工业过程燃气轮机

图1-2 湿式TRT系统工艺流程图
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1.2.1干式TRT透平的技术特点
TRT作为高炉的附属设备，对高炉的正常生产起重要作用， 必须以保证高炉正常运行为前提。不允许对炉况产生不良影响。 高炉煤气具有流量波动大、热焓低、膨胀比小，存在气、液、 固多相变发生，含尘多易堵塞和磨损流道，产生腐蚀性物质及 有毒易燃易爆等特点，给TRT的设计、制造和使用带来一系列困 难，这就必须采取有效方法来解决。其主要技术特点有：
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1.1 烟气透平
烟气透平是炼油厂流化催化裂化装置的能量回收透平简称 FCC。由催化剂再生器中排出的高温高压烟气经过除尘器后进 入烟气透平膨胀做功、用来驱动鼓风机或发电机。FCC系统 1963年在壳牌石油公司一炼油厂首次使用到80年代初国外已有 52台套使用。最大回收功率已达到26WM，超过主风机功率并 可发电。我国于1978年11月第一套FCC装置在抚顺石油二厂投 运、随后上海炼油厂、芝周炼油厂、独山子炼油厂、大庆炼油 厂、胜利炼油厂、齐鲁炼油厂、洛阳炼油厂、南京炼油厂陆续 投入国产FCC装置。目前已有近百台烟气透平在炼油厂使用。
干式TRT在高炉煤气进入透平前先采用干式除尘（布袋除尘 或电除尘），此时高炉煤气是净化过的干煤气
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1.2.2 干、湿两种除尘方式比较
湿法除尘不但使高炉煤气温度降低了150℃，且消耗了25kPa 压力，致使TRT发电能力减少35％。此处湿法除尘还存在消耗 洗涤水量大，环境污染严重等缺点。与湿式TRT相比，干式TRT 具有以下特点： ⑴除尘效率高。干式除尘的效率都在99.8％以上，净煤气的含 尘量小于5mg/m3，且工作状况稳定。而湿式除尘的净煤气含尘 量一般为20 mg/m3左右，并且还受到高炉炉顶压力、流量、水 压和水量的影响； ⑵煤气热值高，干式除尘不用水洗和冷却，在节约大量洗涤用 水的同时，又使得净煤气中含水量少，因而煤气热值可提高 126～209 kJ/m3，煤气显热可使理论燃烧温度提高90～120℃， 热风炉或锅炉的效率提高约2％～3％。又因为煤气含尘量低， 因而发热值提高；
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1.2.1干式TRT透平的技术特点
⑴用TRT专用叶型和叶栅防止积灰和磨损，ΔWu小，头部 较大； ⑵采用合适的圆周速度防止叶片磨损； ⑶采用三元流理论设计并充分考虑多项流工质对透平性能 的影响； ⑷装设喷水装置清洗叶片和流道，减少积灰； ⑸采用静叶可调满足变工况并提高效率； ⑹采用全闭型第一级静叶控制升速和顶压； ⑺采用充氮式组合密封防止煤气泄漏。
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1.2.2 干、湿两种除尘方式比较
高炉煤气除尘工艺 干 法
工艺用水
不需要
水污染
无
高炉煤气余热余压 1.35
TRT发电能力(系数比)
炼铁焦比
0.97～0.98
投资
0.8～0.9
操作费用
0.5～0.7
操作人员
0.6
占地面积
0.5
湿法 大量用水 污染严重 1
1 1 1 1 1
说明
干法增加35％
TRT工艺有干、湿之分，使用水来降低煤气温度和除尘并 设置TRT装置的工艺称为湿式TRT，而采用干式除尘（布袋或 电除尘）并设置TRT装置的工艺则称为干式TRT。
工业过程燃气轮机 1.2 高炉煤气炉顶余压回收透平（TRT）
图1-1 干式TLeabharlann BaiduT系统工艺流程图
工业过程燃气轮机 1.2 高炉煤气炉顶余压回收透平（TRT）
干法减少2～3％ 干法减少10～20％ 干法减少30～50％ 干法减少40％ 干法减少50％
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1.3 尾气透平
生产硝酸的化学反应流程是放热的，所放的热量用于产生高 压蒸汽、加热以吸收塔流出进入尾气透平膨胀机的尾气。按不 同的工作压力分为单压和双压流程。单压流程是指所有反应压 相应相近的压力下完成，中压范围0.4～0.6MPa,尾气透平可提 供压气机所需功率的30%；高压流程压力范围0.8～1.2MPa,尾 气透平可提供压气机所需功率的80%左右；若将尾气加热到 700～750℃，则尾气透平可提供压气机所需的全部功率。双压 流程若在大气压下进行氨的燃烧并在0.4～0.6MPa下进行亚硝 酸气体的吸收，尾气温度200～600℃变化，尾气透平可提供压 气机30～65%的功率；当吸收压力为1.0～1.2MPa时，尾气透 平可提供压气机所需的全部功率。
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工业过程燃气轮机 介绍
2006.05 Xi’an Jiaotong University
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工业过程燃气轮机介绍
简介
烟气透平 高炉煤气炉顶余压回收透平（TRT） 尾气透平
工业燃气轮机的结构 建议
生产及合作
工业过程燃气轮机
1 简介
工业过程燃气轮机是与各种工业设备发生工质联系的燃气轮 机，工业过程能供应气体燃料和高温高压气体，适合用作燃机 的燃料和工质。包括烟气透平、尾气透平、TRT以及各种利用 工业过程气体余温余压的透平膨胀机。采用燃气轮机作为附属 的辅机，炼油、钢铁和石化等工业生产过程中的全部或部分工 质流经燃气轮机做功，使主要设备增压、过程强化、效用增加、 体积减少使投资的经济性增加。
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1.2 高炉煤气炉顶余压回收透平（TRT）
高炉炉顶煤气余压回收透平发电装置（Top Gas Pressure Recovery Turbine 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。实际上回收了原来在 减压阀门中白白损失的能量。既不消耗任何燃料，也不产生 环境污染，发电成本又低，是高炉冶炼的重大节能项目，经 济效益十分显著。
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1.2.2 干、湿两种除尘方式比较
⑶发电功率高。干式除尘器的出口煤气温度高、压力损失小。 故发电功率要比湿式高。除尘系统与TRT相结合，干式TRT的发 电量比湿式TRT多30～35％，而湿式还要多耗电15～20％，所 以干式总计可多回收电能达50％； ⑷环境污染小。湿式除尘时，洗涤水含有大量灰泥、硫化物、 氯化物、酸和砷等有害物质； ⑸大大节约了水、电的消耗。据测算，高炉煤气采用干法除 尘每吨铁可以节约工业循环水11m3，其中新鲜水2m3，同时又 可节电4～5kW·h，干式除尘用水量约为湿式除尘用水量的 1/10； ⑹节约焦炭。干式除尘较湿式可提高风温70～80℃，相应降 低焦比2～3％；
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1.2.2 干、湿两种除尘方式比较
⑺高炉煤气采用干法除尘比传统的湿法除尘可以多回收和利 用煤气显热。高炉煤气温度按280℃计，每吨铁可回收煤气约 58.6万kJ的显热，相当于多回收了20kg的标准煤； ⑻流程短，操作简单，操作环境好； ⑼维修量小，运转费用低。安全可靠； ⑽寿命长，可与高炉炉龄相当。