浅谈影响450 m3、580 m3高炉共用型

郭伟

摘 要：分析了河北纵横钢铁450 m3、580 m3高炉共用型 TRT透平机出力、高炉煤气流量、煤气温度、煤气含尘量、无功调整等对高炉余压回收透平发电的影响，并提出了解决措施，以期提高发电量。

关键词：煤气余压发电装置；含尘量；无功调整；TRT

中图分类号：TF54 文献标识码：A DOI：10.15913/j.cnki.kjycx.2016.08.091

1 概述

TRT（高炉煤气余压发电装置）是一种运用物理能的回收装置，高炉高压正常生产时，煤气发生量为1.0×105～2.0×105 m3/h。煤气在进入主管网前必须降压，传统降压通过减压阀组完成，即将100 kPa左右的煤气压力降至13 kPa，进而导致压力能大量损失。为了降低生产成本和回收能源，在减压阀组旁并联了TRT余压回收装置，在保证高炉正常生产的前提下，尽可能地运用TRT发电。在此情况下，一方面能回收能源，另一方面能更加平稳地调节和控制高炉顶压，并进一步清洗煤气、降低噪声。

2 共用型TRT发电量降低的原因

2.1 共用型TRT的工艺流程

河北纵横钢铁2#TRT是在炼铁厂3#和4#高炉减压阀前并入的，经过膨胀做功后，可将煤气送入低压管网。

2.2 TRT发电的影响因素

2.2.1 高炉

机组的发电效率与高炉煤气的流量成正比。在高炉炉况稳定的情况下，高炉煤气发生量会维持在稳定范围内。如果450 m3高炉的流量维持在1.0×105 m3/h，580 m3高炉的流量维持在1.4×105 m3/h，则通过TRT装置才能保证发电量有所提高。通过分析和检查，减压阀组的内漏是TRT发电量降低的主要原因。

在高炉煤气压力稳定的前提下，煤气温度提高10 ℃，理论测算发电量可提高3%～5%.在保证安全的情况下，可以提高TRT入口的温度。2#TRT曾经出现过高炉温度降低至68 ℃的情况（高炉顶压为164 kPa）。由于温度较低，出现了“糊布袋”现象，导致进口压力仅为80 kPa，降低了膨胀压力，进而降低了发电量。开盖检修后发现，煤气的温度低、水分大会造成透平机叶片及承缸等部位出现“结盐”现象。

在定期开盖检查设备时发现，除静叶、承钢上有结块外，静叶部分的动叶冲刷较为严重，很多叶片被冲刷成铁片或叶片脚已经消失，导致煤气直接通过叶片进入低压侧，未起到膨胀做功的效果。在此情况下，透平的轴振由原来的18 μm增至30 μm，动平衡已严重损坏，不仅降低了透平机的效率，还严重影响了设备的安全运行。

2.2.2 TRT

并网发电的运行方式一般分为恒压运行、恒无功运行、恒功率因数运行三种。由于高炉煤气流量波动较大，且TRT发电与邯郸电力公司纵横站并网运行，因此，采用了恒无功运行的方式。

恒无功调节的优势为当产生有功负荷或电网电压波动时可调节励磁电流，从而使发电机继续输出无功功率。在该运行方式下，发电机具有较好的稳定性，可通过以下公式体现：

PN=1.732×UN·IN·cos?N . （1）

QN=1.732×UN·IN·sin?N . （2）

S2=P2+Q2. （3）

式（1）（2）（3）中：PN为发电机的有功功率；UN为额定电压，即发电机额定运行时定子三相绕组的线电压；IN为额定电流，即发电机额定运行时定子三相绕组的线电流；cos?N 为功率因数，具有滞后性质，即定子电流相位落后于定子电压相位的?角；Q为发电机的无功功率；S为发电机的视在功率。

从式（1）（2）（3）中可看出，发电机的无功功率越大，有功功率就越小。因此，在恒无功运行时，无功功率不能低于1 500 kVar/h，功率因数不能超过0.95，并尽可能减少无功消耗。如果调节不当，就会影响发电。

3 应对措施

在减压阀组一侧添加了1个DN1600阀门，降低了通过减压阀组泄往低压管网的泄漏量，保证了所有煤气流向TRT，3#煤气流量由原来的80 000 m3/h升到1.0×105 m3/h，4#煤气流量由原来的1.0×105 m3/h升到1.3×105 m3/h，发电量发电负荷提高至4 900 kW·h，瞬时最高达到6 300 kW·h。

要求高炉在不影响炉况的情况下提高煤气温度，且重新采用了较好的保温材料对管道进行保温处理。实践证明，提高高炉煤气的温度可有效防止除尘器“糊布袋”现象出现，入口温度由原来的100 ℃提高至120 ℃后，可连续半年不清洗高炉，有效提高了作业效率。

此外，我们将转子返厂，修复了叶片，重新进行了平衡处理，清理了管道积灰；除已经进行的煤气含尘量在线监测外，还采取了化验室常规取样手段，将含尘量控制在了10 mg/Nm3以下；要求炼铁厂更换布袋，加强维护和管理，杜绝煤气粉尘超标；运行时，应时刻关注功率因数的变化情况，无功功率不可低于1 500 kVar/h，功率因数尽可能保持在0.9～0.95.

4 结束语

TRT在经过整改后，不仅能控制好高炉的顶压，还能尽可能地回收煤气发电，发电量由平均3 500 kW·h提高到了5 800 kW·h，瞬时最高达到了7 200 kW·h。TRT不仅回收了能源，还为我国降低PM2.5作出了较大的贡献。

参考文献

[1]刘延泽.高炉提高TRT发电量方法浅述[J].中国高新技术企业，2012（29）.

[2]周继程，张春霞，韩伟刚.中国高炉TRT技术的应用现状和发展趋势[J].钢铁，2015（12）.