概述高炉TRT压差发电系统

李清河

摘 要：高炉煤气余压透平发电装置TRT的生产运行是一种物理能的回收利用装置，高炉生产时产生的高温高压煤气具有压力能和热能，煤气通过透平机做功，带动发电机装置发电。在保证高炉正常生产的前提条件下，尽可能运行TRT能量回收系统多发电，一方面能回收能源，另一方面此工艺能更加平稳地调节和控制炉顶压力，从而进一步清洗煤气。

关键词：生产工艺；电液伺服控制；高低压发配电；自动控制

中图分类号：TU755 文献标识码：A DOI：10.15913/j.cnki.kjycx.2017.05.119

1 生产工艺

高炉产生的煤气经重力除尘器、布袋除尘器系统后进入TRT，煤气推动透平机转子，透平机转子带动发电机发电，经透平机做功出来的煤气进入低压煤气管网。发电机经出线断路器接母线上，经变电站与电网连接。当高炉短期休风时，可不解列作电动机运行。此时，发电机吸收电网的电能。共用型TRT是2座高炉带1个透平机，当一座高炉休风时，TRT只需退出此高炉，打开出口连通阀和进口连通阀，用另一座高炉带动TRT继续发电。此时，不用停机解列，当高炉同时长时间休风时，TRT才停机解列。

2 高炉煤气余压发电装置系统的组成

2.1 透平主机

透平主机是煤气工质压力差转换为机械功的地面运行设备。高炉煤气余压透平机组由以下各组件组成：外壳体组件、静叶内壳体组件、转子组件、入口侧轴承机组件、出口侧轴承机组件、止推轴承、支撑轴承、静叶调角器和盘车装置。透平由带有二级叶片的转子，通过止推轴承和支撑轴承支持在机匣上，机匣经承受力点与底座相连。

2.2 大型阀门系统

TRT的大型阀门主要包括入口蝶阀、调速阀、出口蝶阀、入口插板阀、出口插板阀、入口连通阀、出口连通阀、快切阀、旁通快开阀。入口蝶阀可以作为插板阀开关时的辅助阀门；调速阀用于启车冲转速，TRT机组并网成功后打开入口蝶阀；插板阀能够完全切断煤气，当TRT系统装置需要检修时，必须关闭进出口插板阀，可靠切断煤气来源，氮气置换，进行煤气防爆实验合格后方可检修；出口蝶阀一般在出口插板阀为敞开式时才配置，主要用于关闭出口插板阀时防止低压管网煤气大量泄漏；快切阀能够在机组出现重故障时快速关闭，可切断TRT的煤气来源，保证机组安全停机；进出口连通阀主要用于共用型TRT，当一座高炉休风而另一座高炉正常运行时，打开连通阀保持进出气平衡，防止震动与位移增高；旁通快开阀的作用是当TRT机组联锁停机快切阀快速关闭时，能快速打开到一定角度，使高炉煤气通过旁通快开阀进入低压管网，保证高炉炉顶压力不产生大的波动。共用型TRT有进口连通阀和出口连通阀，当一座高炉休风，另一座高炉正常运行时，TRT不必停机，只需将出口连通和进口连通打开，保证TRT进气平稳，避免因透平机轴位移和轴震动过高而导致停车。

2.3 润滑油系统

润滑油给各轴承润滑点提供稀油循环润滑，以满足机组在运行时或事故状态下的润滑油供给，同时，起到给轴承降温的作用。该系统主要由润滑油泵、油箱、冷却器、高位油箱等组成，润滑油站的油泵能够提供稳定压力和流量的清洁润滑油；冷却器用于调节供给润滑油的温度；高位油箱是在紧急停电状态下，依靠自然位差维持机组停机时的润滑油供给。

2.4 电液伺服控制系统

动力油泵主要给伺服油缸、快切阀、旁通快开阀供油。PLC柜通过分析高炉传输的顶压与设定压力变化给液控单元下达指令，通过静叶开度的调节保证高炉顶压稳定。电液伺服控制系统控制着静叶和旁通快开阀、快切阀，直接影響机组的转速稳定、机组正常运行和停机时的顶压稳定。

2.5 给排水系统

TRT给排水系统中主要为冷却水，其来自高炉净环水，主要为发电机冷却器及润滑油冷却器、动力油冷油器供水。

2.6 氮气密封系统

TRT的密封系统采用惰性、无毒的氮气，氮气密封系统用氮气与机械密封相配合。通过电动调节阀，保证密封轴端氮气压力始终高于煤气压力0.02～0.03 MPa，从而保证煤气不外泄。轴颈与机匣间的煤气密封采用气液双重密封系统，卸压式氮气梳齿迷宫式密封，工作寿命长、密封可靠、氮气耗量小。当TRT内部设备或管道需要检修时，TRT必须进行氮气置换煤气工作，这是因为煤气容易使人中毒，且易燃易爆，但氮气是惰性气体，可避免着火爆炸。

2.7 高低压发配电系统

该系统主要包括同步发电机、高压配电系统、低压电控系统。高压配电系统设置有自动准同期并网装置以及差动、复合电压过流、失磁等保护；低压电控系统包括阀门连锁控制、备用油泵的自启动等设施。

2.8 自动控制系统

自动控制系统由检测仪表、操作站等组成，自动调节仪表系统对整个系统各运行参数进行监视和记录。TRT运转发电时，可自动调节控制高炉顶压保持平稳。自动控制系统由反馈控制、转速调节、高炉顶压复合调节、逻辑顺控等组成。

3 提高TRT发电效率的主要方法

具体包括高炉煤气流量要高而稳定，与透平机并联的高炉减压阀组要关到位，尽可能多地让煤气通过TRT；在不增加消耗的情况下，尽可能地提高煤气温度；定期检查维修TRT，保证设备运行工况良好；根据高炉运行工况及时调节励磁。

4 结束语

高炉TRT压差发电系统是一种能源回收装置，是高炉冶炼工序的重大节能项目，由于其不消耗燃料、不污染环境、发电成本低，所以，经济效益十分显著，应大力倡导。

〔编辑：张思楠〕