干式TRT在新鋼鐵高爐的應(yīng)用

1、干式TRT在新鋼鐵高爐的應(yīng)用【摘 要】對(duì)新鋼煉鐵余壓發(fā)電實(shí)現(xiàn)長(zhǎng)周期穩(wěn)定運(yùn)行進(jìn)行了總結(jié)。通過(guò)采取優(yōu)化設(shè)備和工藝操作參數(shù)，大膽實(shí)施技術(shù)改造，改善煤氣參數(shù)，加強(qiáng)高爐布袋管理提高煤氣質(zhì)量，加強(qiáng)職工技能培訓(xùn)和演練工作等措施，取得了顯著的經(jīng)濟(jì)效益?！娟P(guān)鍵詞】高爐 余壓發(fā)電1.概述冶金企業(yè)是全國(guó)最大的能源用戶，單以用電來(lái)說(shuō)，約占全國(guó)總用量的1315%，而高爐又是鋼鐵企業(yè)的能耗大戶，占鋼鐵企業(yè)用電的40%左右。從國(guó)內(nèi)外鋼鐵企業(yè)高爐煤氣余壓透平運(yùn)行情況看，節(jié)能效率和環(huán)保效果良好，經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益顯著，不但能回收煤氣的余壓進(jìn)行高效發(fā)電，而且還有效地解決了減壓閥組減壓時(shí)產(chǎn)生的噪音污染和管道振動(dòng)，對(duì)高爐的穩(wěn)定生產(chǎn)也

2、很有好處。撫順新鋼鐵有限責(zé)任公司煉鐵廠新1#高爐(580m3)，煤氣發(fā)生量在1.71051.9105Nm3/h，爐頂壓力0.1450.155Mpa，爐頂溫度210260；高爐煤氣凈化采用布袋干法除塵系統(tǒng)。為了充分利用高爐煤氣的余壓，節(jié)約能源、降低成本，實(shí)現(xiàn)循環(huán)經(jīng)濟(jì)，公司決定為該座高爐配備首個(gè)TRT發(fā)電裝置。新鋼鐵余壓發(fā)電裝置從2009年1月份起正式發(fā)電投產(chǎn)，從生產(chǎn)至今，已安全運(yùn)行了一年時(shí)間，為集團(tuán)公司創(chuàng)造了良好的經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益，在生產(chǎn)初期，高爐操作（頂壓的控制），熱風(fēng)爐控制（換爐，熱風(fēng)溫度和流量的調(diào)節(jié)），TRT生產(chǎn)調(diào)節(jié)等工序間的配合較差，TRT人員對(duì)設(shè)備性能和合理調(diào)劑掌握不夠，對(duì)該系統(tǒng)安全

3、的重要性認(rèn)識(shí)不足，設(shè)備本身設(shè)置的一些技術(shù)參數(shù)不合理等，導(dǎo)致發(fā)電量一直處于低迷狀態(tài)，沒(méi)有充分發(fā)揮其發(fā)電潛能。通過(guò)一段時(shí)間的摸索和對(duì)基本情況的掌握，煉鐵廠3月底果斷地采取了一系列管理和技術(shù)措施，有效地激發(fā)了群體智慧和創(chuàng)新熱情，進(jìn)一步改進(jìn)了工藝和技術(shù)配置中存在的不足，從4月開(kāi)始，發(fā)電量穩(wěn)定在了一個(gè)較好的水平。2.TRT系統(tǒng)工藝流程及試生產(chǎn)情況煤氣余壓透平發(fā)電(TRT)成套設(shè)施主要內(nèi)容包括TRT八大系統(tǒng)和主控樓等配套設(shè)施，即TRT透平主機(jī)系統(tǒng)、高低壓發(fā)配電系統(tǒng)、大型閥門系統(tǒng)、液壓伺服控制系統(tǒng)、潤(rùn)滑油系統(tǒng)、氮?dú)饷芊庀到y(tǒng)、冷卻水系統(tǒng)、自動(dòng)化控制系統(tǒng)。2.1 工藝流程簡(jiǎn)述高爐煤氣凈化采用干法布袋除塵工藝，凈

