TRT高炉煤气余压发电系统

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。

内蒙古德晟金属制品有限公司TRT余压发电技术操作规程（试行）编制: 刘贵虎审核:批准:2013年7月第一章设备技术参数本设备是利用高炉煤气余压进行发电，具体情况是利用高炉炉顶煤气压力的余压，在煤气透平中膨胀作功，驱动发电机发电，进行能源回收。

透平机型号:MPG9.1---210/180透平入口煤气压力0.199MPa透平出口煤气压力0.012MPa煤气温度180℃---250℃轴功率7100KW----9110KW转速3000r/min第二章启动与停机第一节透平发电机在下列情况下禁止启动一．两个旁通阀FV106、FV107；快切阀FV103;旁通均压阀FV108;静叶或保安系统不正常。

二. 转速表全部失灵。

三. 辅助油泵自启动装置工作不正常。

四. 透平发电机在盘车时发现转动部分有磨擦声。

五. 机组振动不合格（大于0.05mm).六. 油质不合格。

（达7级）七．高低压电力系统不正常。

八．自动化控制系统不正常。

以上启机条件（八条注意事项）若有任意一项不能满足禁止启动。

第二节启动前的准备工作一．详细检查全部设备，检查工作全部结束运行专用工具应齐全。

二．启动前静态试验如危急保安器、紧急停机按钮、试验快切阀快关，旁通快开打开（查看)。

三，接到启动命令后，联系动力车间值班组长、炼铁厂调度、炼铁厂高炉值班工长等关部门做好准备。

四，按系统全面检查。

1，发配电系统（1）各开关处于正常位置，投运各电压互感器;（2）投运低压电源及各系统低压配电箱;(3) 投运直流电源；2，制动化控制系统（1）送UPS电源，投入UPS，投入24V仪表电源.(2)送计算机电源及模块电源，投计算机控制系统。

3，液压装置的检查及投运（1）检查液压油位是否正常，检查油温应在30度——45度之间，如油温低应启动加热器；（2）开泵进出口阀门，并将泵的就地操作箱上的控制旋钮打至集中控制位置；(3)关闭滤油器和油冷却器的旁通阀；(4)开蓄能器综合阀；（5）稍开油冷却器的进出口阀及回油滤油器总阀；（6）开旁通快开阀FV106、FV107，快切阀FV103，旁通均压阀FV108，可调静叶控制台的进回油阀；（7）检查确认危急保安器是否在投入位置；（8）,给进出口插板阀、进出口电动蝶阀送电；（9）开各点油压表，导压管阀门；（10）注意检查后的油泵运行前，应通过泵壳上的回油器，向泵内灌满清洁32#透平油；（11）将待启动泵切入“本地”位置，现场启动工作泵，检查电机油泵运转正常，各处油压稳定后，停止运行。

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相关资料及工作原理高炉炉顶煤气余压发电(TRT)技术一、技术简介1、基本原理现代高炉炉顶压力高达0.15~0.25MPa，炉顶煤气中存有大量势能。

炉顶余压发电技术，就是利用炉顶煤气剩余压力使气体在透平内膨胀做功，推动透平转动，带动发电机发电。

根据炉顶压力不同，每吨铁约可发电20-40KWh。

如果高炉煤气采用干法除尘，发电量还可增加30%左右。

一般1000m3 以上的高炉，炉顶压力>0.12MPa，7 年内可收回投资。

炉子越大，炉顶压力越高，投资回收期越短。

高炉炉顶煤气余压回收透平发电装置（Top GasPressureRecoveryTurbine 简称TRT ）是目前国际上公认的有价值的二次能源回收装置。

它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。

回收高炉鼓风机所需能量的30％左右，实际上回收了原来在减压阀门中白白泄失的能量。

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

此项技术在国外已很普及，我国也在逐步推广。

2、工艺流程（包括工艺、装备、设计单位、制造厂家）1）工艺和装备流程在不采用TRT 技术的高炉生产工艺流程中，高炉煤气在通过除尘后再经过减压阀组将压力减到0.01MPa（G）左右排入储气罐供工厂热风炉作为燃料或其他用途，原高炉煤气所具有的压力能白白浪费在减压阀组，造成大量的能源浪费，产生强烈的噪音和振动等环境污染。

