TRT高炉煤气余压发电系统解析
大型钢铁厂高炉煤气净化与TRT发电系统运行能效状况比较分析_胡建亮
大型钢铁厂高炉煤气净化与TRT发电系统运行能效状况比较分析_胡建亮一、高炉煤气净化系统高炉煤气是在钢铁生产过程中产生的副产品，其中含有大量的煤气、一氧化碳等有害气体。
高炉煤气净化系统的主要目标是将这些有害气体净化处理，以保护环境和提高资源利用率。
高炉煤气净化系统的工作原理是通过一系列的处理步骤将煤气中的有害成分净化除去。
例如，先通过脱硫装置将煤气中的硫化氢去除，再经过除尘设备去除颗粒物，最后通过吸附装置去除一氧化碳等有害气体。
整个过程中需要大量的能源供给，例如电力和天然气等。
二、TRT发电系统TRT发电系统是一种利用高炉煤气余热产生电能的设备。
在高炉煤气净化系统中，煤气经过净化处理后，一部分余热会通过余热锅炉等设备进行回收利用，用于产生高压蒸汽。
通过高压蒸汽推动汽轮机发电，通过发电机产生电能。
TRT发电系统的优点是能够充分利用高炉煤气的余热，将其转化为电能。
这不仅可以满足钢铁厂自身的电力需求，还可以向外供应电能，提高资源利用效率，并降低对传统能源的依赖程度。
三、运行能效状况比较分析高炉煤气净化系统和TRT发电系统在能源利用方面具有不同的特点。
高炉煤气净化系统主要消耗能源，目的是保护环境和提高资源利用效率。
而TRT发电系统通过利用高炉煤气的余热产生电能，可以实现能源的再生利用。
从能效角度来看，TRT发电系统相对高炉煤气净化系统更加高效。
因为高炉煤气净化系统需要消耗大量能源来进行净化处理，而TRT发电系统利用高炉煤气的余热进行发电，可以将部分能源转化为电能，提高了整体的能源利用效率。
此外，TRT发电系统还具有较好的经济效益。
通过将高炉煤气余热转化为电能并向外供应，可以实现电力的自给自足，并有可能进行电力销售，从而带来一定的经济收益。
同时，TRT发电系统还可以减少企业对传统能源的需求，降低能源采购成本。
总结起来，高炉煤气净化系统和TRT发电系统在能效状况上有较大差异。
高炉煤气净化系统是一种保护环境和提高资源利用效率的设备，需要消耗能源进行净化处理；而TRT发电系统通过充分利用高炉煤气的余热产生电能，实现能源的再生利用，具有较好的能效和经济效益。
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。
高炉TRT发电
一、概述所谓“TRT”，是国际上对这种节能装置的简称，其英文全称为“Top pressure Recovery Turbine unit”，中文译为炉顶（余）压回收透平，一般更确切的称之为高炉煤气余压回收透平发电机组。
TRT是利用高炉炉顶煤气中的压力能及热能经透平膨胀做功来驱动发电机发电，再通过发电机将机械能变成电能输送给电网，可以回收高炉鼓风能量的30%左右。
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。
该装置的特点是：不消耗任何燃料，是消除噪音污染，无公害的最经济的发电设备，可以代替减压阀组调节稳定炉顶压力。
二、TRT的基本知识1、透平：透平是英文“Turbine”的音译，所谓透平机械（即涡轮机械）泛指具有叶片或叶轮的动力机械。
2、能量回收透平：能量回收透平装置是利用各种工艺气体所具有的压力能、热能，通过一台透平膨胀机膨胀作功，来进行能量回收的一种节能装置。
3、透平的分类：透平机械主要分两大类，一类是作为原动机向外界输出功的透平机械，如汽轮机、燃气轮机、水轮机、TRT等；另一类是作为反原动机需要由外界输入功的透平机械，如透平压缩机、透平式泵等。
另外按气体在透平中的流动方向可分为：径流式透平、轴流式透平及混流式透平；按气动原理可分为反动式和冲动式。
