冷却壁式高炉硬质压入造衬技术的研究与应用_杨静

高炉煤气余压发电TRT初步设计

1 总论 1.1 企业概况 山西安泰集团股份有限公司经过十几年的发展，已成为集科工贸、产供销于一体，跨洗煤、焦化、冶炼、建材、发电等产业的国家级乡镇企业集团，公司被认定为山西省高新技术企业，获得ISO14001环境管理体系认证，主导产品获得ISO9002国际质量体系认证。炼铁厂现有3座450m3高炉、1座1080m3高炉，高炉煤气均采用干法布袋除尘工艺，目前生产正常。 1.2工程概况及建设进度 为了节能降耗和提升经济效益，山西安泰集团股份有限公司委托思安新能源有限公司出资为3座450m3高炉配套建设高炉煤气余压发电装置，本项目在建设、运行和转让（EMC）的基础上实施。思安新能源有限公司提供项目设计、设备采购、建设、运行管理所需资金。山西安泰集团股份有限公司为余压发电项目提供项目建设所需的场地、余压资源、电站的生产生活用水、氮气等；计划自2011年12月开始，1年内建设完成。 1.3 设计依据 （1）山西安泰集团股份有限公司3×450m3高炉的相关设计、运行资料； （2）山西安泰集团股份有限公司提供的建设地址区域的地形图； （3）国家现行的规程、规范及有关标准。 1.4 工程建设的意义 冶金企业是全国最大的能源用户。单以用电来说，约占全国总用量的13～15%，而高炉又是冶金企业中的能耗大户，约占冶金企业用电的40%左右。因此充分利用冶金企业的副产煤气（如高炉煤气），对节约能源具有重大意义。

高炉煤气的化学能一般工厂均能较好的利用（如作燃料使用），而对高炉煤气的余压和余热却未充分利用。常规的工艺流程是：高炉炉顶出来的高温（150～250℃）、高压（0.1～0.15MPa）煤气，经除尘处理后就送往减压阀组，在减压阀组里将煤气压力降至10kPa（0.01 MPa）左右。这样，不仅浪费了煤气大量的压力能，还在减压阀组附近产生非常大的噪音（可达120分贝以上），污染了周围环境。 为了充分回收高炉煤气的压力能和潜热能，冶金企业采用高炉煤气余压透平发电机组（简称TRT），TRT的工作原理是：用透平膨胀机将原来损耗在减压阀组上的高炉煤气的压力能和潜热能转换成机械能，再通过发电机将机械能变成电能输送给厂内电网。这样既回收了高炉煤气的压力能和潜热能，又减少了噪声对环境的污染。另外采用TRT同时也改善了炉顶压力的调节品质，有利于稳定高炉生产。 目前全国电力供应紧张，TRT发电符合国家能源政策。国家发展改革委发布的《产业结构调整指导目录》中，“高炉炉顶压差发电（TRT）”列为钢铁行业鼓励建设项目。由此可见，山西安泰集团股份有限公司新建高炉煤气余压透平发电（TRT）机组，是节能降耗和提升经济效益的好项目，既有企业的经济效益又有良好的社会效益，也合乎国家的建设方针。 1.5 工程建设的有利条件 1.5.1承办单位经验丰富 思安新能源有限公司总部位于国家级西安高新技术产业开发区，主要从事新能源技术和产品研发、生产与工程项目实施，是集开发、设计、工程建设、运营服务与投资于一体的技术服务型企业。基于长期的发展积累，针对性地开发了多套余热余压资源回收利用系统，形成了余热余压利用工程总承包、设备成套、技术服务等多种业务运营模式。 思安新能源有限公司秉承凝聚智慧，追求卓越的理念，以携手并

煤气发电技术方案

汉钢实业股份有限公司高炉煤气发电站工程可行性报告 广州梓越工程管理有限公司 2014年03月

目录 第一章概述 1.1 建设单位 1.2 项目概况 1.3 高炉煤气发电站建设的必要性和合理性 1.4 设计依据及基础资料 1.5 设计范围 1.6 主要设计技术原则 第二章热负荷 第三章电力系统 3.1 当地电网现状 3.2 电力、电量平衡 3.3 发电站发电机接入电力系统方案 第四章燃料供应 第五章机组选型 5.1 机组选型 5.2 机组参数及主要技术数据 第六章厂址条件 6.1 自然地理概况 6.2 工程地质 6.3 交通运输 6.4 发电站水源 第七章总体方案 7.1总图运输 7.2 煤气及低压蒸汽输送 7.3 燃烧系统 7.4 热力系统 7.5 主厂房布置 7.6 暖通部分

7.7 电气部分 7.8 水工部分 7.9 化学水处理系统 7.10 热工控制 7.11 土建部分 7.12 电讯设施 第八章环境保护 8.1 设计依据 8.2 环境概况 8.3 工程概况 8.4 主要污染源、污染物 8.5 污染控制方案 8.6 厂区绿化 8.7 环境监测和环保管理机构 8.8 环保投资 8.9 环境影响简略分析 第九章劳动安全与工业卫生 9.1 设计依据 9.2 工程概况 9.3 生产过程中职业危险、危害因素分析9.4劳动安全卫生防范措施 9.5辅助用室设置 9.6 劳动安全卫生机构 9.7 劳动安全卫生投资 9.8 劳动安全卫生预期效果分析 第十章节能与综合利用资源 10.1节能 10.2 综合利用 第十一章消防 11.1设计依据

11.2工程概况 11.3工程火灾因素分析 11.4防范措施 11.5消防设施投资 11.6防范措施预期效果 第十二章生产组织及劳动定员12.1 实施条件及轮廓进度12.2 劳动定员

