馬鋼4號(hào)高爐TRT平面布置探析

郭海波

（中冶南方工程技術(shù)有限公司， 湖北　武漢　430023）

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馬鋼4號(hào)高爐TRT平面布置探析

郭海波

（中冶南方工程技術(shù)有限公司， 湖北武漢430023）

結(jié)合馬鋼4號(hào)高爐TR T系統(tǒng)的工藝概況、系統(tǒng)組成等方面介紹了其平面布置，并從選址、防火間距、煤氣凈化、設(shè)施間距、檢修空間等方面介紹在進(jìn)行TR T系統(tǒng)平面布置時(shí)需要注意的問題。

高爐TR T平面布置

高爐煉鐵工序是鋼鐵企業(yè)生產(chǎn)流程中最大的能耗單元，一般情況下高爐煉鐵能耗占整個(gè)流程的70%左右，因此降低煉鐵工序的能耗是鋼鐵企業(yè)降本增效的著力點(diǎn)。高爐產(chǎn)生的煤氣具有一定的溫度和壓力，利用煤氣余壓發(fā)電裝置（top gas pressure recovery turbine，簡(jiǎn)稱TRT）回收其壓力能及熱能，一般可回收鼓風(fēng)機(jī)所需能量的30%，是煉鐵工序節(jié)能降耗的必然選擇?！陡郀t煉鐵工藝設(shè)計(jì)規(guī)范》中規(guī)定：高爐必須設(shè)置爐頂煤氣余壓發(fā)電裝置，并應(yīng)與高爐同步投產(chǎn)。因此，無論是從技術(shù)方面還是從經(jīng)濟(jì)效益方面考慮，TRT系統(tǒng)都是高爐系統(tǒng)必備的配套項(xiàng)目。

1　TRT工藝概況

馬鋼4號(hào)高爐容積為3 200 m3，爐頂壓力為0.25 MPa。高爐煤氣凈化采用干法布袋除塵系統(tǒng)；TRT裝置采用干式機(jī)組，裝機(jī)容量為24 000 kW，與減壓閥組并聯(lián)布置。

2　TRT系統(tǒng)組成

TRT系統(tǒng)由透平主機(jī)、潤(rùn)滑油系統(tǒng)、液壓伺服系統(tǒng)、冷卻水系統(tǒng)、氮?dú)饷芊庀到y(tǒng)、高/低壓發(fā)配電系統(tǒng)、自動(dòng)控制系統(tǒng)、大型閥門及管道系統(tǒng)等組成。

馬鋼4號(hào)高爐TRT系統(tǒng)在建構(gòu)筑物單元上由TRT裝置、主控樓、大型閥門及管道系統(tǒng)組成。TRT裝置采用室外（露天）布置，上設(shè)遮雨棚。高低壓配電室、液壓系統(tǒng)、潤(rùn)滑油系統(tǒng)、控制系統(tǒng)等集中于TRT控制樓。

TRT裝置有室外（露天）布置、室內(nèi)布置兩種形式。從安全角度考慮，室外（露天）布置有利于煤氣擴(kuò)散，煤氣不宜聚集，也有利于節(jié)省土建投資。但北方地區(qū)由于天氣原因，考慮到氣侯對(duì)設(shè)備的影響及設(shè)備維護(hù)、檢修的需要，一般采用室內(nèi)布置。馬鋼地處南方地區(qū)，氣侯條件對(duì)設(shè)備的影響較小，因此選擇室外（露天）布置形式。

3　TRT系統(tǒng)平面布置

馬鋼4號(hào)高爐TRT系統(tǒng)與干法布袋除塵集中布置于高爐東北角的公輔區(qū)，位于干法布袋除塵的東側(cè)，與減壓閥組并聯(lián)布置。主控樓位于TRT裝置西北角與其毗連布置，大型閥門及煤氣管道圍繞TRT進(jìn)、出口布置，詳細(xì)布置見圖1。

圖1　TRT系統(tǒng)平面布置圖

4　TRT系統(tǒng)平面布置需注意的問題

TRT系統(tǒng)是高爐煤氣處理流程中的一環(huán)，為煤氣凈化系統(tǒng)的后工序，不宜與高爐距離太遠(yuǎn)，一般布置在高爐公輔區(qū)，靠近煤氣凈化系統(tǒng)，以縮短高壓段的煤氣管線，減少壓力和溫度損失，提高發(fā)電量。

TRT系統(tǒng)中的運(yùn)行介質(zhì)是高爐煤氣，屬于易燃、有毒氣體，具有中度危險(xiǎn)性。為防止對(duì)人員或其他系統(tǒng)建構(gòu)筑物造成危害，應(yīng)避開人員密集地段和重要建構(gòu)筑物；同時(shí)，為防止周圍環(huán)境對(duì)TRT系統(tǒng)本身造成危害，TRT系統(tǒng)應(yīng)避開明火或其他危險(xiǎn)源。

室內(nèi)布置TRT裝置，其主廠房為乙類建筑；室外布置TRT裝置，其構(gòu)造物也可視為乙類建筑。為滿足消防撲救，防止火災(zāi)蔓延，應(yīng)嚴(yán)格執(zhí)行最新版《建筑設(shè)計(jì)防火規(guī)范》、《鋼鐵冶金企業(yè)設(shè)計(jì)防火規(guī)范》、《煤氣余壓發(fā)電裝置技術(shù)規(guī)范》規(guī)定的防火間距。下列幾個(gè)防火間距在平面布置時(shí)需要注意的事宜如下：

