概述高爐TRT壓差發(fā)電系統(tǒng)

李清河

摘 要：高爐煤氣余壓透平發(fā)電裝置TRT的生產運行是一種物理能的回收利用裝置，高爐生產時產生的高溫高壓煤氣具有壓力能和熱能，煤氣通過透平機做功，帶動發(fā)電機裝置發(fā)電。在保證高爐正常生產的前提條件下，盡可能運行TRT能量回收系統(tǒng)多發(fā)電，一方面能回收能源，另一方面此工藝能更加平穩(wěn)地調節(jié)和控制爐頂壓力，從而進一步清洗煤氣。

關鍵詞：生產工藝；電液伺服控制；高低壓發(fā)配電；自動控制

中圖分類號：TU755 文獻標識碼：A DOI：10.15913/j.cnki.kjycx.2017.05.119

1 生產工藝

高爐產生的煤氣經重力除塵器、布袋除塵器系統(tǒng)后進入TRT，煤氣推動透平機轉子，透平機轉子帶動發(fā)電機發(fā)電，經透平機做功出來的煤氣進入低壓煤氣管網。發(fā)電機經出線斷路器接母線上，經變電站與電網連接。當高爐短期休風時，可不解列作電動機運行。此時，發(fā)電機吸收電網的電能。共用型TRT是2座高爐帶1個透平機，當一座高爐休風時，TRT只需退出此高爐，打開出口連通閥和進口連通閥，用另一座高爐帶動TRT繼續(xù)發(fā)電。此時，不用停機解列，當高爐同時長時間休風時，TRT才停機解列。

2 高爐煤氣余壓發(fā)電裝置系統(tǒng)的組成

2.1 透平主機

透平主機是煤氣工質壓力差轉換為機械功的地面運行設備。高爐煤氣余壓透平機組由以下各組件組成：外殼體組件、靜葉內殼體組件、轉子組件、入口側軸承機組件、出口側軸承機組件、止推軸承、支撐軸承、靜葉調角器和盤車裝置。透平由帶有二級葉片的轉子，通過止推軸承和支撐軸承支持在機匣上，機匣經承受力點與底座相連。

2.2 大型閥門系統(tǒng)

TRT的大型閥門主要包括入口蝶閥、調速閥、出口蝶閥、入口插板閥、出口插板閥、入口連通閥、出口連通閥、快切閥、旁通快開閥。入口蝶閥可以作為插板閥開關時的輔助閥門；調速閥用于啟車沖轉速，TRT機組并網成功后打開入口蝶閥；插板閥能夠完全切斷煤氣，當TRT系統(tǒng)裝置需要檢修時，必須關閉進出口插板閥，可靠切斷煤氣來源，氮氣置換，進行煤氣防爆實驗合格后方可檢修；出口蝶閥一般在出口插板閥為敞開式時才配置，主要用于關閉出口插板閥時防止低壓管網煤氣大量泄漏；快切閥能夠在機組出現(xiàn)重故障時快速關閉，可切斷TRT的煤氣來源，保證機組安全停機；進出口連通閥主要用于共用型TRT，當一座高爐休風而另一座高爐正常運行時，打開連通閥保持進出氣平衡，防止震動與位移增高；旁通快開閥的作用是當TRT機組聯(lián)鎖停機快切閥快速關閉時，能快速打開到一定角度，使高爐煤氣通過旁通快開閥進入低壓管網，保證高爐爐頂壓力不產生大的波動。共用型TRT有進口連通閥和出口連通閥，當一座高爐休風，另一座高爐正常運行時，TRT不必停機，只需將出口連通和進口連通打開，保證TRT進氣平穩(wěn)，避免因透平機軸位移和軸震動過高而導致停車。

2.3 潤滑油系統(tǒng)

潤滑油給各軸承潤滑點提供稀油循環(huán)潤滑，以滿足機組在運行時或事故狀態(tài)下的潤滑油供給，同時，起到給軸承降溫的作用。該系統(tǒng)主要由潤滑油泵、油箱、冷卻器、高位油箱等組成，潤滑油站的油泵能夠提供穩(wěn)定壓力和流量的清潔潤滑油；冷卻器用于調節(jié)供給潤滑油的溫度；高位油箱是在緊急停電狀態(tài)下，依靠自然位差維持機組停機時的潤滑油供給。

2.4 電液伺服控制系統(tǒng)

動力油泵主要給伺服油缸、快切閥、旁通快開閥供油。PLC柜通過分析高爐傳輸?shù)捻攭号c設定壓力變化給液控單元下達指令，通過靜葉開度的調節(jié)保證高爐頂壓穩(wěn)定。電液伺服控制系統(tǒng)控制著靜葉和旁通快開閥、快切閥，直接影響機組的轉速穩(wěn)定、機組正常運行和停機時的頂壓穩(wěn)定。

2.5 給排水系統(tǒng)

TRT給排水系統(tǒng)中主要為冷卻水，其來自高爐凈環(huán)水，主要為發(fā)電機冷卻器及潤滑油冷卻器、動力油冷油器供水。

2.6 氮氣密封系統(tǒng)

TRT的密封系統(tǒng)采用惰性、無毒的氮氣，氮氣密封系統(tǒng)用氮氣與機械密封相配合。通過電動調節(jié)閥，保證密封軸端氮氣壓力始終高于煤氣壓力0.02～0.03 MPa，從而保證煤氣不外泄。軸頸與機匣間的煤氣密封采用氣液雙重密封系統(tǒng)，卸壓式氮氣梳齒迷宮式密封，工作壽命長、密封可靠、氮氣耗量小。當TRT內部設備或管道需要檢修時，TRT必須進行氮氣置換煤氣工作，這是因為煤氣容易使人中毒，且易燃易爆，但氮氣是惰性氣體，可避免著火爆炸。

2.7 高低壓發(fā)配電系統(tǒng)

該系統(tǒng)主要包括同步發(fā)電機、高壓配電系統(tǒng)、低壓電控系統(tǒng)。高壓配電系統(tǒng)設置有自動準同期并網裝置以及差動、復合電壓過流、失磁等保護；低壓電控系統(tǒng)包括閥門連鎖控制、備用油泵的自啟動等設施。

2.8 自動控制系統(tǒng)

自動控制系統(tǒng)由檢測儀表、操作站等組成，自動調節(jié)儀表系統(tǒng)對整個系統(tǒng)各運行參數(shù)進行監(jiān)視和記錄。TRT運轉發(fā)電時，可自動調節(jié)控制高爐頂壓保持平穩(wěn)。自動控制系統(tǒng)由反饋控制、轉速調節(jié)、高爐頂壓復合調節(jié)、邏輯順控等組成。

3 提高TRT發(fā)電效率的主要方法

具體包括高爐煤氣流量要高而穩(wěn)定，與透平機并聯(lián)的高爐減壓閥組要關到位，盡可能多地讓煤氣通過TRT；在不增加消耗的情況下，盡可能地提高煤氣溫度；定期檢查維修TRT，保證設備運行工況良好；根據(jù)高爐運行工況及時調節(jié)勵磁。

4 結束語

高爐TRT壓差發(fā)電系統(tǒng)是一種能源回收裝置，是高爐冶煉工序的重大節(jié)能項目，由于其不消耗燃料、不污染環(huán)境、發(fā)電成本低，所以，經濟效益十分顯著，應大力倡導。

〔編輯：張思楠〕