高能球磨法在超微粉体制备中的应用

高能球磨法在超微粉制备中的应用 宗泽宇 （南京工业大学，材料化学工程国家重点实验室，210009） 摘要：简述分别通过高能球磨法制备氧化锆-硬脂酸材料, 纳米氧化亚铜材料 , 纳米 WC/MgO材料，纳米AL 2O 3 /Al复合材料的过程，总结五种材料各自的特点与生产方法。列 举了这五种材料在工业方面的优点与主要应用。 关键词：纳米；高能球磨法；制备; 应用 The Applications about High Energy Milling Zong Zeyu (17,Class 0802, Material department of science & engineering, Nanjing University of Technology ) Abstract: This paper gives a sketch of five materials by High Energy Milling: Zr02-stearci Acid , Nano-cuprous Oxide, Nano-sized WC/MgO, Nano-sized AL2O3/Al composite material，find out their characteristics and preparation. The paper Also list the main applications of this five materials in industry and their advantages. Keywords: nanoparticle; High Energy Milling ; preparation; applications 1 引言 高能球磨法一经出现，就成为制备超细材料的一种重要途径。传统上,新物质的生成、晶型转化或晶格变形都是通过高温(热能) 或化学变化来实现的。机械能直接参与或引发了化学反应是一种新思路。高能球磨法法的基本原理是利用机械能来诱发化学反应或诱导材料组织、结构和性能的变化, 以此来制备新材料。本文简述了通过高能球磨法制备五种材料的方法以及它们各自的应用与优点。 2 制备方法 高能球磨法（又称机械合金化, High Energy Milling)是一种制备合金粉末的高新技术[1]，它是在高能球磨[2]作用下，利用金属粉末混合物的反复变形、断裂、焊合、原子间相互扩散或发生固态反应形成合金粉末[3]。机械合金化作为新材料的制备技术之一，特别是其在细微、超细微粉体材料的研究方面占有重要的地位，已引起材料科学界的广泛关注。本文采用高能球磨法制备氧

高炉均压煤气回收探讨

高炉均压煤气回收探讨 王彦军 （中冶赛迪工程技术股份有限公司，重庆400013） 【摘要】回收高炉均压煤气具有重要的环保意义和可观的经济效益。主要介绍了湿法煤气清洗和干法布袋除尘回收均压煤气的工艺流程、技术特点，并对这两种回收工艺的一些关键技术问题进行了分析探讨，提出了解决问题的途径。 【关键词】均压煤气；回收；减排；湿法煤气清洗；干法布袋除尘 1前言 近年来，随着低碳经济的全球化趋势和日益严峻的气候问题逐渐引起人们的高度关注，我国相继提出了建设低碳、清洁、高效型企业和资源节约、环境友好型企业的要求。在冶金行业中，高炉炼铁所需的能耗和产生的污染在整个钢铁工序中占有很大的比重，是节能减排措施的重要推进对象。现在，针对高炉系统节能减排的研究已经取得了较大进展，如高炉均压煤气回收、热风炉废气余热回收、环保水渣处理等环保措施的成功应用，不仅为企业和社会带来了良好的环保效应，也给企业带来了可观的经济效益。 2回收均压煤气的意义 高炉冶炼生产过程中，炉顶料罐内的均压煤气通过旋风除尘器和消音器后，通常都是直接排入大气。由于旋风除尘器只能除去煤气中一部分较大直径颗粒的粉尘，其余的粉尘都随着放散煤气直接排入了大气中，并且高炉煤气为含有大量CO和少量H2、CH4等有毒、可燃物的混合气体，这对大气环境尤其是高炉生产区域造成了严重的污染，同时也白白浪费了这部分煤气能源。另外，均压煤气一般含有较高的水分，通过消音器对空放散时，由于压力突然降低，煤气中的水分容易析出结露，随均压煤气排放的粉尘遇水变湿后常常黏糊、堵塞放散消音器，使其不能正常工作，给高炉的生产维护带来很大困难。 因此，回收这些直接排入大气的均压煤气，具有十分重要的现实意义。以一座4000 m3的高炉为例，年工作日按350天考虑，每天约有12×104m3的均压煤气排出，经过炉顶的旋风除尘器后，均压煤气含尘量仍在10 g/m3左右。经计算，回收这些均压煤气，减少的污染物排放量和产生的经济效益分析如下。 2.1减排量 （1）均压煤气回收率按90%考虑，则日回收量为10.8×104m3，年回收量：10.8×104m3×350天=3780×104m3。即每年将减少高炉炉顶脏煤气排放3780×104m3，这些煤气能源得以回收利用。 （2）煤气灰日回收量约1.08 t，年回收量：1.08t×350天=378 t。即每年将减少高炉炉顶粉尘排放378 t，这将在很大程度上改善高炉区域的操作环境，有利于清洁生产。 （3）高炉煤气标准煤折算系数按0.12 kg/m3（标态）计，年回收均压煤气的折算标准煤量为4536 t。 标准煤碳排放折算系数按0.85计，并且煤气灰含有焦炭粉尘（约5％），年均压煤气回收减少碳排放量：4536 t×0.85+378 t×0.05=3874.5 t。 2.2经济效益 按当前国内钢铁厂普遍的成本核算价格，高炉煤气0.12元/m3，煤气灰200元/t计算，均压煤气回收一年带来的直接经济效益： 高炉煤气：0.12元/m3×3780×104m3＝453.6万元； 煤气灰：200元/t×378 t＝7.6万元； 年总经济效益值：461.2万元。 按投入一套均压煤气回收装置为500余万元考虑，一年多时间即可收回设备投资成本。由此可见，通过回收高炉均压煤气，不但可以有效地减轻尘、气和噪音污染，延长消音器的

