关于高炉TRT发电的若干问题

关华

摘要：随着现代化进程加快，我国对高炉的使用也加大了关注力度，近几年高炉的使用取得了一定的成效，为我国相关事业做出了巨大的贡献。目前，我国高炉TRT发电量指标有所提高，但如何更大提高其发电量，是当下需要探索与解决的问题。在探索提高高炉TRT发电量的方法中，除了要把握方法的实用性之外，还必须考虑其经济性与环保性。

关键词：高炉；TRT发电；故障解决；方法

引言：高炉TRT是高炉煤气能量回收透平装置的简称，来源于其英语翻译Top Gas Pressure Recovery Turbine（简为TRT），其主要是利用高炉在冶炼过程中产生的副产品，即高炉炉顶煤气所带有的热能与压力，促使煤气通过透平膨胀的方式做功，继而转换为机械能，从而驱动发电机发电。从某种层面上讲，TRT其实属于一种二次能量的回收装置，主要并联在高压阀组上，同时利用高压阀的前后压力差进行发电，并将原有高压阀门中泄失的能量回收利用。此外，TRT在进行发电的时候对于煤气也有着净化的功能。

一、高炉TRT的技术和工作原理

TRT技术中使用的主要媒介是高炉煤气，而传统的高炉煤气通常是经过调压阀组的减压后，并接在高炉煤气的低压管网上以供用户所用。因此，TRT装置也是利用高压高炉煤气与低压煤气用户之间的压差进行节能发电的，它是一套以实现节能为目的的装置。

这种装置的工作原理為：在高炉煤气的减压阀组前把高压高炉煤气引出来，将荒煤利用全干法除尘装置的净化之后，利用相关的装置将它们引入TRT装置中，并通过口蝶阀与截止阀进入透平机的入口；待进入其中之后，利用预流器将高炉煤气转换成轴向流入叶栅中，而此时的静叶栅与动叶栅组成了一个流道，进入其中的高炉煤气就会不断膨胀从而做功，导致其压力与温度逐级降低，继而转为动能，这些动能就会作用在机械的工作轮上，促使其转动工作；工作轮的转动工作带动联轴器引发发电机的联动，从而进行发电，而叶栅出口的气体在经过了扩压器的挤压作用后，将其背压值提高到一定的数之后，就能将气体通过一定的方式传送

TRT发电机组并网后，机组各种工作状态围绕同步发电机组P-Q图进行，其稳定运行状态为发电机过励磁迟相运行状态，其余运行状态在系统运行参数允许时尽量调整为过励迟相运行。一旦没把握好各种运行状态参数的合适范围，必将导致发电机组停机，降低TRT机组的发电量。因此，TRT机组的稳定运行对提高发电量减少经济损失至关重要。

二、TRT机组故障的解决方法

通过近五年的实践摸索，结合当前我国冶金行业遇到的实际问题，当前影响TRT机组运行稳定性的因素主要由以下六个因素：液压伺服系统故障、励磁系统故障、转子故障、润滑油动力油系统故障、顶压调节系统故障、快切阀故障。当然，还有其他的设备故障、电气故障等。

1、励磁系统优化改造

由于原励磁系统的电源取自外网电源，加上励磁系统本身的工作特性，简单的改造和维护无法有效消除励磁工作不稳定的现状。为此，对励磁系统进行了升级改造，将励磁系统更换为技术更加先进的GEX-2000励磁控制器，并加装了励磁变压器，从发电机出口侧取励磁电源，用发电机自发电来确保励磁机电源的稳定性。改造以后，励磁机工作稳定可靠，跟踪及时，一直未发生过励磁异常情况，达到了改造目的和TRT机组稳定性控制的要求。

2、顶压调控系统改造

针对原TRT机组顶压调控不稳定的情况，特别是在高炉顶压异常升高时的机组容易保护跳车的情况，对顶压调节程序进行了系统改造。针对高炉顶压异常升高时TRT机组静叶时常达到保护停机值的情况，在公司自动化部有关人员的帮助下，将旁通阀引入到顶压调控中，利用旁通阀的自动调节功能消除高炉顶压异常升高时出现的大流量煤气，同时改善了顶压调控程序，彻底消除了TRT机组保护跳车的情况。顶压程序改造后，完全符合设计改造需要，保证了机组的稳定运行。

