450 m3高爐共用型TRT發(fā)電量降低的原因及處理措施

任明山

文章編號：2095-6835（2016）07-0135-01

摘 要：450 m3高爐共用型TRT投運(yùn)后，前期發(fā)電量較為可觀，但是，一年后，發(fā)電量降低。經(jīng)過綜合分析，闡述了發(fā)電量降低的原因，并提出了相應(yīng)的解決方法，以期不斷增加其發(fā)電量。

關(guān)鍵詞：450 m3高爐；TRT；發(fā)電量；發(fā)電裝置

中圖分類號：TM31 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A DOI：10.15913/j.cnki.kjycx.2016.07.135

1 概述

TRT發(fā)電裝置分為二托一型和一托一型，二托一型就是2座高爐配套1座TRT發(fā)電；一托一型就是1座高爐配1座TRT發(fā)電，而二托一型又被稱為“共用型TRT”。TRT發(fā)電就是把高爐產(chǎn)生的副產(chǎn)物——煤氣通過透平機(jī)、膨脹機(jī)做功，將其轉(zhuǎn)化為機(jī)械能帶動發(fā)電機(jī)，并將機(jī)械能轉(zhuǎn)化為電能的一個過程。該裝置最大的優(yōu)點就是實現(xiàn)了能量回收，降低了噪聲，穩(wěn)定了高爐頂壓。河北縱橫鋼鐵TRT發(fā)電裝置是由陜西鼓風(fēng)機(jī)廠制造的，它共分為八大系統(tǒng)，即2×450 m3高爐透平機(jī)系統(tǒng)、發(fā)配電系統(tǒng)、潤滑油系統(tǒng)、氮?dú)饷芊庀到y(tǒng)、液壓控制系統(tǒng)、給排水系統(tǒng)、煤氣管道及大型閥門系統(tǒng)和自動調(diào)節(jié)系統(tǒng)。

TRT發(fā)電裝置是2006-08開始籌建的，2007-10投產(chǎn)，投產(chǎn)后機(jī)組運(yùn)行平穩(wěn)，平均發(fā)電量在5 000 kW·h，有時會更高。2008-11，TRT發(fā)電裝置出現(xiàn)了發(fā)電量下降的情況，由原來的5 000 kW·降到了4 000 kW·h，有時更低。鑒于此，分廠設(shè)備科和車間技術(shù)管理人員綜合分析目前的情況，積極查找發(fā)電量降低的原因，并制定了一些整改措施，以期進(jìn)一步提高發(fā)電效率。

2 共用型TRT發(fā)電量降低的原因

2.1 工藝流程

煉鐵廠1#高爐、2#高爐在減壓閥前并入河北縱橫鋼鐵1#TRT，經(jīng)過膨脹做功后，將煤氣送入低壓管網(wǎng)，具體工藝流程如圖1所示。

影響TRT發(fā)電量的主要因素是通過高爐的煤氣流量。從具體工藝入手分析，通過高爐的煤氣流量減少的原因有2點：①減壓閥組關(guān)閉不嚴(yán)，煤氣直接進(jìn)入了低壓管網(wǎng)；②由于TRT快開慢關(guān)旁通閥門長期運(yùn)行，關(guān)閉不嚴(yán)，或閥板沖刷內(nèi)漏造成煤氣流失，使得高壓煤氣經(jīng)過快開閥門直接進(jìn)入了低壓管道，減少了TRT做功的發(fā)電量。

2.2 發(fā)電流程

TRT發(fā)電主要依靠的是高爐中生成的煤氣，它經(jīng)過布袋除塵系統(tǒng)凈化后進(jìn)入了TRT透平機(jī)，經(jīng)過靜葉調(diào)節(jié)，沖擊透平機(jī)動葉帶動轉(zhuǎn)子做功。如果除塵系統(tǒng)出現(xiàn)問題，就會增加煤氣的含塵量。這時，如果煤氣進(jìn)入透平機(jī)，就會黏附在葉片上，造成葉片沖刷，從而降低透平機(jī)的工作效率。另外，如果煤氣中的含塵量過高，經(jīng)過一段時間后，入口管道的灰塵就會越積越多，進(jìn)而減少管道的設(shè)計流量，降低發(fā)電效率。