高炉煤气余压透平发电装置

高炉煤气余压透平发电装置（TRT） TRT——(Blast Furnace Top Gas Recovery Turbine Unit,以下简称TRT) 高炉煤气余压透平发电装置(即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,使煤气通过透平膨胀机做功,将其转化为机械能。 工艺过程介绍 高炉产生的煤气经重力除尘、净化除尘后，两级文氏管，压力为140kPa左右，温度低于200℃。含尘量小于10mg/Nm3的带一定能量的煤气，经过TRT的进口蝶阀、启动阀、全封闭液压入口插板阀、紧急切断阀和可调静叶进入透平膨胀做功，透平带动发电机发电。膨胀后的煤气经过全封闭液压出口插板阀，送到减压阀组后的煤气主管道上，进入低压管网。这样，TRT与减压阀组就形成并联关系，实现对高炉顶压的控制。在入口插板阀之后、出口插板阀之前，与TRT 并联的地方，有一旁通管及快开慢关旁通阀(简称旁通快开阀)，作为TRT紧急停机时TRT与减压阀之间的平稳过渡之用，以确保高炉炉顶压力不产生大的波动，从TRT和减压阀组出来的低压煤气再送到高炉煤气柜和用户。 TRT的运行工况有启动、正常运行、电动运行、正常停机、紧急停机，能量回收方式分为部分回收方式、平均回收方式和全部回收方式，操作方式分为手动、自动(半自动)、全自动。 发电机出线断路器，接于10KV系统母线上，经当地变电所与电网相连，当TRT运行时，发电机向电网送电，当高炉短期休风时，发电机不解列作电动运行。 TRT装置由透平主机，大型阀门系统，润滑油系统，液压伺服系统，给排水系统，氮气密封系统，高，低发配电系统，自动控制系统八大系统部分组成。 控制系统工作原理 高炉炉顶压力不稳，会引起炉内反应的剧烈波动。炉压高于额定值时，会使炉内煤气气流分布不均，引起崩料，严重时会损坏设备。而当炉内压力低于额定值时，会引起炉内煤气体积增大，气流压力损失增大，煤气流速上升，使“炉喉”磨损严重。因此，作为能量回收的TRT设备，投入运行的先决条件是在任何情况下均能保证炉压稳定，即在TRT设备启动、运行和紧急停车时都不能引起炉压过大的波动。 1.炉顶压力调节及控制 高炉炉顶压力控制系统从控制系统的结构上来看，可分为TRT设备启动时、运行时和紧急停车时的控制系统。 正常投运过程———压阀组控制回路，只在原有系统上并联一个调节回路来控制TRT系统中的可调静叶，在不改变高炉操作的情况下，利用可调静叶实现自动控制炉顶压力。正常机组投运-并网-升功率过程中的炉顶压力，由高炉煤气侧计算机控制；升功率结束后，TRT与减压阀组并列运行时，送入TRT侧的炉顶压力测量值与高炉顶压控制回路的测量值为同一信号；将高炉顶压控制回路的设定值减去一个允许的偏差(0～3kPa)后，作为TRT炉顶压力调节回路能自动跟踪高炉的设定值，高炉顶压的设定权仍在高炉，高炉操作同往常一样。高炉炉顶压力可由TRT控制，也可由减压阀组控制。 正常停机过程———正常停机时，与启动过程相反，TRT侧炉顶压力调节回

高炉炉顶余压发电技术

高炉炉顶余压发电技术 作者:admin 日期:2009-05-26 字体大小: 小中大 高炉炉顶余压发电技术 炼铁生产中，高炉炉顶煤气压力大于0.03兆帕时，称为高炉高压*作。高炉煤气在高压*作下具有一定的压力能。采用煤气余压发电技术装备（TRT）可将这部分压力能回收，其设备的工作原理是煤气的余压使煤气在透平机内进行膨胀做功，推动透平机转动，进而带动发电机转动，发出一定的电量。TRT装置所发出的电量与高炉煤气的压力和流量有关，一般吨铁发电量为30千瓦时～40千瓦时。高炉煤气采用干法除尘可以使发电量提高36%，且温度每升高10℃，会使透平机出力提高10%，进而使TRT装置最高发电量可达54 千瓦时/吨铁。 高炉炉顶余压发电的工艺流程 高炉荒煤气经重力除尘器后的半净煤气管道进入布袋除尘器的进气总管。在布袋除尘器进气总管和布袋除尘器之间设有一个旁路，在旁路上设有冷热交换器，用于煤气的升温和降温。布袋除尘器的布袋是氟美斯化纤制品，其工作温度为80℃～250℃，瞬间不允许超过500℃。煤气温度低于80℃易产生结露现象，布袋内有露水会与灰尘结球，造成布袋除尘的除尘效果下降，严重时会导致煤气流流动不畅；煤气温度高于250℃会使布袋变脆，甚至烧损。所以，设置旁路冷热交换器来应对煤气温度的变化，是干式布袋除尘器能够正常工作的条件。 下一步，从干式布袋除尘器出来的净煤气将进入透平机。这时的净煤气温度在120℃～180℃之间，含尘量为1.2～4.6毫克/立方米。从透平机出来的净煤气进入企业的净煤气管网。一些炼铁企业高炉煤气采用湿式除尘方法，即在重力除尘器之后采用文式管除尘设备，出来的净煤气仍可进入透平机去发电。 从工作原理上看，TRT装置代替了原来煤气系统的高压阀组，不同的是，原煤气系统的高压阀组将煤气的压力能白白泄漏掉了，而TRT装置可以回收高炉鼓风能量的30%左右。 高炉煤气干法除尘的优点 一般来说，采用高炉煤气干法除尘，设备投入为湿法除尘的60%～70%，从工艺上来讲完全可以取代湿法除尘设备。除此之外，干法除尘还具有以下优势：不耗新水，不会产生污水和污泥，吨铁可节水0.7～0.8立方米；除尘效果好，可以实现煤气含尘量小于3毫克/立方米；煤气温度高和含水量低，可使煤气发热值提高，同时使TRT发电能力增强36%，减轻煤气管道锈蚀；干法除尘装置占地少，

纳米材料的制备技术及其特点

纳米材料的制备技术及其特点 一纳米材料的性能 广义地说,纳米材料是指其中任意一维的尺度小于100nm的晶体、非晶体、准晶体以及界面层结构的材料。当小粒子尺寸加入纳米量级时,其本身具有体积效应、表面效应、量子尺寸效应和宏观量子隧道效应等。从而使其具有奇异的力学、电学、光学、热学、化学活性、催化和超导特性,使纳米材料在各种领域具有重要的应用价值。通常材料的性能与其颗粒尺寸的关系极为密切。当晶粒尺寸减小时, 晶界相的相对体积将增加,其占整个晶体的体积比例增大,这时,晶界相对晶体整体性能的影响作用就非常显著。此外,由于界面原子排列的无序状态,界面原子键合的不饱和性能都将引起材料物理性能上的变化。研究证实,当材料晶粒尺寸小到纳米级时,表现出许多与一般材料截然不同的性能,如高硬度、高强度和陶瓷超塑性以及特殊的比热、扩散、光学、电学、磁学、力学、烧结等性能。而这些特性主要是由其表面效应、体积效应、久保效应等引起的。由于纳米粒子有极高的表面能和扩散率,粒子间能充分接近,从而范德华力得以充分发挥,使得纳米粒子之间、纳米粒子与其他粒子之间的相互作用异常激烈,这种作用提供了一系列特殊的吸附、催化、螯合、烧结等性能。 二纳米材料的制备方法