4、煤氣溫度高，含水量、含塵量低，爐容不大，TRT工藝設(shè)計(jì)采用全量回收法，選用全干式TRT主機(jī)，使高爐所產(chǎn)生的煤氣能夠全量經(jīng)過(guò)透平膨脹機(jī)，TRT裝置不僅能全部回收高爐煤氣的壓力能，還能回收煤氣的顯熱，盡可能地轉(zhuǎn)換為電能。由布袋除塵器出來(lái)的高壓、高溫、干燥、潔凈的煤氣經(jīng)DN1600煤氣管道上的電動(dòng)三偏心密閉蝶閥、電動(dòng)插板閥、快速切斷閥、調(diào)速閥進(jìn)入透平膨脹機(jī)。透平的第一級(jí)靜葉為可調(diào)，用其調(diào)節(jié)進(jìn)透平機(jī)的煤氣流量，并用其控制爐頂壓力。通過(guò)導(dǎo)流器使煤氣轉(zhuǎn)成軸向進(jìn)入葉柵，煤氣在靜葉柵和動(dòng)葉柵組成的流道中不斷膨脹作功，壓力和溫度降低，并轉(zhuǎn)化為動(dòng)能作用于工作輪使之旋轉(zhuǎn)，工作輪通過(guò)聯(lián)軸帶動(dòng)發(fā)電機(jī)一起轉(zhuǎn)動(dòng)而發(fā)電。葉柵

5、出口的煤氣經(jīng)過(guò)擴(kuò)壓器進(jìn)行擴(kuò)壓，以提高其背壓達(dá)到一定值，然后經(jīng)排氣渦殼流出透平，進(jìn)入減壓閥組后的煤氣管道。膨脹后的煤氣壓力約為30Kpa，經(jīng)過(guò)DN1800出口煤氣管上電動(dòng)插板閥、電動(dòng)蝶閥接入外部高爐煤氣管網(wǎng)。TRT系統(tǒng)啟動(dòng)時(shí)，為控制煤氣流量設(shè)DN500的啟動(dòng)閥；當(dāng)TRT發(fā)生故障時(shí)，因原有調(diào)壓閥組不能及時(shí)開(kāi)啟，增加1個(gè)旁通管，設(shè)置兩個(gè)DN600液動(dòng)快開(kāi)閥，在出現(xiàn)重大故障時(shí)，緊急切斷閥將在小于1s的時(shí)間內(nèi)關(guān)閉，此時(shí)聯(lián)鎖旁通快開(kāi)閥(一般約14s)打開(kāi)，使高壓煤氣短時(shí)間快速泄壓至煤氣管道低壓側(cè)，避免爐頂壓力突然升高，同時(shí)調(diào)壓閥組其它閥自動(dòng)打開(kāi)，在旁通快開(kāi)閥慢關(guān)時(shí)(一般約40s)，調(diào)壓閥組自動(dòng)閥逐漸開(kāi)大，

6、自動(dòng)調(diào)節(jié)爐頂壓力，爐頂壓力轉(zhuǎn)至高爐側(cè)控制，使TRT系統(tǒng)安全脫離高爐煤氣系統(tǒng)，保證高爐正常運(yùn)行。TRT系統(tǒng)與高爐調(diào)壓閥組并聯(lián)布置。TRT正常運(yùn)行時(shí)，煤氣不經(jīng)過(guò)減壓閥組，爐頂壓力由TRT調(diào)節(jié)。流程示意圖見(jiàn)圖1：圖1 流程示意圖2.2 試生產(chǎn)情況2.2.1 操作人員技術(shù)培訓(xùn)的難度大由于TRT是一個(gè)新工藝，一切都是從零開(kāi)始，培訓(xùn)難度較大，TRT整個(gè)工藝系統(tǒng)都是以煤氣為工作介質(zhì)，煤氣安全知識(shí)的培訓(xùn)顯得極為重要，為此能源中心抽調(diào)骨干力量對(duì)TRT相關(guān)人員進(jìn)行安全培訓(xùn)。工藝操作方面，組織TRT人員及煉鐵廠相關(guān)工程師到唐山建龍等單位學(xué)習(xí)TRT的工作原理及操作規(guī)程。高爐工長(zhǎng)這一方面對(duì)TRT反響也很大，主要是原來(lái)都