三、TRT的基本结构和工作原理就透平主机而言，典型的TRT主机主要由以下部件构成：1、定子：定子主要包括机壳、静叶及静叶可调机构、盘车装置等，机壳是透平机最重要的承压部件，采用水平剖分式，中分面经过精密加工，以防泄漏，静叶可调机构包括伺服油缸、调节缸、导向环、滑块、曲柄、静叶轴承、叶片承缸等部件，电动盘车装置为手动啮合，当主轴超过一定转速时自动脱开。
2、转子：转子由各级动叶、隔叶块、主轴组成，叶片沿圆周方向装入主轴的叶根槽内，两个叶片之间用隔叶块定位。
TRT高炉煤气余压发电系统课件
TRT高炉煤气余压发电系统课件
不得重复，稿件尽量突出技术介绍，有热安全措施，受保护区，应急预案，工艺流程等内容
一：TRT高炉煤气余压发电系统介绍
TRT高炉煤气余压发电系统是一种技术先进的技术系统，它主要利用高炉煤气余压的工程能量，通过发动机、发电机系统和控制系统发电，以满足高炉变压器或直压抗弧室的电能要求。
该系统可以有效利用高炉煤气余压能，提高炼钢企业的利润，它具有高功率，低耗能，易于操作和安装等优点，在各大炼钢企业中得到了广泛的应用。
二：TRT高炉煤气余压发电系统技术特性
1、TRT高炉煤气余压发电系统采用高炉煤气余压能源，技术特性显著。
2、TRT高炉煤气余压发电系统采用调压阀、回收阀、放气阀、止回阀、汽缸、失效保护装置等工程设备，控制发电效率及安全性。
3、TRT高炉煤气余压发电系统严格按照安全设计标准设计，提供安全可靠的数据保障。
4、TRT高炉煤气余压发电系统采用国内外最新技术，配备先进的控制系统，实现自动控制发电。
三：TRT高炉煤气余压发电系统安全性。
3200m3高炉TRT发电系统安装细节分析
3200m3高炉TRT发电系统安装细节分析摘要：本文作者介绍了TRT发电系统的组成，针对发电系统施工中采用的技术标准和施工方法及发电机安装质量标准的要求进行了详细的阐述。
关键词：3200m3高炉TRT发电系统安装细节要求1 工程概况3200m3高炉TRT发电系统，利用高炉煤气余热发电，最大发电量为16200kW，平均发电量为12100kW。
发电机组以10.5kV 电压送往炼铁区域变电所，并与系统并网。
并网点设置在TRT发电机侧。
发电机经出线断路器接到10KV 母线上。
发电系统低压配电柜的工作电源由高炉中控电气室（200KW）提供。
TRT发电机系统主要有自动控制系统&液压系统、润滑系统、给排水系统&密封系统组成。
发电系统主要的电气设备见表1。
发电系统处于爆炸危险环境，电气设备安装质量应符合GB50257-96《电气装置安装工程爆炸和火灾环境电气装置施工及验收规范》的要求，特别需要强调以下两点：（1）油站内所有电气线路的保护管暗敷到设备附近后，明敷或穿金属软管到设备接线端子盒，全程密封。
（2）煤气管道做好防雷和防静电接地，管道的始端、终端、分支处、转角处以及在直线部分每隔100m处予以接地。
管道支架每隔200m～300m均应与管道连接。
管道所有的接头如阀门、法兰盘等，应用金属线跨接（接地电阻≤10Ω）。
3200m3高炉余压发电机型号为QF2—15—2、1；电压为10.5KV功率为15MW、额定电流为1030A、转速为3000r/min、总重达67t由上海汽轮发电机有限公司制造。
TRT发电机组安装在主控楼旁边的厂房内（爆炸环境），厂房分上下两层建筑结构，第一层发电小室为发电机的出线间，第二层标高为8m安装煤气余压发电机。
安装发电机时利用厂房内的32/5t天车。