纳米材料从制备手段来分,一般可归纳为物理方法和化学方法。 1 物理制备方法 物理制备纳米材料的方法有: 粉碎法、高能球磨法[4]、惰性气体蒸发法、溅射法、等离子体法等。 粉碎法是通过机械粉碎或电火花爆炸而得到纳米级颗粒。 高能球磨法是利用球磨机的转动或振动,使硬球对原料进行强烈的撞击,研磨和搅拌,将金属或合金粉碎为纳米级颗粒。高能球磨法可以将相图上几乎不互溶的几种元素制成纳米固溶体,为发展新材料开辟了新途径。 惰性气体凝聚- 蒸发法是在一充满惰性气体的超高真空室中,将蒸发源加热蒸发,产生原子雾,原子雾再与惰性气体原子碰撞失去能量,骤冷后形成纳米颗粒。由于颗粒的形成是在很高的温度下完成的,因此可以得到的颗粒很细(可以小于10nm) ,而且颗粒的团、凝聚等形态特征可以得到良好的控制。 溅射技术是采用高能粒子撞击靶材料表面的原子或分子交换能量或动量,使得靶材表面的原子或分子从靶材表面飞出后沉积到基片上形成纳米材料。常用的有阴极溅射、直流磁控溅射、射频磁控溅射、离子束溅射以及电子回旋共振辅助反应磁控溅射等技术。 等离子体法的基本原理是利用在惰性气氛或反应性气氛中

高炉煤气发电项目可行性研究报告

高炉煤气发电项目可行性研究报告 报告目录： 第1章高炉煤气发电产品项目总论 1.1 高炉煤气发电产品项目背景 1.1.1 高炉煤气发电产品项目名称 1.1.2 高炉煤气发电产品项目承办单位 1.1.3 高炉煤气发电产品项目主管部门 1.1.4 高炉煤气发电产品项目拟建地区、地点 1.1.5 承担可行性研究工作的单位和法人代表 1.1.6 研究工作依据 1.1.7 研究工作概况 1.2 可行性研究结论 1.2.1 市场预测和高炉煤气发电产品项目规模 1.2.2 原材料、燃料和动力供应

1.2.3 厂址 1.2.4 高炉煤气发电产品项目工程技术方案 1.2.5 环境保护 1.2.6 工厂组织及劳动定员 1.2.7 高炉煤气发电产品项目建设进度 1.2.8 投资估算和资金筹措 1.2.9 高炉煤气发电产品项目财务和经济评论 1.2.10 高炉煤气发电产品项目综合评价结论 1.3 主要技术经济指标表 1.4 存在问题及建议 第2章高炉煤气发电产品项目背景和发展概况 2.1 高炉煤气发电产品项目提出的背景 2.1.1 国家或行业发展规划 2.1.2 高炉煤气发电产品项目发起人和发起缘由

2.2 高炉煤气发电产品项目发展概况 2.2.1 已进行的调查研究高炉煤气发电产品项目及其成果 2.2.2 试验试制工作情况11 2.2.3 厂址初勘和初步测量工作情况 2.2.4 高炉煤气发电产品项目建议书的编制、提出及审批过程2.3 投资的必要性 第3章市场分析与建设规模 3.1 市场调查 3.1.1 拟建高炉煤气发电产品项目产出物用途调查 3.1.2 产品现有生产能力调查 3.1.3 产品产量及销售量调查 3.1.4 替代产品调查 3.1.5 产品价格调查 3.1.6 国外市场调查 3.2 市场预测 3.2.1 国内市场需求预测 3.2.2 产品出口或进口替代分析 3.2.3 价格预测 3.3 市场推销战略

高能球磨法综述

高能球磨法研究进展

高能球磨法研究进展 摘要：复合材料的性能与应用和其合成所用的粉体密切相关，合成粉体的方式是提高材料特性的重要途径。高能球磨法相比于传统方法，有着反应温度低、产量大和粉体粒径分布均匀等优点，使得其在合成粉体中有重要作用。本文综述了高能球磨法（机械力化学法）在合成粉体方面的具体原理、影响因素和当前研究进展，并进一步展望这种方法在未来的发展前景。 关键字：高能球磨、机械力化学、粉体合成、纳米制备 传统上，新物质的生成、晶型转化或晶格变形都是通过高温（热能) 或化学变化来实现的。按照反应体系的状态，目前合成超细功能粉体的方法可分为固相法、液相法和气相法；若根据合成原理则可分为物理法和化学法。这些方法在粉体合成方面得到了广泛的应用，但也发现存在着各自的不足。例如，物理法可制得粒径易控的超细粒子，但所需设备昂贵；化学法成本低，条件简单，易于通过过程控制和调整粒子大小，但适用范围窄，流程长，收率低，无法工业化生产[1]。高能球磨(high-energy ball milling)又被称为机械力化学(mechanochemistry)，是将物理法和化学法结合，其基本原理是晶体物质通过超细磨的过程中，机械力的作用可以启动其化学活性，使得通常需要在高温下进行反应能在较低的温度下进行。因此，高能球磨法可以合成一般化学方法和加热方法所不能得到的具有特殊的超细粉体。这种独特的性质让这种粉体制备方法制备出特殊的超细粉体，使复合材料的合成工艺水平大大提高。因此，本文综述了高能球磨法的最新发展并展望了其在未来的发展趋势。 1. 高能球磨法的原理与特点 高能球磨法是通过球磨机的转动或振动使硬球对原料进行强烈的撞击、研磨和搅拌，能明显降低反应活化能、细化晶粒、增强粉体活性、提高烧结能力、诱

