高炉煤气透平的技术改造.pdf

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1、GM冶金技术与工艺专题■■■■●■■■■■■●■■●■■■■■■■■■■■■■●■●■■—■【摘要】介绍了高炉煤气透平的改造原理及技术改造的方法，为高炉煤气透平制造商及用户探索了一条经济增长的新思路。【关键词】高炉煤气透平改造降成本西安陕鼓动力股份有限公司(陕西710075)魏妮杨刚丁如义李杨杨星一、前言高炉煤气余压回收透平发电装置(TRT)是一种节能装置，结构简图如图1所示。目前多数高炉已配备TRT，但是随着一些用户工艺系统的优化，高炉煤气参数发生改变，用户迫切希望根据自身工艺系统的优化，对TI盯实施改造，提高透平的性能，增加发电量，从而获取更大

2、的经济效益。而新上一套TRT机组又存在成本较高、设计制造周期长等问题，对原TRT进行改造则可最大限度地提高机组性能，为用户节约成本。因此在条件允许的情况下对原有旧机组进行改造将是用户的首选。图1高炉煤气透平1．机壳2．止推轴承3．支撑轴承4扩压器5．叶片承缸6．静叶调节机构7．转子8．进口圈9．密封n汀的输出功率和流量、温度、压力、效率等有如下关系：GM通用棚麓Hww．e研x．com2014年第2期JⅣoCQNpNcP％，7。，7G[1一(p／肌)‘K。1’Ⅸ】式中Ⅳ_——TRT输出功率；QN——标态流量，单位为万m3／s：pN——标态密度，单位为

3、kg／万m5；c，——定压比热，单位为kJ／蚝．K；％一进气温度，单位为K；p0_进气压力(绝压)，单位为kPa；p，——排气压力(绝压)，单位为kPa；，7e_透平效率；，7G——发电机效率；卜绝热指数。高炉煤气透平通流能力的大小取决于通流面积A，Q=Ac。：，c。：为气流轴向速度。高炉煤气透平是定转速运行，因此煤气流量改变后，主要依靠调节透平通流面积来适应煤气流量变化。可见，改造高炉煤气透平的目的主要在于，适应系统优化后高炉煤气参数的变化，足冶金技术与I艺专题大程度提高透平的发电功率，以及利用新技术提高透平的性能，增加发电量。以下参数发生变化(

4、如图2所示)，透平机组已不能满足其运行，透平主机的运行长期达不到设计点，机组不能在理想的高效区工作，使TRl装置的经济性受到较大影响，高炉煤气透平需要改造：1)透平压差(即膨胀比)变化。2)透平煤气进气温度变化。3)透平煤气流量变化。4)透平效率低，需采用新叶型提高透平效率。图2TRT透平输出功率与流量、入口压力之间的关系=、高炉煤气透平的改造方法根据上述改造原理，结合用户不同的改造要求和具体情况，对高炉煤气透平进行“安全、经济、合理、可靠”的改造。1．高炉扩容改造改造条件：煤气流量可增大10％～20％，压力相应改变。改造措施：分两种情况。1)透平

5、发电量增大，原发电机有富裕量。通过加大内部流道高度日，增加通流面积，结合具体情况调整动静叶叶型及数量，调整静叶开度及曲柄长度L(见图3)，进行性能最优化设计。重新设计叶片承缸、转子、静叶调节机构、进口圈、扩压器等。核算机壳止口与新零部件的配合尺寸；核算轴承、轴头强度、临界转速等，还要核算联轴器、电动机等的承载能气流方向图3改造通流图力是否足够。2)透平发电量增大，原发电机无富裕量。根据扩容后参数改造后透平量增大，发电机容量增大，发电机与主机之间距离发生变化，需根据现有距离，利用原地脚螺栓孔，对底座进行技术改造，适应原基础。其余改造同第1种情况。改造

6、效果：高炉炉容扩大，相应的煤气参数增大。对透平进行相应改造。改造后保留原机壳，利用原机组基础，在改造新零部件期间，原透平机组仍可运行发电，对于第1种情况现场更换新部件及安装调试周期1～2个月，成本较低。如河北某钢厂8号高炉由1260m3改为l350m3，TRT改造后系统电动机额定功率由4500kw增容至7500kW，设备运行正常。2．湿法改干法运行改造条件：煤气温度升高50～100℃。改造措施：根据除尘方式改变后煤气温度与流量设计流道高度日(见图3)，合理设计通流面积，结合具体情况调整动静叶片数量及叶型，进行性能最优化设计。去掉低压喷水装置，去掉给

7、排水系统，重新设计进口圈，需核算煤气温度升高后密封处热胀量和立键处间隙，其余零部件设计同扩容改造措施。改造效果：高炉煤气透平除尘工艺系统由湿法除尘改为干法除尘，煤气温度升高。改造后透平流道与之匹配。改造后保留原机壳，利用原机组基础，在改造新零部件期间，原透平机组仍可运行发电，现场更换新部件及安装调试周期l一2个月，成本较低。GM通用椰麓2叭4年第2期仉wv．e研x．com如河南某钢厂1”2200m3高炉，2”2800m3高炉配套TRT湿式改干式，改造后1”发电量由7970kW增大至10700kw；28发电量由10570kw增大至13900kW。3．

8、性能不匹配及老式落后的高炉煤气透平改造改造条件：现场高炉煤气与TRT匹配性差，TRT技术落后，叶型效率低。改造措施：分析机