TRT技术.ppt

大唐时代节能科技有限公司,TRT技术,一、TRT装置的基本知识二、TRT成套技术三、TRT工艺系统四、TRT新技术的应用五、提高TRT系统发电量的途径六、TRT市场前景,前言,从钢铁生产流程的特点来看，高炉炼铁是目前钢铁生产中能耗最多的工序，占整个生产能耗的70%左右。提高高炉生产率的途径之一，是单位时间内向高炉鼓入更多的空气和氧气。但增加鼓风要引起高炉内煤气上升浮力的增加，这种浮力妨碍了炉料的正常均匀下降，限制了生产率的提高。若把炉顶压力提高，高炉工作空间的压力也相应提高，使煤气的体积缩小、流速降低，压头损失也随之降低，从而促进高炉顺行，可以减少悬料、崩料，以及提高产量，减少单位生铁的热量损失和焦炭消耗。同时，由于顶压的提高，使炉料和煤气之间的物理化学过程加快，加速2CO=CO2+C反应向体积缩小方向进行，有利于煤气的化学能得到充分利用。这就是所谓的高压操作，炉内压力是靠煤气系统的压力调节阀组来控制的。由此得到的煤气压力能如不加以利用，还会产生了大气污染和噪声公害。为了不浪费炉顶煤气的压力能和热能，从20世纪60年代开始开发了利用炉顶煤气能量的发电技术，现已广泛应用于高压高炉上。,一、TRT装置的基本知识,1.什么是TRT装置TRTBlastFurnaceGasTopPressureRecoveryTurbineUnit，高炉煤气余压透平回收装置TRT装置是利用高炉冶炼的副产品高炉炉顶煤气具有的压力能和热能，使煤气通过透平膨胀机膨胀作功，驱动发电机发电或驱动其它设备，进行能量回收的一种装置。可回收高炉鼓风消耗能量的1/3以上。TRT装置的特点：不消耗任何燃料;不改变原煤气品质;无污染公害、最经济设备;替代减压阀组调节稳定炉顶压力。,2.没有安装TRT装置的高炉炼铁流程图,没有安装TRT装置的高炉炼铁流程图,顶压1.02.5bar200300,管系压力损失20003000mmH2O50,10kPa,120dB(A),减压阀压力损失0.82.3bar,3.安装TRT装置的高炉炼铁流程图,TRT装置在高炉整个工艺系统中处于辅助地位。在任何情况下必须保证高炉正常运行。保证高炉炉顶压力波动在工艺允许范围内。高炉煤气是有毒气体，要求TRT装置必须安全可靠。,4.高炉系统对TRT装置的要求,TRT的特点,1、TRT为高炉煤气能量回收装置，必须在保证高炉正常生产的前提下尽可能多发电。2、与其它发电站不同，发电量随高炉煤气流量和压力的变化而变化，因此不能单独供电，必须和一定容量的电网并网运行。3、高炉休风时机组可作电动运行，从电网上吸收电能，可作无功补偿和调节。,1、TRT分类2、TRT与高炉的关系3、TRT工艺系统介绍,二、TRT成套技术,1、TRT分类,（1）干式TRT；（2）湿式TRT；（3）干湿两用TRT；,根据高炉除尘方式:干式、湿式、干湿两用根据与减压阀组关系：并联、串联,干式TRT流程简图,湿式TRT流程简图,干湿两用TRT工艺流程图,串联TRT,（1）高炉工况：高压常压、上料、下料、休风、复风等（2）工艺要求：适应高炉工况服从高炉工况遵重高炉的操作习惯从启动、升速、并网、升功率、调顶压、发电运行到电动运行、仃车、重故障、顶压切换等始终把高炉的安全放在首位。,2、TRT与高炉的关系,设计思想：确保高炉正常生产（原则）服从高炉习惯（操作）最大回收高炉煤气的能量技术支持：大量的模拟试验及投运经验数据。世界一流的干湿两用TRT技术设计。,紧急停机切换时：当TRT发生重故障时，在紧急切断阀快关切断煤气的同时，通过前压、流量控制迅速打开旁通快开调节阀，保证高炉顶压稳定。目前正常运行波动值5KPa，重故障时波动值8KPa。,TRT装置是如何保持顶压稳定,三、TRT工艺系统,1.透平主机系统2.大型阀门系统3.氮气密封系统4.冷却水系统5.液压伺服控制系统6.润滑油系统7.自动控制系统8.高、低压发配电系统,1、透平主机系统,TRT主机,透平装置主机,从结构形式上分为三大类：1、径流向心式（或反动式），国内效率约为75。2、轴流冲动式，效率约为80。3、轴流反动式，效率约为85。透平装置的结构从径流发展到轴流，从冲击式发展到反动式；煤气的调节也从调速阀发展到静叶自动调节，并采用以计算机为中心的控制系统，实现了高炉顶压的自动控制。