xx钢厂高炉煤气发电利用初步方案

xxxxx高炉煤气发电利用初步方案 一焦钢高炉煤气技术条件 1.1 总煤气产量：5.5－6万立方米 1.2 放散量：3－3.5万立方米 1.3 CO含量 33％ 1.4 S含量：600－1000mg/立方米 1.5 1.9吨焦炭/吨铁 1.6 7吨铁/h 1.7 热值：4000－5000kj、1000大卡以上 1.8 送风量38000－40000立方米/h 1.9 企业每年生产最低产量27万吨，最高产量为30万吨。 1.10 每年正常生产时间不低于330天。 1.11 该高炉年设计生产时间为350天。 二煤气发电方案的比较 燃气发电技术成熟的工艺有：燃气、蒸汽联合循环发电、蒸气轮机发电、燃气内燃机发电，下面针对三种发电方式进行比较。 （一）蒸汽轮机发电 这是一个非常传统的技术，也是大家比较熟悉的工艺方式。它是采用锅炉来直接燃烧燃气，将燃气的热能通过锅炉内的管束把水转换为蒸汽，利用蒸汽推动蒸汽轮机再驱动发电机发电。系统的主要设备是燃气燃烧器、锅炉本体、化学水系统、给水系统、蒸汽轮机、冷凝器、冷却塔、发动机、变压器和控制系统，工艺流程比较复杂。 蒸汽轮机发电机组运行热效率较低，但运行可靠、机组寿命长、

燃气不需特殊的净化处理是其优点。它所需要的是对锅炉用水的软化处理，锅炉房较大的土建投资加大了土建投资。只有当产气量特别大，且供气年限长的情况下，才选择汽轮机发电。 优点是：对于燃料气体品质要求比较低，只要燃气燃烧器能够承受的气体，一般都可以适应，燃气只需要有限的压力，因而燃气处理系统投资比较简单。 缺点是：工艺复杂，建设周期比较长，难以再移动，必须消耗大量的水资源，占地比较多，管理人员也比较多，小机组能源利用效率太低，发电效率通常不到15％。 （二）燃气、蒸汽联合循环发电 从工作原理上看，燃气轮机无疑是最适合燃气利用的工艺技术之一。燃气轮机是从飞机喷气式发动机的技术演变而来的，它通过压气机涡轮将空气压缩，高压空气在燃烧室与燃料混合燃烧，是空气急剧膨胀做功，推动动力涡轮旋转做功驱动发电机发电，因为是旋转持续做功，可以利用热值比较低的燃料气体。燃气轮机自身的发电效率不算很高，大功率的一般在30％～35％之间，小功率（单机功率4000KW）的一般低于24％，产生的废热烟气温度高达450～550℃，然后进入燃气轮机后部的余热锅炉产生蒸汽，在通过蒸汽轮机发电。联合循环的发电效率可以接近40％。 燃气轮机是最常用的燃气动力机械。其优点是运行可靠，燃料混合气在燃气轮机的燃烧室里燃烧，利用涡轮机动力驱动，带动发电机发电；结构简单、紧凑，较小功率的整套机组可以装在一个大型集装箱内；比之燃煤或燃气锅炉占地少，节省基建投资。

高炉煤气发电

1.高炉煤气的特性 高炉煤气其组成成分中惰性气体（N2、CO2等）占大部分，且可燃成分主要为CO；因而它的低位发热值极低，一般情况下，其发热值仅为2930KJ/Nm3～3550KJ/Nm3。 由于高炉煤气中含有大量的惰性气体，可燃成份少，每立方米煤气燃烧时参与燃烧的空气也少，但要产生一定量的热量，所需要的煤气量就要大，每吨蒸汽产生的烟气为燃煤锅炉烟气量的1.7倍；煤气中极少含硫，加上CnHm含量也极少，烟气的露点较高，即使在点火初期也不会结露，无需考虑低温腐蚀等问题。 高炉煤气中的可燃成分主要为CO，混合气中的CO浓度及着火环境是决定高炉煤气的着火温度的两要素；实验证实高炉煤气于空气的混合气中高炉煤气的着火浓度为35%～71%，着火温度为530℃～660℃，这种着火条件要求较高，但因其燃烧为气气单相化学反应，只要技术措施组织正确，燃烧效率也能达到满意程度。高炉煤气的特性决定了其理论（绝热）燃烧温度低（理论燃烧温度仅为1250℃～1300℃），这个温度仅为燃煤的理论燃烧温度的60%左右，在运行的物理特性是火焰的中心温度较低、化学反应速度也低。设计时就要考虑给予煤气足够的燃烬时间，同时要解决燃烧火焰不易稳定、易产生脉动现象、易脱火等问题，保证燃烧安全。 2.1合适的热风温度 由于煤气的着火温度较高，有关研究表明，当煤气与空气的混合气从室温升高到着火温度所吸的热量占煤气总放出的热量的37%左右，因而提高入口混合气的温度，使混合气的温度及早地升高到着火温度，能使煤气及早地着火。提高混合气的温度有两种方法：一是采用较高的高炉煤气温度；二是采用较高的空气的温度。较高的高炉煤气温度，因其体积量大效果最明显，其加热方式多采用热管换热器，但热管换热器易堵灰（即使灰份很少）、腐蚀后安全性不好、造价较高、检修不方便，考虑到这些因素，一般不用这种方法。采用较高的空气的温度，虽然因其体积量小，效果差一些，温度高也可使混合气达到较高的温度，且这种方法最为方便、安全，造价也低。设计时空气预热器出口空气温度一般定为370℃左右。另外提高了混合气的入炉温度，同时也提高了炉膛的吸热量比，把尾部的热量移至炉膛内，降低了尾部省煤器的吸热量比，降低了省煤器出口的沸腾度，省煤器运行更安全，锅炉有更足的出力。 2.2燃烧器强烈的气气混合 高炉煤气的燃烧为扩散燃烧。前面已讨论了每立方米煤气完全燃烧所消耗的空气量少，量少的空气要在短时间内穿透量大的煤气，及早地使混合气体达到着火浓度是比较困难的，因而在燃烧器的预混段加强煤气与空气的混合有着现实的意义。在燃烧器的出口设置一旋流度不算大的旋流叶轮，配合空气侧的旋流叶片，使煤气和空气在出口处强烈混合，实践证明在燃烧器出口70mm的距离内煤气就可混合好，同时火焰在后期又有一定强度的刚性，加强了火焰后期的扰动，后期也能混合较好。这种设计先进，使气气及时达到着火浓度，且不易堵灰，即使堵了，其清理也较容易。 2.3优越的稳焰器