2 施工中采用的技术标准①DL5011-92《电力建设施工及验收技术规范汽轮机机组篇》②GBJ147-90《电气装置安装工程高压电器施工及验收规范》③GBJ148-90《电气装置安装工程电力变压器、油浸电抗器、互感器施工及验收规范》④GBJ149-90《电气装置安装工程母线装置施工及验收规范》⑤GB50168-92《电气装置安装工程电缆线路施工及验收规范》⑥GB50169-92《电气装置安装工程接地装置施工及验收规范》⑦GB50171-92《电气装置安装工程盘、柜及二次回路结线施工及验收规范》⑧GB50257-96《电气装置安装工程爆炸和火灾环境电气装置施工及验收规范》⑨GB50150-91《电气装置安装工程电气设备交接试验标准》⑩随机资料3 施工准备施工机具准备见表2 人员配备见表3。
冶金行业节能技术—TRT发电
高炉煤气余压透平发电装置（TRT）是利用高炉的副产品——高炉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，驱动发电机发电的一种二次能量回收装置。
如采取干法煤气除尘技术，可使发电量增加30％左右。
采用TRT装置，吨铁发电量平均在20～40kWh，经济效益可观，是炼铁工序重大节能项目。
高炉煤气余压透平发电装置特点：1）产生新的能量：利用高炉产生的煤气余热、余压，不消耗煤气也不降低煤气品质。
2）环保：在透平工作过程中，煤气通过透平机组，替代减压阀组，减少气流噪音。
3）净化煤气：煤气流经透平机组时由于离心作用以及压力降低，煤气中的粉尘在透平机体内沉积。
4）提高高炉产量：煤气流经透平时，其流量、压力是经过透平静叶角度无级调节改变的，可以随时控制煤气压力在一个很小的波动范围内，使得炉顶压力相对稳定，提高高炉利用系数从而提高高炉产量。
高炉炉顶煤气压力在大于0.08MPa时，采用压差发电技术是可行的。
但是，压力在0.08MPa时，所发出的电量与设备自身消耗电量相等，故要求煤气压力要大于0.08MPa时才有收益。
压力大于0.12MPa 时，经济上是合理的。
煤气压力越高，效益越大。
高炉炉顶煤气压力大于0.15MPa的高炉应当积极采用煤气压差发电技术。
TRT装置在1000m3高炉上的普及率不到60％。
目前，我国380立方米以上容积的高炉有300多座，1000立方米以上容积的高炉有109座。
全国现有130多套TRT设备在运行，约有80座高炉准备增添TRT设备，仍有一部分高炉没有使用TRT技术装备。
所以说，TRT
技术装备还应大力推广。
高炉煤气余压回收透平发电装置发展综述
高炉煤气余压回收透平发电装置发展综述摘要：高炉煤气余压回收透平发电装置(TRT)是一种将高炉煤气压力势能与热能转化为机械能，再将机械能转为电能的成套节能装置，同时它具有调节、稳定炉顶压力，净化煤气的功能。
自1962年世界上第一台TRT装置问世以来，TRT已经发展出多种类型，主要包括TRT、共用型TRT及BPRT。
其中TRT技术最成熟，适用于各种容量的高炉；共用型TRT具有减少投资、运行稳定等优点，适合在中小型高炉上应用。
BPRT具有减少投资、提高能量利用效率等优点，也适合在中小型高炉上应用。
关键词：高炉煤气；轴流；TRT；共用型TRT；BPRT1前言高炉煤气余压回收透平发电装置（以下简称TRT）是与高压高炉配套的大型成套节能装置。
它是利用高炉炉顶的煤气压力能和气体潜热，通过膨胀透平做功，带动发电机发电，回收了过去在高炉减压阀组通过强制节流和形成噪声而白白消耗掉的能量，同时又起到调节、稳定高炉炉顶压力，净化煤气的功能。
目前已发展出三种类型TRT，包括TRT、共用型TRT及BPRT，这三种类型机组具有各自的优缺点，钢铁企业应根据自身情况灵活选择TRT类型，以取得最大的经济效益与环保效益。
2 TRT2.1 TRT发展简介TRT技术源于欧洲，发展成熟并普及于日本。
日本自1974年第一套TRT装置发电至今已有近五十年的历史。
在这期间，TRT技术得到了不断的发展。
