合并自控系统，润滑油系统，动力油系统等，并将回收的能量直接作为旋转机械能补充在轴系上，避免能量转换的损失，使驱动鼓风机的电机降低电流而节能。该机组第一次应用于河南安阳永兴 450m3 高炉，从 2004 年投运至今, 运行一切正常，（见图 1）满足高炉送风的工艺需求而节能，用户很满意。随着机组成套技术
10、的研制、应用和经验总结，BPRT 同轴装置取得突破性的发展己应用于济源等钢铁公司四十多台套的业绩。该机组的创新，是第一次将高炉鼓风机与煤气透平串联在同一根轴系的同轴机组。是国产第一套应用450 m3 高炉，而虽先投运的第一套同轴系的三机组。填补了国内外空白，为世界首创。图 14.共用型 TRT 技术两座高炉共用一套高炉煤气余压透平发电装置是共用型高炉煤气余压透平发电装置的简称。为此，陕鼓开发了两座高炉共用一套透平的能量回收装置， 利用两座高炉各自的大型阀门系统，把煤气导入同一透平的不同流道，驱动一台发电机发电，使用两套可调静叶同时控制两座高炉的顶压，同时该机组可满足一座高炉运行；另一座高炉休风
11、或没有生产的工艺要求。该技术可用于同等规格炉型，也可用于不同规格炉型。(工艺系统流程见图 2)图 2两座高炉的高炉煤气经除尘后，分别从两侧进入共用型 TRT，通过机壳导流使气体转成轴向进入叶栅，气体在静、动叶栅组成的各自独立的流道中不断膨胀做功，压力和温度逐级降低，转化为动能使之旋转，带动发电机发电。叶栅出口的气体经过扩压器扩压，以提高其背压达一定值，然后经排气蜗壳从中间排出，进入管道。即两侧进气，中间排气。经过科研攻关，陕鼓巳成功地将此技术应用于津西二合一高炉 TRT 装置中，这是国产第一套应用先进的控制技术，而且是率先投运的第一套全干式共用型高炉 TRT。该机组的投运，对节能、增效以及的推
12、广应用，具有十分深远的意义。目前已应用淮钢等四十多台套机组，用户相当满意。5.湿式转干式改造技术某钢 2500m3 高炉采用湿法两级文氏管系统对高炉煤气进行净化，由于湿法高炉煤气净化系统具有能耗高、净煤气含水量高（煤气热效率低）、高炉煤气余压发电设施出力低等缺点，决定改建干法布袋除尘设施代替原有湿法清洗设施，现有湿法作为干法布袋除尘的备用设施。经一年多的努力实践，己成功进行了 5-6 座高炉的湿转干改造。据不完全统计，一座 2500m3 高炉湿转干后，同比可提高 20-30的发电量，每套/年可节约除尘用水数千吨，可增加产值 6000-8000 万元，为节能减排发挥着巨大的功效。三.发展与展望：
13、国产 TRT 从 79 年开始研制，己应用在 400-5250m3 高炉，煤气流量从 10-80 万m3/h，各种高炉除尘方式的干式、湿式及干湿两用 TRT 机组，在设计、成套、控制、制造、安装、调试诸方面。自行开发了一级可调静叶及两级全静叶可调的透平主机，采用国际主流的 SIEMENS、Quantum 、ABB 等 DCS/PLC 控制系统，实现 TRT 系统的过程检测与控制。完成 TRT 装置的全自动启车、停机、升速、并网、升功率和调顶压等项功能。实现了机电、电液、仪电一体化的自动化控制，操作简便、可靠性高。虽然TRT 历经四百台套的发展实践，取得了一些成绩。但在产品的可靠性，5000 m
14、3 以上大高炉 TRT 技术，与几家国际知名公司相比，仍有一定差距，需要我们不断创新，不断努力，牢牢掌握住 TRT 的核心技术；在高精度顶压稳定控制技术；BPRT 同轴机组；干、湿两用 TRT 机组；共用型 TRT 机组中发展我们的国产 TRT，为节能减排多作贡献。 利用高压操作高炉煤气的压力，通过透平机膨胀作功，带动发电机发电的能量回收设施设计，又称高炉炉顶煤气余压透平(top gas pressure energy recovery turbine 或称TRT)发电设计。高炉炉顶煤气余压发电(TRT)系统一般在容积大于或等于 1000m3 的高压高炉上设置。高压高炉炉顶压力设计范围为 01
15、2025MPa(表压)煤气发生量为 1070万 m3 h，TRT 以后的干管压力视用户要求而定，一般为 001002MPa。与湿法、干法高炉煤气净化系统(见高炉煤气净化设施设计)相匹配，TRT 也分湿式与干式两种。对于相同高炉，干式 TRT 的发电能力可比湿式增大 30左右。TRT 系统设计涉及透平机和发电机、同步并网输配电设施、出入口管道与特殊阀件、脱水设备、供油和供水系统、控制系统与站区。设计内容包括工艺系统选择、发电功率计算、设备选型和布置与控制。简史 1956 年苏联开始研制 TRT。1962 年第一套装置(6MW)在马格尼托哥尔斯克钢铁公司(MarHHTOPCK MeTaypFHqe
16、CK KOMHHaT)8 号高炉(1370m3 )投产。改进后的第二套装置是带煤气预热器的二级轴流冲动式透平机。1974 年日本川崎钢铁公司水岛钢铁厂 2 号高炉(2857m3 )建成首套二级径流向心式透平机(8MW)，采用喷水措施防止透平机积灰堵塞。1982 年第一套采用袋式干式除尘装置的 TRT 在住友金属工业公司小仓钢铁厂2 号高炉投产(66MW)。1985 年采用干式电除尘装置的 TRT 在日本钢管公司福山钢铁厂 2号高炉投产(82MW)。20 世纪 80 年代，中国在几座 1000m3 以上高炉上装备了 TRT，1991年开始在 3200m。高炉上应用干式电除尘器和干式 TRT。随着技术发展，新的大型余压发电透平机常制成干式高效轴流式结构，进口静叶片可随煤气量和压力变化调整，并有防积灰、防腐蚀等多种改进措施。工艺系统选择 工艺系统按高炉煤气净化工艺分为湿式半净煤气系统、湿式净煤气加热系统、湿式净煤气系统和干式净煤气系统四种。(1)湿式半净煤气系统。是 TRT早期型式，透平机