高炉炉顶余压发电技术

高炉炉顶余压发电技术-TRT的应用 TRT——(Blast Furnace Top Gas Recovery Turbine Unit,以下简称TRT) 是国际公认的钢铁企业很有价值的二次能源回收装置，高炉煤气余压透平发电装置(即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,使煤气通过透平膨胀机做功,将其转 化为机械能，从而驱动发电机发电。 提高高炉生产率的途径之一，是单位时间内向高炉鼓入更多的空气和氧气。但增加鼓风要引起高炉内煤气上升浮力的增加，这种浮力妨碍了炉料的正常均匀下降，限制了生产率的提高。若把炉顶压力提高，高炉工作空间的压力也相应提高，使煤气的体积缩小、流速降低，压头损失也随之降低，从而促进高炉顺行，可以减少悬料、崩料，以及提高产量，减少单位生铁的热量损失和焦炭消耗。同时，由于顶压的提高，使炉料和煤气之间的物理化学过程加快，加速2CO=CO2+C反应向体积缩小方向进行，有利于煤气的化学能得到充分利用。这就是所谓的高压操作，炉内压力是靠煤气系统的压力调节阀组来控制的。由此得到的煤气压力能如不加以利用，还会产生了大气污染和噪声公害。为了不浪费炉顶煤气的压力能和热能，从20世纪60年代开始开发了利用炉顶煤气能量的发电技术，现已广泛应用于高压高炉上。 所谓TRT就是炉顶余压发电透平机的简称。TRT煤气入口从文氏管后的煤气管接出，TRT的煤气出口与调压阀组后的净煤气主管相接，所以TRT是与调压阀组并联在净煤气管道上的。高压煤气在透平机内膨胀做功，推动透平机叶轮转动，带动发电机发电。透平机有轴流向心式、轴流冲动式和轴流反动式3种，其中轴流反动式的质量小、效率高。在回收余压能量方式上有部分回收、全部回收和平均回收3种，平均回收的发电能力高，设备投资低，投资回收期短，而且还能保证高炉炉顶压力稳定,我国宝钢的TRT就采用平均回收方式。 炼铁生产中，高炉炉顶煤气压力大于0.03兆帕时，采用煤气余压发电技术装备（TRT）可将这部分压力能回收，其设备的工作原理是煤气的余压使煤气在透平机内进行膨胀做功，推动透平机转动，进而带动发电机转动，发出一定的电量。根据炉顶压力不同，TRT装置所发出的电量与高炉煤气的压力和流量有关，一般吨铁发电量为35千瓦时～40千瓦时。高炉煤气采用干法除尘可以使发电量提高36%，且温度每升高10℃，会使发电透平机效率提高10%，进而使TRT装置最高发电量可达54千瓦时/吨铁。 一、高炉炉顶余压发电的工艺流程 高炉荒煤气经重力除尘器后的半净煤气管道进入布袋除尘器的进气总管。在布袋除尘器进气总管和布袋除尘器之间设有一个旁路，在旁路上设有冷热交换器，用于煤气的升温和降温。布袋除尘器的布袋是氟美斯化纤制品，其工作温度为80℃～250℃，瞬间不允许超过500℃。煤气温度低于80℃易产生结露现象，布袋内有露水会与灰尘结球，造成布袋除尘的

高炉煤气燃气蒸汽联合循环发电

低热值高炉煤气燃气—蒸汽联合循环发电 一、所属行业：钢铁行业 二、技术名称：低热值高炉煤气燃气—蒸汽联合循环发电 三、适用范围：钢铁企业自发电 四、技术内容： 1.技术原理 燃气蒸汽联合循环发电装置是燃气循环机组与蒸汽循环机组的联合体，燃气轮机燃烧做功，排出的烟气再通过余热锅炉产生蒸汽而做功发电。 2.关键技术 （1）高炉煤气的预处理：除尘和精脱苯、脱硫燃气配比技术； （2）煤气两级压缩（低压和高压）技术； （3）高效燃气轮机技术。 3.工艺流程 从总管来的高炉煤气先经湿式电除尘器除尘，再经煤气加热器加热，后经低、高压空气压缩机压缩，进入燃气轮机燃烧做功，排出的烟气经过余热锅炉产生蒸汽，蒸汽带动汽轮机驱动压缩机做功，多余功带动发电机发电。 五、主要技术指标： 我国不少钢铁企业高炉煤气放散率在10%以上。 主要技术指标： CCPP装置的高炉煤气量一般都较大，折算到压缩机进口状态，流量基本都 大于1700m 3 /min。 六、技术应用情况： 目前普及较低，仅有少数几家企业采用。 七、典型用户及投资效益： 宝钢、鞍钢、邯钢、济钢等。 某钢铁企业15万kW低热值高炉煤气—蒸汽联合循环发电装置，节能技改投资额56198万元，年可发电9.4亿kWh，取得经济效益7015万元，投资回收期为8.3年。 另一钢铁企业300MWCCPP发电机组，节能技改投资额9亿元左右，年可发

电20亿kWh以上，取得经济效益1.5亿元，投资回收期7年左右。 八、推广前景和节能潜力： 采用CCPP技术目前在国内只有少数几家，该技术可以有效解决煤气放散问题，且发电效益大大提高，对于目前钢铁企业节能降耗起到很大的技术推动作用，推广潜力巨大。 “十一五”期间该技术在行业能推广到比例为20%～30%，需要总投入约为10亿元人民币，年可发电20亿kWh。 九、推广措施及建议： 通过加强节能降耗考核力度，并鼓励钢铁企业，利用煤气自发电的积极性。用自发电来提高企业降低煤气放散率，以获取显著的经济效益。