从早期的径流式TRT发展到今天的轴流式TRT，从湿式TRT发展到干式、干湿两用型TRT。
2.2 TRT工作原理及特点在高炉工艺系统中，将减压阀组前的高炉煤气引出，经过入口蝶阀，插板阀等阀门后进入TRT入口，通过导流器使气体转成轴向进入叶栅，气体在静叶栅和动叶栅组成的流道中不断膨胀做功，压力和温度逐级降低，并转化为动能作用于工作轮(即转子和动叶片)使之旋转，工作轮通过联轴器带动发电机一起转动而发电(或驱动其它设备)。
叶栅出口的气体经过扩压器进行扩压，以提高其背压，然后经排气蜗壳流出透平，经过止回阀进入减压阀组后的管网。
TRT高炉煤气余压发电系统
TRT高炉煤气余压发电系统
摘要
TRT高炉煤气余压发电系统是一种同时有效利用余压和热能的新型发电系统，它利用煤气余压和温度差来发电，从而提高煤气余压利用率，产生大量的可再生能源，减少空气污染，减少能源浪费。
本文主要介绍TRT 高炉煤气余压发电系统的基本结构和原理，以及主要技术参数，并分析了其优点、缺点和适用范围。
一、基本原理及结构特点
TRT高炉煤气余压发电系统由煤气余压余热利用装置、发电机和控制系统组成。
通过利用煤气余压，将余压能量转换成机械动力，再转换成电能。
煤气余压余热利用装置由管式换热器、膨胀机、压缩机和冷凝器等组成，发电机利用各种燃料、空气的电动能量转换成机械动力，机械动力再转换成电能，控制系统则按照要求保持系统的正常工作。
二、主要技术参数
1、系统效率
2、利用余压。
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
高炉系统TRT装置的要求
TRT装置在高炉整个工艺系统中处于辅助地位。
在任何情况下必须保证高炉正常运行。
保证高炉炉顶压力波动在工艺允许范围内。 高炉煤气是有毒气体，要求TRT装置必须安全可靠。
TRT的经济效益和社会效益
对于500-1000m3高炉配套湿法TRT
每年可回收1200-2400万度电
高炉煤气余压发电系统
什么是TRT装置？
TRT ——Top Gas Pressure Recovery Turbine
高炉煤气余压透平发电装置，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，驱动发电机发电，或驱动其它装置的一种二次能量回收装置。
∽30%
安装湿式TRT装置的高炉炼铁流程图
煤气经湿式除尘后温度下降很多，大量的热值被除尘用的水带走而造成浪
费。随着干式除尘技术的发展，除尘效率高，压力损失小，温度下降小，
能使进入TRT的煤气温度由湿式除尘后的50℃左右提高到干式除尘后的150250℃左右，从而大大增加了TRT的输出功率和发电量。
钢铁厂燃用低热值煤气燃气-蒸汽联合循环发电装置（简称CCPP，Combined Cycle Power Plant），回收放散的低热值煤气用于发电、供热，热电转换效率在40－46％。
CCPP（Combined Cycle Power Plant ）简介
由燃气轮机发电和蒸汽轮机发电叠加组合起来的联合循环发电装置。
钢铁厂CCPP特点
钢铁厂CCPP与常规CCPP主要区别是：它采用钢铁厂大量放散的低热值高炉煤 气为主要燃料。而常规CCPP的主要燃料是轻油和天然气。高炉煤气热值低，一 般为3140－3559kJ/m3，仅为同体积天然气热值的1/10。 CCPP发电效率高，成本低，经济效益好 CCPP发电效率高，目前最高可达58％以上，并且还可以进一步提高。以钢铁厂 50MW规模机组为例，CCPP发电效率可达40～46％，而同规模锅炉蒸汽发电效率 为23～30％左右，CCPP的热效率高出80％以上。 CCPP的供电成本低，一般钢铁厂CCPP在回收的高炉煤气不计费时，供电成本仅 为0.07-0.08元/kW·h。