2.3 高爐工況影響

TRT發(fā)電是將高爐煤氣的熱能、壓力能通過透平機(jī)轉(zhuǎn)化為機(jī)械能，再將機(jī)械能轉(zhuǎn)化為電能。在此過程中，TRT發(fā)電裝置可以回收高爐鼓風(fēng)機(jī)能量的30%左右。TRT發(fā)電量與高爐煤氣的壓力、溫度、流量有直接關(guān)系。一般情況下，噸鐵發(fā)電量為30 kW·h左右。如果高爐采用干式除塵，其發(fā)電量可以提高36%，并且煤氣溫度每升高10 ℃，透平機(jī)出力就會提高10%.因此，如果高爐工況發(fā)生變化，將直接影響TRT發(fā)電。

2.4 TRT發(fā)電運(yùn)行方式

一般情況下，并網(wǎng)發(fā)電運(yùn)行方式分為恒壓運(yùn)行、恒無功運(yùn)行和恒功率因數(shù)運(yùn)行3種。由于高爐煤氣流量波動比較大，而縱橫鋼鐵TRT發(fā)電是與邯鄲電力公司縱橫站并網(wǎng)運(yùn)行的，所以，采用的運(yùn)行方式是恒無功運(yùn)行。

恒無功調(diào)節(jié)最大的優(yōu)點就是有功負(fù)荷或電網(wǎng)電壓波動時調(diào)節(jié)勵磁電流，發(fā)電機(jī)輸出無功功率會保持不變。在該運(yùn)行方式下，發(fā)電機(jī)具有良好的穩(wěn)定性。發(fā)電機(jī)的有功功率為：

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為發(fā)電機(jī)的有功功率；UN為額定電壓，它是發(fā)電機(jī)額定運(yùn)行時定子三相繞組的線電壓；IN為額定電流，它是指發(fā)電機(jī)額定運(yùn)行時定子三相繞組的線電流；cos??N為功率因數(shù)，發(fā)電機(jī)額定運(yùn)行時的功率因數(shù)具有滯后性，即定子電流相位落后于定子電壓相位1個?角；S為發(fā)電機(jī)視在功率；Q為發(fā)電機(jī)無功功率。

從式（1）（2）（3）中可以看出，發(fā)電機(jī)的無功功率越大，有功功率就越小。因此，在恒無功運(yùn)行時，無功最低不能低于1 500 kW，功率因數(shù)不能超過0.95，要盡可能減少無功消耗。如果調(diào)節(jié)不當(dāng)，就會影響發(fā)電量。

3 停車檢修時發(fā)現(xiàn)的問題

2008-11，開蓋檢查TRT發(fā)電裝置。檢查發(fā)現(xiàn)，部分動葉沖刷較為嚴(yán)重，同時，葉片上附垢較多，導(dǎo)致透平機(jī)效率降低。另外，在檢查1#爐A＼B閥門、拆檢管道時發(fā)現(xiàn)，管道積灰較多，阻塞了通過的煤氣，導(dǎo)致流量降低。因為閥門積灰，管不到位，使得煤氣不經(jīng)過透平機(jī)直接由高壓管網(wǎng)進(jìn)入了低壓管網(wǎng)。這些都是導(dǎo)致發(fā)電量減少的原因。

4 改進(jìn)措施

受本廠條件限制，因為沒有修復(fù)葉片和做動平衡設(shè)施，所以，經(jīng)公司研究決定，將轉(zhuǎn)子返廠進(jìn)行葉片修復(fù)，以保證做動平衡，同時，清理管道積灰。另外，建議公司更換煉鐵布袋，加強(qiáng)對其的維護(hù)和管理，杜絕煤氣粉塵超標(biāo)等。

5 結(jié)束語

TRT發(fā)電裝置經(jīng)過此次大修后，設(shè)備運(yùn)行平穩(wěn)，平均發(fā)電量在4 500～5 000 kW·h。在此期間消缺檢查均無發(fā)現(xiàn)大問題。

〔編輯：白潔〕