【CN210103990U】一种回收高炉炉顶均压放散煤气的装置【专利】

(19)中华人民共和国国家知识产权局 (12)实用新型专利 (10)授权公告号 (45)授权公告日 (21)申请号 201920438813.7 (22)申请日 2019.04.02 (73)专利权人 北京首钢国际工程技术有限公司 地址 100043 北京市石景山区石景山路60 号 专利权人 北京首钢股份有限公司 (72)发明人 闫方兴　银光宇　陈玉敏　耿云梅　 李俊青　姚轼　章启夫　曹朝真　 杨森　唐安萍　王维乔　侯健　 李乃尧　龚卫民　焦月生　赵凯盛　 谢双新　张玉宝　何润平　 (74)专利代理机构 北京华谊知识产权代理有限 公司 11207 代理人 王普玉 (51)Int.Cl.C21B 5/06(2006.01)C21B 7/22(2006.01)(ESM)同样的发明创造已同日申请发明专利 (54)实用新型名称一种回收高炉炉顶均压放散煤气的装置(57)摘要一种回收高炉炉顶均压放散煤气的装置，属于高炉炼铁技术领域。装置包括炉顶料罐、旋风除尘器、消音器、气束推射枪、布袋除尘器、高压氮气罐、一均煤气管道和净煤气管网；煤气回收时，开启煤气回收和旁通阀，炉顶均压煤气经旋风除尘器、气束推射枪和布袋除尘器后并入净煤气管网；当炉顶料罐压力降至一定值后开启推射气阀，气束推射枪开始工作，炉顶均压煤气在一均煤气的推射下，将炉顶料罐内低压残余煤气送入布袋除尘器二次除尘后并入净煤气管网，从而实现炉顶料罐均压放散煤气的回收。优点在于，实现炉顶均压放散煤气的全回收，工艺简单，回收时间短，符合我国钢铁行业节能环保低碳的要 求。权利要求书1页 说明书4页 附图1页CN 210103990 U 2020.02.21 C N 210103990 U

高炉煤气发电技术

高炉煤气发电技术 发表时间：2019-01-16T14:36:47.303Z 来源：《电力设备》2018年第26期作者：郭振华 [导读] 摘要：节能减排是钢铁工业发展过程中面临的重大战略性任务。 （河南济源钢铁集团有限公司河南省济源市 459000） 摘要：节能减排是钢铁工业发展过程中面临的重大战略性任务。“十二五”期间，钢铁工业面临节能减排任务更加艰巨，法律法规要求更加严格，钢铁生产的环保成本将进一步加大，钢铁生产低碳化趋势不可逆转。如何挖掘节能潜力、降低能耗和产品成本、取得较好的经济效益，已成为各钢铁企业的当务之急。为此，某钢铁企业把节能减排作为调整优化结构、转变钢铁生产发展方式的突破口，大力采用节能减排先进工艺技术和节能措施，提出建设本工程，用以降低吨钢成本，节约能源和保护环境，增强企业的市场竞争力，为企业的可持续发展注入新的活力，使企业的发展建立在节约能源和保护环境的基础上，真正实现协调和可持续发展。 关键词：高炉煤气；钢铁厂；发电；节能减排 1高温超高压煤气发电技术 钢铁企业生产过程中会产生大量废烟气、废气（汽）、废液、废渣，这些都是重要的二次能源，可以再次被利用。煤气发电技术可以充分利用富余的煤气发电使其变废为宝，化害为利，既获得了经济效益，又减少煤气放散造成的环境污染，符合国家节能减排的产业政策。煤气发电技术主要是通过燃气锅炉燃烧厂区富余的煤气产生蒸汽，通过对蒸汽参数进行调节优化，将蒸汽供入蒸汽轮机发电。目前，高温超高压煤气发电是一种效率高、技术成熟的钢厂余能利用方式，通过进一步提高蒸汽初参数和增加一次中间再热，尽可能提高机组的热效率。 2工艺系统 2.1煤气系统 煤气系统分高炉煤气输、配送系统。转炉煤气经加压机加压后在高炉煤气总管道上配送进入高炉煤气管母管，混合煤气由总母管送至锅炉尾部，通过两条分支母管输送到锅炉炉膛两侧，再由设在锅炉四角的4根分支总管，分别配送给8个燃烧喷嘴，供入炉膛燃烧。煤气总母管设有煤气专用液动式眼镜阀、电动硬密封蝶阀和电动快速切断阀，以保证锅炉在检修或事故时煤气的完全隔断和快速隔离，另外管道阀门后设有手孔、放散管、氮气吹扫接口管及流量装置；在分支总管上设有电动硬密封蝶阀和电动快速切断阀；在进燃烧器前的配送管上设调节阀和手动蝶阀，以调整煤气给量；在分支总管、分支母管最高点处设放散管和取样管；在锅炉两侧分支母管最低点处设凝水管，将收集的煤气凝水分别引至高炉煤气凝水缸。 2.2烟风系统 燃烧用气采用高炉煤气、转炉煤气。锅炉点火采用液化天然气，自动点火；煤气燃烧器四角切圆布置，共计8台，两层布置。煤气燃烧所用的助燃风由锅炉尾部的2台送风机供给，助燃风经空气预热器加热后由燃烧器喷入锅炉助燃，锅炉炉膛内燃烧生成的烟气经过热器、再热器、省煤器、空预器及煤气加热器换热冷却后由引风机送入高钢筋混凝土烟囱，排入大气。 2.3热力系统 热力系统包括蒸汽输送、给水系统、凝结水系统、抽汽系统、疏放水系统、冷却水系统等等。（1）主蒸汽及再热蒸汽系统主蒸汽系统采用分段单母管制。锅炉产生的蒸汽由过热器出口集箱接至主蒸汽母管，再由母管送至汽轮机主汽阀，再接至汽轮机做功。再热冷段蒸汽管道从汽轮机高压缸排汽口引出，接至锅炉再热蒸汽入口联箱。再热热段蒸汽管道从锅炉再热器出口联箱接出，接至汽轮机中压缸做功。机组采用二级串联简化旁路系统，旁路的功能考虑在冷、热态等工况下机组启动和正常停机。（2）给水系统给水管道系统设三根给水母管，即给水泵入口侧的低压给水母管、给水泵出口侧的高压给水冷母管和高压加热器后的给水热母管。给水系统母管均采用分段母管制，给水由除氧器引至低压给水母管，再由母管分别引至电动给水泵，给水自电动给水泵出口依次经过高压给水冷母管、高压加热器、高压给水热母管和给水操作台，最后接至锅炉省煤器入口。（3）凝结水系统凝结水系统设两台凝结水泵，一用一备。主凝结水从冷凝器引出后经过凝结水泵、汽封加热器、低压加热器进入除氧器，除氧后的水进入锅炉给水管网。凝结水采用分段母管制。主凝结水管道上设流量调节阀，阀前设凝结水再循环管，返回冷凝器热井。（4）抽汽系统汽轮机设6级抽汽回热系统。汽轮机的一、二段非调整抽汽为高加用汽；三段非调整回热抽汽为除氧器用汽；四、五、六段非调整回热抽汽为低加用汽。抽汽回热系统包括汽封加热器、低压加热器、热力除氧器、高压加热器。（5）疏放水系统及排污系统汽轮机本体设一台疏水膨胀箱，疏水收集到本体疏水膨胀箱后接入冷凝器；高压加热器疏水接至除氧器，紧急放水接至定排；低压加热器疏水接回冷凝器；汽封加热器疏水接至低位水箱。主厂房疏放水系统收集锅炉、汽轮机、汽水管路启动、运行、事故、停机、停炉过程中产生的大量疏放水，收集的疏放水进入疏水扩容器（扩容的二次蒸汽接入除氧器汽平衡母管，疏水进入疏水箱）或疏水箱，经疏水泵送到除氧器。该项目排污系统设置1台连续排污扩容器和1台定期排污扩容器。（6）冷却水系统给水泵油站冷却、发电机空冷器、汽轮机冷油器、风机冷油器等设备采用闭式循环水冷却，配置两台循环水泵，一运一备，设置一台机力通风冷却塔。循环水泵站送出冷却水，经过用户点换热升温后的冷却水回到冷却塔，经过冷却塔降温后回到循环水池，再通过循环水泵送出，循环不断. 2.4循环冷却水系统 循环冷却水系统工艺流程为：经冷却塔冷却后的水通过收集水盘自流至循环水泵吸水池，经循环水泵升压后通过压力管道送至凝汽器、辅机冷却器，水携带热量后再通过压力管道送至冷却塔冷却，此后进行下一次循环。循环水冷却系统采用带有机力通风冷却塔的循环供水方案，不但能够节约用地，还可减少用水量。 3高炉煤气燃气－蒸汽联合发电（CCPP） CCPP是目前钢铁企业最先进的煤气回收利用技术，该技术将钢铁生产过程中的富余煤气与空气燃烧后产生高温高压烟气，烟气膨胀做功，将机械能转化为电能，之后用余热锅炉将烟气的余热回收产生高温高压蒸汽，利用蒸汽轮机再次发电，最终实现联合循环发电。目前低热值煤气为燃料的CCPP只被少数公司掌握，如ABB、日本川崎，美国GE等。CCPP已在我国部分钢铁大型钢铁企业得到应用，如宝钢、莱钢、鞍钢、迁钢等等，为企业创造了明显的效益CCPP发电效率高、成本低、经济效益好，发电效率高达45%，而同规模常规火力发电机组效率仅为23%—35%左右，两年即可收回投资成本。CCPP以低热值高炉煤气为主要燃料，能大幅度减少高炉煤气放散量，迁钢的高炉煤气基本上可以全部被回收利用，达到高炉煤气零排放，节能效果明显。CCPP燃气轮机发电不需要冷却水，新水耗用量不足常规火力发电机