TRT装置的显著特点：一不消耗任何燃料，不改变原高炉煤气的品质；
二无公害的最经济的发电设备；三可以替代高炉系统中减压阀组调节稳 定炉顶压力。
装置的用途
~ 120dB(A)
浪费 噪音 振动
传统的工艺流程中，高炉煤气在通过除尘后再经过减压阀组减压到0.1bar(G) 左右，排入储气罐供工厂热风炉作为燃料用，多余部分被放散掉。原高炉煤气 所具有的压力能和热能被白白地浪费在减压阀组上，造成大量的能源浪费和噪 声污染。
净化至含尘量约1mg/m3进入燃气轮机，所以排气含尘量仅1mg/m3。NOX含 量为30PPM，远低于常规锅炉1000mg/m3以上的排气NOX含量。
5万KW CCPP煤气压缩机、燃气轮机组
启动蒸汽 供气 供电
主变压器 余热锅炉 燃气轮 机 高压煤 气压缩 机 煤气中间 冷却器 低压煤 气压缩 机
45~ 50 %
安装干式TRT装置的高炉炼铁流程图
高炉系统中为什安装 TRT装置
节能降耗、降低冶炼成本、增加效益、提高竞争力。 降低噪音，减少污染。 改善炉顶压力控制品质，提高控制水平。 TRT装置是目前国内外公认的最先进的冶金节能环保装置。 日本TRT的普及率100%，节能效果显著。 我国行业标准《钢铁企业设计节能技术规定》(YB9051-98) 要求设TRT装置。
透平 发电机
共用型高炉煤气能量回收系统
减压阀组 干式布袋除尘 高 炉
M M M
减压阀组 干式布袋除尘
M
M M M
M
高 炉
高位油箱
煤气透平
发电机
励磁机封
高炉供风系统和煤气系统
Tank 1BF To Gas User 2BF
Blower
3
Motor
Turbine Motor
Blower
根据热力学第二定律,对任何一种热力发动机,循环工作介质的加热温度越 高、放热温度越低,热效率就越高。
先用高温高压烟气驱动燃气轮机发电；再将排出的500～600℃的烟气用于
余热锅炉产生蒸汽，产生的蒸汽驱动汽轮机发电。这就组成了燃气蒸汽联 合循环发电。燃料的热能，既参与了燃气轮机的勃莱敦循环又参与了蒸汽轮 机和锅炉组成的郎肯循环，既利用了烟气的作功能力发电，又利用了蒸汽的 作功能力发电。
尘用水，可以节约新水2-3万吨，减少污泥处理量约2万吨。
采用TRT发电，每年一套机组可避免由于燃煤发电而向大气排放 约2万吨的CO2气体量，这对改善日益严重的温室效应和酸雨的环境
污染都将发挥积极的作用。
TRT的结构
高炉煤气 进气蜗壳 导流器 静叶动叶 扩压器 排气蜗壳
煤气透平发电装置机组布置图
1
Motor
Motor
Turbine
高炉煤气能量回收系统
用户
储气罐
高炉
取消了发电机及发配电系统 合并了自控系统、润滑油系 节能：回收能量接近 鼓风机耗能的50% 省投资：比两套各自 独立的机组少20%
统和动力油系统 超越离合器
煤气透平
异步电动机
压缩机
煤气—蒸汽联合循环发电
钢铁行业联合循环发电装置（CCPP）
CCPP的项目投资收益率在25％以上，投资回收期一般为3～5年，经济效益良好。
钢铁厂CCPP特点
CCPP发电冷却水用量少。燃气轮机发电占CCPP发电的60％，蒸汽轮机
发电只占40％。燃气轮机发电不需要冷却水。因此，CCPP的冷却水量只 有同规模锅炉蒸汽发电机组的40％。
燃气轮机的发电环保性能好.燃气轮机排气污染小。由于燃气和空气均
对于1000-2000m3高炉配套湿法TRT 每年可回收2400-4800万度电
对于2000-3200m3高炉配套湿法TRT
每年可回收4800-9000万度电 对于3200-4300m3高炉配套湿法TRT 每年可回收9000-15000万度电
如果高炉工艺采用干法除尘，配套干法TRT，则可以较湿法TRT同 比提高25-50%的发电量。同时，每套机组年可节省320-640万吨除