1）TRT控制樓與TRT裝置之間的防火間距。馬鋼4號(hào)高爐TRT控制樓與TRT裝置外緣間距為4.5 m。TRT控制樓是TRT裝置的生產(chǎn)輔助用房，與生產(chǎn)流程有著密切聯(lián)系。其安全主要靠工藝流程上的各種檢測(cè)儀器、連鎖功能、設(shè)備自身安全設(shè)置、管理制度來保證；其防火間距主要根據(jù)檢修、操作的要求確定，一般不小于3m。

2）TRT裝置與鐵路之間的防火間距。馬鋼4號(hào)高爐TRT裝置與高爐鐵水線的間距為84m。TRT裝置作為乙類構(gòu)筑物，在《建筑設(shè)計(jì)防火規(guī)范》中對(duì)乙類建筑與鐵路的防火間距未做明確規(guī)定，但在《煤氣余壓發(fā)電裝置技術(shù)規(guī)范》中對(duì)TRT裝置與鐵路的防火間距作出了規(guī)定：與廠外鐵路中心線非電力機(jī)車線路不小于25 m，與電力機(jī)車線路不小于20 m；與廠內(nèi)鐵路中心線非電力機(jī)車線路不小于20 m，與電力機(jī)車線路不小于15 m。高爐鐵水多采用鐵路運(yùn)輸，鐵路在高爐區(qū)普遍存在，甚至在某種程度上決定著高爐區(qū)的平面布置，TRT系統(tǒng)應(yīng)適應(yīng)其布置，并滿足防火間距的要求。

3）TRT裝置與架空電力線的防火間距。馬鋼4號(hào)高爐TRT裝置與現(xiàn)有110 kV架空線的間距為64 m，大于1.5倍桿塔高度。TRT裝置作為乙類構(gòu)筑物，在《建筑設(shè)計(jì)防火規(guī)范》中對(duì)乙類建筑與架空電力線的防火間距未做明確規(guī)定，但在《煤氣余壓發(fā)電裝置技術(shù)規(guī)范》中規(guī)定其防火間距不小于1.5倍桿塔高度。為滿足生產(chǎn)需要、降低成本及檢修率，企業(yè)多采用架空線的方式，所以在進(jìn)行TRT系統(tǒng)平面布置時(shí)需要注意TRT裝置與架空電力線的間距問題。

鋼鐵企業(yè)作為控制系統(tǒng)，需計(jì)量進(jìn)入TRT系統(tǒng)的煤氣量，一般在煤氣凈化設(shè)施與TRT系統(tǒng)之間設(shè)置流量計(jì)。為保證計(jì)量的精度，流量計(jì)前后需保證一定的直管段，根據(jù)計(jì)量精度要求不同，流量計(jì)選型不同，流量計(jì)前端一般需要5～10D（D為煤氣管直徑）長(zhǎng)度的直管段，后段一般需要3～5D長(zhǎng)度的直管段，否則可能造成計(jì)量不準(zhǔn)。若是為了滿足直管段的要求將煤氣管環(huán)繞布置，使管線布置曲折，則會(huì)造成彎頭增加、氣流不順、壓力損失增加、TRT效率降低。

TRT裝置的透平機(jī)、發(fā)電機(jī)、大型閥門需要定期檢修維護(hù)，而這些部件的體積大、重量大，大修時(shí)需要大型吊車、平板車配合作業(yè)及足夠的檢修場(chǎng)地。

馬鋼4號(hào)高爐TRT裝置發(fā)電機(jī)最大吊裝部件重達(dá)70余噸，需要125t以上的吊車進(jìn)行作業(yè)。此類吊車的車體尺寸、回轉(zhuǎn)半徑、支腿間距都比較大，125 t吊車支腿間距不小于7.5 m，場(chǎng)地寬度必須大于吊車支腿間距，并留有一定的安全間距，否則將無法進(jìn)行檢修。馬鋼4號(hào)高爐TRT裝置北側(cè)設(shè)置了10 m寬的檢修通道，可滿足TRT裝置檢修的需要。

馬鋼4號(hào)高爐TRT的出口插板閥長(zhǎng)達(dá)11.5 m，重達(dá)38.5t，需要75t以上吊車作業(yè)?？稍诖笮烷y門區(qū)域預(yù)留11 m×29 m的檢修區(qū)域，以滿足吊車及平板車作業(yè)需求；在閥門周圍煤氣管線預(yù)留6 m以上的凈空，以滿足車輛通行的要求。

5　結(jié)語(yǔ)

TRT系統(tǒng)作為鋼鐵企業(yè)高爐的配套公輔設(shè)施，屬乙類建構(gòu)筑物，具有火災(zāi)和爆炸隱患，因此其平面布置對(duì)選址、防火間距、檢修等方面有著特殊的要求。希望本文對(duì)類似的工程項(xiàng)目的平面布置有所啟發(fā)。

（編輯：賀焱）

Masteel No.4 BF TRT Layout Analysis

GUO Haibo
（WISDRI Engineering&Research Incorporation Limited，Wuhan Hubei 430023）

Combined with the process general situation and system composition of Masteel No.4 BF TRT system,this paper introduces its layout.And from the location,fire separation,gas purification,facilities and maintenance space,it presents the problems need to be aware of in TRT system layout.

blast furnace,TRT,layout

TF57

A

1672-1152（2016）02-0063-02

10.16525/j.cnki.cn14-1167/tf.2016.02.24

2016-01-29

郭海波（1979—），男，主要從事鋼鐵企業(yè)工程設(shè)計(jì)工作，高級(jí)工程師。