[00132882]2×450m^3高炉共用煤气余压透平发电装置

高炉煤气余压透平发电装置（Blast Furnace Top Gas Recovery Turbine Unit）（简称TRT）是利用高炉冶炼的副产品——高炉炉顶煤气具有的压力能及热能，经透平膨胀做功进行发电的装置，该装置回收了经过减压阀组白白浪费掉的能量，而且降低了噪音，起到环保节能的作用，可以为钢铁企业带来可观的经济效益和社会效益。TRT发展至今，基本上都是采用一座高炉配置一台TRT的单炉单机模式。针对仅有一座高炉的企业，这种配置较为合理，系统简单，操作方便。但如果企业有两座以上的高炉，尤其是中型高炉仍采用单炉单机的模式，回收功率较低，系统繁琐，配置复杂，辅助设备较多，同时受到资金、场地、投资回收期等条件的限制，配置TRT装置有一定的困难。2×450 m^3高炉共用煤气余压透平发电装置（简称共用型TRT）是将两个独立的透平膨胀机有机的结合在一起，采用一个双向机壳和一个双向转子组成两个流道，完全满足两座高炉煤气的不同要求。其工作原理为：两座高炉的高炉煤气经干式除尘后，从透平膨胀机两侧分别以各自压力进入共用型TRT，通过机壳导流使气体转成轴向反向进入不同流道，气体在各自独立的流道中膨胀做功，带动发电机一起转动而发电。膨胀后气体由各自独立的排气蜗壳从中间排出，分别进入管道，从而实现了一套TRT机组既能分别控制两座高炉的炉顶压力，又能回收煤气能量。一、2×450 m^3高炉共用煤气余压透平发电装置是国内首次开发并具有自主知识产权的国产化设备，该技术于2005年9月7日获国家实用新型专利。二、主要技术工作1、开发研究出双流道的高炉煤气透平膨胀机，采用一套装置来满足两座高炉的能量回收。两座高炉可以为同等炉型，也可以为不同炉型；可两座高炉同时运行，也可单座高炉运行，两座高炉不会相互产生影响，机组起动或停机，可以两座高炉或任一座高炉参与；2、研究一套机组采用两套静叶调节装置，分别控制两座高炉炉顶压力，在高炉顶压波动较大和两高炉顶压相差大的情况下，可实现自动启动、升速、并网及炉顶压力调节；3、研究高炉除尘系统和TRT机组的控制系统之间相互联系，开发粉尘在线检测技术，预测、预防、预报高炉煤气含尘量，确保装置运行安全；4、研究高炉煤气对机组产生的轴向力、单座高炉与两座高炉间切换以及机组起动和停机过程中轴向力的变化情况，开发轴向推力调节装置控制装置轴向力大小，解决转子轴向窜动问题；5、根据介质特点，开发适于干式TRT专用叶型，研究高炉煤气对叶片的腐蚀和磨损，采用特殊的表面处理技术对TRT叶片进行处理，有效地减小煤气对叶片的腐蚀和磨损；6、通过分析国内外不同机组配置情况，结合一百多套单座高炉用煤气透平装置的成套设计、制造和运行经验，对机组总体进行优化设计和布置。三、主要技术创新1、自主开发研制出双流道的高炉煤气透平膨胀机，满足两座高炉煤气膨胀的要求；2、一套机组采用两套一级静叶可调装置，实现了一套TRT装置既能分别控制两座高炉的炉顶压力，又能回收高炉煤气能量；3、研究了机组在起动、停机、两座高炉同时运行、单座高炉运行以及相互切换情况下轴向力的变化，开发研制出轴向推力调节装置，解决了转子在运行中轴向窜动的问题；4、研究高炉除尘系统与TRT控制系统之间联系，开发了煤气粉尘在线检测技术，及时了解机组的进气条件，为机组安全运行提供参考依据。四、与国内外技术对比该项目研究前，国内没有相关技术。邯郸钢铁公司于1999年从德国引进二手设备用于1260m^3和900 m^3高炉上，其设计思路是单流程，两座高炉煤气经降压阀降压一致后进入透平膨胀做功，这种方法不能达到最大可回收能量的目的。实际上1260m^3高炉煤气从未同时与900 m^3高炉煤气一起进入透平，反而影响单座高炉的正常压力。而且，只能调节一座高炉的顶压。国外运行的共用型TRT仅有两套，均为湿法运行，日立造船制造，分别安装在新日铁1BF/2BF和住友金属和歌山2BF/3BF高炉上，为二十世纪八十年代初产品。安装在新日铁的共用型TRT为煤气从透平的两侧进入，各自膨胀做功混合后从中间排出。住友金属和歌山2BF/3BF高炉用共用型TRT为两座高炉煤气混合后从透平的中间进入，分别膨胀后由透平两侧排出。由于各个高炉是独立操作的，而且炉顶压力一般是不同的，采用这种型式只能回收低压高炉的能源，另外当一座高炉休风时损失也很大。而该项目采用的方法能够完全回收两座高炉煤气的能量，另外，国外目前没有全干式共用型TRT。五、主要技术性能指标发电机：4500kW，电压6.3kV，转速3000r/min。装置投运后，各项指标均达到设计要求，透平主机性能良好，炉顶压力调节稳定、可靠，全部完成了自动升速、自动并网、自动升功率、自动调顶压及全部TRT过程捡测与过程控制的各项功能。