高炉炉顶余压发电技术-TRT的应用

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1、高炉炉顶余压发电技术-TRT的应用     TRT——(BlastFurnaceTopGasRecoveryTurbineUnit,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

2、，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

3、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

4、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

5、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。     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

6、装置可以回收高炉鼓风能量的30%左右。二、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，仅为湿法除尘的50%，且建设周期缩短；采用氮气脉冲反吹技术，清灰效果好，减少了煤气泄露。莱钢、柳钢、通钢、韶钢、攀钢、首钢、邯钢、石钢、青钢、杭钢、太钢、本钢等企

7、业的部分高炉均采用了干法除尘。     宝钢高炉TRT（采用湿式除尘）平均吨铁发电量为35.2千瓦时，所回收的电力占吨铁电耗的64.55%，设备运行1年半就可以将投资全部收回。攀钢4号1350立方米高炉的TRT设备经过改造后平均发电量可达405.25万千瓦时/年，年可创效益1100万元。韶钢2500立方米高炉TRT（采用干法除尘）透平要为干式轴流两级反动式，两级全静叶自动可调，发电机为无刷励磁发电