采用TRT 技术，不改变原高炉煤气的品质，也不影响原煤气用户的正常使用，却回收了由减压阀组白白泻放的能量，既净化了煤气，又降低了噪音，并且使用透平的可调静叶能有效控制炉顶压力的波动，从而改善了高炉的操作条件，稳定了高炉的生产。

该装置属于二次能量回收，除必要的运行成本外不需消耗新的能源，在运行过程中不产生污染，发电成本极低。

TRT系统的常见故障与防治对策探析摘要: 文章结合TRT系统工作原理与工艺流程，就TRT系统的常见故障与防治对策进行了论述。

关键词: TRT系统；常见故障；防治对策一、前言高炉煤气余热余压能量回收透平发电装置(简称TRT)一般由透平、发电机、励磁机三部分组成，高炉产生的煤气经过除尘后进入TRT，将所蕴含的压力能和热能，通过透平膨胀机做功，驱动发电机发电。

由于该装置具有节能、降噪、环保的目的，已广泛成为国际、国内钢铁企业低碳环保的主流途径。

TRT在实际生产中还是以高炉冶炼为主，TRT任何情况下均不得影响高炉正常生产，为此高炉冶炼方对TRT工段制定了苛刻的要求，要尽可能避免TRT故障的发生。

文章结合TRT系统工作原理与工艺流程，就TRT系统的常见故障与防治对策进行了论述。

二、TRT系统工作原理高炉煤气经重力除尘、干法布袋除尘后，压力为大约在100~250kPa、温度低于200℃，含尘量小于5mg/Nm3，然后通过TRT的进口蝶阀，启动阀，进口眼睛阀，进口快切阀进入TRT透平机做功，带动发电机发电，做功后煤气经出口眼睛阀，出口蝶阀进入煤气管网，这样取代了高炉减压阀组实现对高炉顶压的控制。

当机组正常停机或者发生重故障停机的时候，进口快切阀动作，静叶关闭，旁通阀快开阀打开，经过与高炉联系，缓慢关闭旁通阀，将顶压控制权交给减压阀组。

TRT系统的工艺流程（1）TRT并联主要工艺流程：高炉煤气经重力除尘、干法布袋除尘后分为两路,一路经TRT入口蝶阀、电动眼镜阀、快速切断阀后进入TRT透平机做功,并带动发电机做功发电。

TRT装置设旁通快开阀,以保护机组故障时候高炉的稳定的安全运行。

TRT透平机出口设电动眼镜阀、电动蝶阀等设施与低压煤气管网相连。

干法除尘后的另一支路,经电动减压阀组将高压煤气减压成为低压煤气后与低压煤气管网相连。

这种配置使净高炉煤气不经减压阀组而进入TRT,TRT停机时煤气经减压阀组进入低压煤气管网。

高炉煤气余压透平机（TRT）安装施工工法高炉煤气余压透平机（TRT）安装施工工法一、前言高炉煤气余压透平机（TRT）是一种重要的能源回收设备，通过利用高炉煤气的余压来产生电能，提高能源利用效率。

