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（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。

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
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。

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
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。

一、引言高炉TRT（高炉煤气余压透平发电装置）是利用高炉炉顶煤气具有的压力能及热能，使煤气通过煤气透平膨胀机做功，将其转换为机械能，驱动发电机发电的一种二次能源回收装置，该装置既回收了减压阀组泄放的能量，又净化煤气、降低噪音、稳定炉顶压力、改善高炉生产条件，不产生任何污染，是现代国际、国内钢铁企业公认的节能环保装置。

二、工艺流程及自动化系统配置1.工艺流程。

高炉TRT主要机组配置有透平膨胀机，汽轮发电机，永磁发电机，交流无刷励磁机等，其工艺流程为高炉煤气经过布袋除尘后，经入口电动蝶阀、入口插板阀、快速切断阀后，进入透平机，然后经出口插板阀、出口电动蝶阀到煤气管网，在入口插板阀之前，透平出口之后并连着旁通快开阀组，旁通阀组在紧急停机时，进行高炉顶压控制。

具体控制要求如图1所示：2.系统自动化控制的实现。

为了提高控制精度，保证TRT机组长期安全、稳定地运行，高炉TRT控制系统采用施耐德的Quantum系列PLC，采用冗余配置，两个CPU分别可以作为主控制器或者备用控制器，当主控制器出现故障时，可以迅速切换到备用控制器运行，这个切换是在一个执行周期内完成，对控制信号没有任何影响，这样的配置大幅度提高了PLC的可靠性，对于安全生产具有不可估量的作用。

整个PLC控制系统由2台监控工控机，1台控制站和2个远程站组成，每个工控机分别通过交换机和CPU进行通讯。

两个扩展机架用RIO电缆和适配器连接，采用Quantum的内部通讯协议，两个扩展机架的DROP地址分别是2和3，在主站和扩展机架之间用这个地址来联系。

RIO通讯网络也采用冗余配置，由两个总线组成（A总线和B总线），当一个总线出现故障时，会切换到备用总线，以保证总线通讯的畅通。

该系统PLC编程软件采用施耐德的Unity Pro进行程序设计，监控画面制作采用Wonderware公司的监控软件。

TRT装置的自动化控制，主要包括启动联锁、什速控制、正常调节顶压、正常停机控制、紧急停机控制等，而各过程中保持高炉顶压的稳定是装置实现自动化的关键。

TRT余热发电一、高炉炉顶煤气余压发电的基本原理高炉炉顶煤气余压回收透平发电装置(TopGasPressureRecoveryTurbine简称TRT)是目前世界最有价值的二次能源回收装置之一。

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/吨这种发电方式既不消耗任何燃料，也不产生环境污染，是高炉冶炼工序的重大节能项目，经济效益十分显著。

炼铁生产中，高炉炉顶煤气压力大于0.03兆帕时，称为高炉高压运作。

高炉煤气在高压运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。

二、高炉炉顶余压发电的工艺流程图1、高炉炉顶余压发电的工艺流程图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。