7、是調(diào)壓閥組手動(dòng)調(diào)壓，自己心里有底，現(xiàn)在上了自動(dòng)調(diào)壓系統(tǒng)，一時(shí)間不能完全適應(yīng)，主要是擔(dān)心操作不當(dāng)，高爐頂壓出現(xiàn)波動(dòng)，給爐況造成影響，經(jīng)過(guò)工程師的專業(yè)講解及投產(chǎn)后的實(shí)踐證明，有了TRT系統(tǒng)，翻料前后爐頂壓力波動(dòng)更加穩(wěn)定，對(duì)高爐影響小，比原來(lái)手動(dòng)調(diào)壓效果要好。2.2.2 生產(chǎn)技術(shù)難度大2.2.2.1 在試生產(chǎn)期間，高爐頂壓波動(dòng)，一方面影響爐況，另一方面又對(duì)TRT造成影響，高爐控制的爐頂溫度低，降低了透平機(jī)熱能膨脹做功，煤氣流量低。2.2.2.2 在TRT操作上，出口壓力控制過(guò)高，生產(chǎn)初期在30Kpa以上，這就減少了進(jìn)、出口壓力差，降低了透平機(jī)出力的發(fā)揮。2.2.2.3 重故障停機(jī)次數(shù)頻繁，影響生產(chǎn)。

8、一些不合理的檢測(cè)數(shù)據(jù)導(dǎo)致重故障停機(jī)頻繁，如軸位移（0.685mm停機(jī)），機(jī)殼震動(dòng)（0.075mm停機(jī)）等一些保護(hù)參數(shù)的設(shè)置與實(shí)際運(yùn)用存在一定的不相符合，設(shè)備故障多，停機(jī)檢修次數(shù)多。因?qū)υO(shè)備性能的不熟悉，對(duì)重點(diǎn)潤(rùn)滑、維護(hù)的設(shè)備或部位以及哪些是易耗常備的備件心中沒(méi)數(shù)，如動(dòng)力油故障系統(tǒng)、閥門系統(tǒng)等。2.2.2.4 高爐工長(zhǎng)和TRT人員溝通的不及時(shí)、不到位，對(duì)于多少頂壓情況下，轉(zhuǎn)為手動(dòng)調(diào)節(jié)頂壓，不光要有數(shù)據(jù)的理論值，還有根據(jù)高爐實(shí)際情況來(lái)決定，兩方面有什么操作一定要事先及時(shí)溝通清楚，以便轉(zhuǎn)換時(shí)對(duì)高爐爐況影響最小。另外TRT人員因?yàn)椴欢郀t工藝，為追求高發(fā)電量，出現(xiàn)過(guò)頂壓低時(shí)要求高爐提高頂壓以提高發(fā)電量

9、的問(wèn)題，而高爐頂壓的設(shè)置多少是根據(jù)當(dāng)時(shí)爐況決定的，不能因?yàn)橹粏螁慰紤]發(fā)電量而不顧爐況的順行與否，顛倒了主次關(guān)系。3.降低設(shè)備故障率 優(yōu)化工藝參數(shù) 3.1 工藝操作3.1.1 在確保高爐正常生產(chǎn)的前提下，盡量多發(fā)電。（高爐減壓閥組上保留有直通管道（200mm），建議將其密封，發(fā)電功率還可進(jìn)一步提高）。3.1.2 推進(jìn)爐況穩(wěn)定操作，穩(wěn)定頂壓，不以調(diào)頂壓作為緩解壓力波動(dòng)的手段。3.1.3 減少爐頂打水次數(shù)。3.2 改進(jìn)設(shè)計(jì)不足3.2.1 發(fā)電機(jī)機(jī)殼振動(dòng)原設(shè)定0.075mm緊急停車，現(xiàn)在改為報(bào)警，發(fā)生此情況，值班人員未發(fā)現(xiàn)其它問(wèn)題時(shí)候可報(bào)給技術(shù)人員，若此時(shí)電機(jī)軸溫、軸振均發(fā)現(xiàn)異常情況，可緊急停機(jī)。3.

10、2.2 調(diào)整報(bào)警的軸承溫度，透平機(jī)前、后軸承溫度原為70報(bào)警，75緊急停機(jī)；發(fā)電機(jī)前軸、后軸承溫度原為75報(bào)警，80緊急停機(jī)，現(xiàn)均改為72報(bào)警。值班人員若在運(yùn)行中發(fā)現(xiàn)溫度升高，達(dá)到報(bào)警值，通知技術(shù)人員做進(jìn)一步確認(rèn)，若溫度繼續(xù)升高，振動(dòng)發(fā)生變化，值班人員可認(rèn)為停機(jī)；若達(dá)到100，則可按下緊急停機(jī)按鈕。3.2.3 煤氣泄露量超標(biāo)探測(cè)，CO超標(biāo)，原為聲光報(bào)警緊急停車，現(xiàn)改為只聲光報(bào)警。發(fā)生此情況，值班人員立即攜帶CO檢測(cè)儀、氧氣呼吸器到現(xiàn)場(chǎng)檢查是否有煤氣泄露情況，若確認(rèn)煤氣泄露嚴(yán)重，則采取相應(yīng)措施或認(rèn)為停機(jī)，情況緊急可按下緊急停車按鈕。3.2.4 煤氣泄露量超標(biāo)探測(cè)粉塵檢測(cè)濃度超標(biāo)，由以前超標(biāo)停車，