本文将详细介绍TRT安装施工工法的特点、适应范围、工艺原理、施工工艺、劳动组织、机具设备、质量控制、安全措施、经济技术分析以及工程实例。

二、工法特点TRT安装施工工法的特点包括安装简单、占用空间小、适应范围广、运行可靠等。

TRT可以根据实际工程要求进行定制化设计，满足不同的煤气流量和压力要求。

同时，TRT采用模块化设计，安装过程简便，减少了工期和施工成本。

三、适应范围TRT适用于各种高炉系统，特别是在高炉煤气流量较大、余压高的情况下效果更佳。

TRT可以广泛应用于冶金、化工、石化等行业，节约能源、减少环境污染。

四、工艺原理TRT安装施工工法的理论依据是高炉煤气余压透平发电原理。

TRT通过将高炉煤气导入透平机，利用高温高压煤气驱动透平旋转，输出机械能，驱动发电机发电。

透平机的工作原理和汽轮机类似，但是由于高炉煤气的特殊性质，TRT采用了更高硬度的透平叶轮和更耐热的材料，以适应高温高压环境。

五、施工工艺TRT安装施工工艺主要包括基础施工、主机安装、管道系统连接、电气接线等。

基础施工包括基坑开挖、混凝土浇筑等工作；主机安装包括透平机安装、轴承检测、阀门安装等；管道系统连接包括煤气进口管道、煤气排放管道等的焊接和连接；电气接线包括发电机和开关设备的安装和接线。

六、劳动组织TRT安装施工需要合理组织施工人员，包括项目经理、工程师、技术人员、焊工、电工等。

根据工艺要求，制定详细的施工计划，并进行施工任务划分和资源调配，确保施工进度和质量。

七、机具设备TRT安装施工需要的机具设备包括起重设备、焊接设备、测试仪器等。

起重设备用于透平机和管道等重要设备的安装和吊装；焊接设备用于各种管道连接和部件安装的焊接；测试仪器用于对透平机、发电机等设备进行检测和调试。

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。

一、◆TRT系统工艺流程二、◆TRT透平主机的结构和特点三、◆主要设备四、◆主要系统五、◆TRT系统概述六、我单位七、八、九、进、排气方向垂直向下。

十、TRT透平主机十一、工作转速：3000r/min，允许超速3240r/min(包括发电机转子)。

十二、输出功率：4260kw十三、透平机工作转向：从透平进气端看为顺时针方向。

十四、型式：轴流、反动式透平、两级静叶可调且第一级静叶可实现全关闭。

十五、炉顶压力波动值指标：正常运行±3kPa甩负荷时±5kPa十六、TRT气动特点十七、TRT结构及特点：转子十八、转子由主轴，各级动叶，隔叶块，叶片锁紧装置，密封片等组成，转子为等内径结构转子在设计中进行了横向振动及扭曲振动分析计算。

装配后进行高速动十九、二十、十：快速切断阀原理：采用弹簧液压衡型、双偏心碟阀、工作状态液压油压紧弹簧，阀门打开，在TRT装置异常时（动作信号一路来自系统控制信号，一路来自透平机危机保安器的液压信号）电磁阀动作，快速泄油弹簧松开，阀门紧急关闭，切断时间0.5~1sec可调。

◆轴流式压缩机系统概述◆轴流式压缩机的结构和特点◆轴流式压缩机的零部件一、轴流压缩机：指气体在压缩机中的运动是沿压缩机轴的轴向进行的。

轴流压缩机主要是由机壳、叶片承缸、调节缸、转子、进口圈扩压器、轴承箱、油封、密封、轴承、平衡管道、伺服马达、底座等组成。

轴流压缩机分为A和AV系列，均引进原瑞士苏尔寿公司设计制造技术。

A系列为静叶不可调，AV系列为全静叶可调。

AV AV100、AV112123°，扩4、整体结构采用便于用户安装调试的公共底座；定子组件采用三层缸结构，改善了产品内部零部件的热应力分布，提高了产品的抗振性，降低了机组的噪音，噪音比国外同类产品低5—10分贝。

5、五是调节机构和滑动支撑部件大量运用DU型合金和石墨轴承，这种材料具有良好的无油自润滑特点。

二、轴流压缩机零部件1、机壳：机壳分上机壳和下机壳两部分，为水平剖分型，上、下机壳在中分面处用预应力螺栓联接，机壳是由HT250铸造而成，进、出气法兰均垂直向下，机壳加工完后要进行水压试验，检验机壳的密封性并测量其变形，机壳分四点支承在底座上，四个支撑点设计在接近下机壳中分面处，分布在下机的两侧，而不是分布在机壳的两端，因此机组运行时具有一定的稳定性，减少了由于热胀而引起的机组热变形，23较高的刚性，调节缸分四点支撑在机壳上，安装在机壳与叶片承缸之间，因此有时称为中缸，而机壳为外缸，叶片承缸为内缸。

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。