大型高炉煤气余压透平发电装置(TRT)的开发

大型高炉煤气余压透平发电装置(TRT)的开发 郭玲丽，陈勇 (成都发动机集团有限公司科能公司，四川成都610503) 摘要：高炉煤气余压透平发电装置(TOP GAS PRESSURE ENERGY RECOVERY TURBINE 简称TRT)是利用高炉炉顶煤气的压力，让煤气通过透平膨胀做功，带动发电机发电的节能设备，因为它不消耗任何燃料，能够减少环境污染，而且能为企业增加电力能源，因此TRT 是发展潜力巨大的节能降耗产品，是钢铁工业的一项重大节能技术。 关键词：大型TRT；气动设计；静叶调角机构 1 工艺流程 高炉产生的煤气，经重力除尘器，两级文氏管(或环缝洗涤)，进入TRT装置，经入口电动碟阀、入口插板阀、调速阀、快切阀，经透平机膨胀做功，带动发电机发电，自透平机出来的煤气，进入低压管网，与煤气系统中减压阀组并联。发电机出线断路器，接于10kV系统母线上，经当地变电所与电网相连，当TRT运行时，发电机向电网送电，当高炉短期休风时，发电机不解列作电动运行。见图1。 2 技术应用现状 TRT是一种余能回收的节能装置，它充分的利用了高炉煤气中的压力能，而且煤气还能回收利用，故TRT既能提高能源利用率，还能缓解企业电力供应紧张的矛盾，同时还改善了炼铁厂周围环境污染，噪声污染，对环境保护和利用再生能源、节能、清洁生产及资源综合利用起到了积极的促进作用。 目前，发达国家现有的炼铁高炉已普遍安装使用TRT，我国自20世纪90年代开始，在大中型高炉上安装TRT装置收到了较好的经济效益、社会效益和环境效益，为此，国家经贸委明确提出1000m3以上高炉都要安装TRT装置，1000m3以下的高炉也要推广使用TRT 装置。国家发改委等部门颁发的《“十一五”十大重点工程节能工程实施意见》中将TRT技术列入第三类余热余压利用工程。国家已明确提出，今后新上高炉必须同步配套建设TRT，已投产的高炉要尽快补上TRT装置。 3 关键技术 1.气动设计(含强度、振动验算) TRT叶片的工作环境恶劣，煤气参数(压力、流量、温度)随时在发生变化，且含有少量粉尘，它的运行需要满足高炉的以下需求：