11、改為聲光報(bào)警。3.2.5 零序過(guò)電壓保護(hù)：原作用于跳閘，現(xiàn)在將設(shè)定值改大，時(shí)間延長(zhǎng)。通過(guò)這些工藝操作的修改和修正，TRT重故障停機(jī)大大減少，提高了設(shè)備的運(yùn)轉(zhuǎn)率。見(jiàn)表1。表1 TRT重故障停機(jī)及設(shè)備運(yùn)轉(zhuǎn)率統(tǒng)計(jì)表時(shí)間率重故障停機(jī)率設(shè)備運(yùn)轉(zhuǎn)1月7.5%85%2月8.0%84%3月5.8%90%4月5.1%92%5月1.3%97%6月0%100%7月0%100%8月0%100%9月0%100%10月1.2%96%11月0%100%3.3 其它3.3.1 高爐休風(fēng)時(shí)，需與TRT取得聯(lián)系，并發(fā)出休風(fēng)信號(hào)，頂壓下調(diào)到 臨界值 時(shí)聯(lián)系TRT做停機(jī)準(zhǔn)備工作；遇緊急休風(fēng)，TRT可通過(guò)液壓快速切斷閥（快關(guān)0.5-1

12、s可調(diào)，可游動(dòng)）保護(hù)設(shè)備。3.3.2 恢復(fù)爐況過(guò)程中，頂壓達(dá)到 臨界值 以上時(shí)，通知TRT操作員開(kāi)啟TRT，并打TRT申請(qǐng)啟動(dòng)、投運(yùn)信號(hào)2DO。3.3.3 TRT上線后對(duì)凈煤氣質(zhì)量有了更高的要求，因此要求高爐加強(qiáng)原燃料篩分，設(shè)專人或卷稱工輪流看管振篩，及時(shí)清理振篩粘結(jié)，確保減少粉塵入爐。3.4 布袋方面的改進(jìn)操作3.4.1 增加重力灰放灰次數(shù)，從每天放灰一次改為每12小時(shí)放灰1次，避免重力積灰過(guò)多影響，大顆粒吹進(jìn)布袋。3.4.2 改變現(xiàn)有布袋放灰制度，堅(jiān)持每個(gè)箱體每天都進(jìn)行放灰。3.4.3 增加布袋檢漏工作頻次，建立檢漏記錄，必保煤氣潔凈。3.4.4 具備條件情況下，清理管道積灰。經(jīng)過(guò)上面一系

13、列的改進(jìn)和優(yōu)化參數(shù)，從4月份開(kāi)始發(fā)電量有了較大的上升，并且穩(wěn)定在一個(gè)較好的水平。具體指標(biāo)見(jiàn)圖1。 圖1 2009年1-11月份TRT發(fā)電量，萬(wàn)KWh4.技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)分析撫順新鋼鐵有限責(zé)任公司TRT工程采用全干式高爐煤氣透平膨脹機(jī)組，TRT發(fā)電機(jī)額定容量為4500KW，按照目前月平均發(fā)電量1.54*106KWh計(jì)算，電的單價(jià)為0.51元/ KWh，一年的營(yíng)業(yè)收入約為890萬(wàn)元。5.結(jié)束語(yǔ)本文主要介紹了新鋼鐵新1#高爐的TRT使用情況及技術(shù)參數(shù)，并就如何提高發(fā)電量作出了一些如提高頂壓等措施來(lái)進(jìn)一步提升發(fā)電量，另外在獲得提高發(fā)電量基礎(chǔ)上只有正確操作才能保護(hù)TRT設(shè)備的運(yùn)行安全，真正做到為公司節(jié)能降耗。TRT系統(tǒng)在公司投運(yùn)時(shí)間尚