3、润滑油系统改造

为消除主油泵与大轴同心度难以调节的问题，改变了主油泵的工作思路，采用两台辅助油泵一用一备的方式，来实现润滑油的稳定供应。虽然采用辅助油泵的方式带来了一定的电量消耗，但消除了主油泵的不稳定因素，效益也是明显的。辅助油泵互为连锁，自动切换，并且对辅助油泵进行了双电源改造，用多重手段确保了机组润滑油的稳定供应。

4、加大煤气含尘量检测

干法除尘后净煤气含尘量超标，会加大TRT转子叶片的磨损，缩短TRT转子寿命。为此，在干法除尘后煤气质量监控方面加大管控力度，确保含尘量合格。主要是每天对干法除尘筒体进行人工检漏，每天对净煤气含尘量取样分析，并在干法除尘净煤气出口总管、支管和筒体净煤气出口增设含尘量在线检测，在TRT入口管道增设煤气含尘量在线检测，利用多重手段降低净煤气含尘量，尽量降低煤气对转子叶片的磨损。

三、其他提高TRT发电量的方法

1、改造TRT高炉顶压的控制程序技术

随着当前高炉与TRT的认知与技术把握水平越来越高，认识到了高炉工艺的操作及TRT之间的关系之后，我们通过改造TRT高炉顶压的控制程序来提高高炉的发电量。具体来讲，应该对TRT投入与退出的联系与操作控制步骤进行重新规划，要明确顶压在突升时的控制；在进行高炉与TRT的连锁程序中，可以开发旁通阀加以调节控制，并用之与顶压的自动跟踪连锁结合，减少TRT故障如跳车次数等对高炉的影响。

2、优化TRT装置的电气系统

传统的TRT装置采用的是无刷励磁系统，其励磁方式为二极他力可控硅励磁，在运行的时候，往往会产生母线供电可靠性很差的问题。因此，可以通过改造这种系统来解决这个问题，主要措施为：将原来的励磁方式改为自并励的磁励调节方式，这种方式下，接线十分简单，设备也较少，并且减少了投资的开支，电压的响应速度也十分快，可靠性极高。通过改造与优化TRT装置的电气系统，实现了供电可靠性的提高，在某种程度上也提高了高炉TRT的发电量。

3、提高TRT的开机作业率与检测技术

由于传统的TRT在开机方面存在着一定的弊端，运行模式有着局限，从而使得开机时间过长，甚至出现二次或多次开机的现象，基于此就需要提高TRT的开机作业效率，通过探索科学合理的开机运行模式，在高炉开炉、复风等达到了正常要求下，加强开机的作业水准。此外，还应该加强检测技术，尤其是对于设备除尘而言，要注重在线检测装置的研发。如果机械设备中存在着灰尘，就很容易导致机械的运行速率，从而影响整个发电过程，无形之间就会降低发电量。当前，我国TRT高炉在线监测精确度方面十分不乐观，主要在于科学技术条件有限，因此应加强这方面的重视程度，可以借助国外先进技术加以辅助利用，提高检测力度，确保数据的可靠性、连续性与准确性，从而提高高炉TRT的发电量。

结语：在高炉上使用TRT系统，不仅能回收高炉顶煤气产生的压力能与热能，实现对高炉炉顶压力的精确控制，而且能提高炉顶压的设定值与冶炼强度，从而提高能量的利用率，增加发电量。但是，目前由于科学技术存在不足与缺陷等方面的原因，我国高炉TRT依然存在着很大的局限，要想彻底实现TRT在高炉中发电量的最大化，就需要不断地探索与创新，才能找到更好的提升方法。

参考文献：

[1]刘鸥.高炉提高TRT发电量方法浅谈[J].节能，2011，（2）：60-61.

[2]杜庆平，孔菊，王站，等.提高高炉干式TRT发电量的创新与实践[J].节能与环保，2010，（3）：43-45.