,TRT主机,工作原理：,2、大型阀门系统,大型阀门系统,大型阀门系统-电动三偏心碟阀,采用硬密封结构，密封性好、寿命长、可靠性高。,大型阀门系统-快切阀,TRT机组的关键设备紧急切断能在0.51秒内迅速关闭，可现场操作又可远距离控制。该阀采用桥式蝶板和快速泄流等特殊结构，因而流阻小、压损小，关闭迅速安全可靠。,3、氮气密封系统,作用：提供透平主机轴端密封用N2。系统组成原理特点：气源氮气压力为0.3-0.4MPa,经气动调节阀调压后使氮气压力高于透平轴端煤气压力0.02-0.03MPa，保证煤气不外泄。透平主机轴端密封形式有拉别令密封巴氏合金，保证氮气耗量300Nm3/h；拉别令密封碳环密封，耗氮量60Nm3/h。若用户没有氮气，可用抽气密封。,氮气密封系统,4、冷却水系统,为防止透平叶片积灰，流道堵塞，在一级静叶前设有雾化喷水设施，可根据煤气含尘情况选择间断或连续喷水，喷头材料为不锈钢。紧急切断阀前设有定期冲洗水装置。透平前管道及主机级间的机械水、冷凝水可通过排水管上的密封罐水位自动调节，控制污水排出。透平喷雾水用工业新水或软化水。发电机、润滑油站、动力油站、冷却器用净循环水。,冷却水系统,5、液压伺服控制系统，6、润滑油系统,液压伺服控制系统装置,液压伺服控制系统构成：,液控单元，减压阀（旁通阀）液控单元，伺服油缸和动力油站。液控单元：由电磁阀，伺服阀组成。动力油站：由油箱、变量油泵、滤油器、加热器、蓄能器、阀门、管道及就地检测元件等组成。,润滑系统,作用：给大型旋转机械各轴承润滑点提供一定量的稀油循环润滑，以满足机组在正常工况及事故状态下的润滑油供给。构成：润滑油站、高位油箱、油泵、阀门及检测仪表等。,TRT交钥匙工程,1、工程设计、项目管理、设备供货、土建施工、工程施工、设备安装、调试投运、工程竣工。2、TRT装置可以安装在厂房内（封闭式）或厂房外（敞开式）。3、产品工程范围：400m35500m3高炉TRT装置。4、高炉炉顶压控制灵敏调节品质好、电仪一体化自动化水平高。5、运行安全可靠。,封闭式,敞开式,1、轴流压缩机与煤气透平同轴机组（BPRT）。2、共用型高炉TRT。3、TRT新工艺技术：干式除尘技术（200）增加了TRT的输出功率和发电量。干式TRT发电每吨铁可节省水约9吨，其中节约新水2吨。一级静叶可调和全静叶可调技术。在线水清洗系统。轴振动检测与控制技术。自动准同期并网技术。,四、TRT新技术的应用,煤气透平机离合器电动机齿轮箱轴流压缩机,功率：2465kw正常3900kw最大转速：3000r/min,功率：6300kw转速：3000r/min,功率：5100kw年均5800kw最大转速：7950r/min,高炉煤气空气,1、轴流压缩机与煤气透平同轴机组（BPRT）,轴流压缩机与煤气透平同轴机组（BPRT）,安阳永兴,轴流压缩机与煤气透平同轴机组（BPRT）,高炉鼓风能量回收三机组,轴流压缩机与煤气透平同轴机组（BPRT）,方案一：首先由异步电动机启动机组（此时不带煤气透平），离合器处于脱离状态；待轴流压缩机组工作正常，高炉产生出高炉煤气，导入煤气将透平升速到电机同步转速，用离合器切入在线联接煤气透平与机组同步运行做功。在升速及离合器投入过程中，透平转速会有100r/min的波动。其次，在煤气透平故障或高炉需要煤气透平脱离时，离合器能在运行中在线将煤气透平与电机脱离，而不影响“电机+增速箱+轴流压缩机”机组的运行。待需要再投入煤气透平时，离合器在线能将煤气透平再投入。,方案二：首先由另一台备用机组启动，向高炉供风，高炉正常产生出高炉煤气，由煤气透平将“煤气透平+离合器+电动机+增速箱+轴流压缩机”机组从0转速升速到30%或80%的工作转速；投入异步电动机与煤气透平一起将机组拖至工作转速运行做功（升速过程中离合器应始终处于啮合状态）。其次，在煤气透平故障或高炉需要煤气透平脱离时，离合器能在线将煤气透平脱离，而不影响“电机+增速箱+轴流压缩机”机组的运行。待需要再投入煤气透平时，离合器能在线将煤气透平再投入。,大唐时代公司的兴宝钢铁公司余热余压利用项目BPRT工艺流程,2、共用型高炉TRT,润滑油站,动力油站,高炉,干式布袋除尘,减压阀组,发电机,励磁机,煤气透平,M,M,M,M,减压阀组,高炉,干式布袋除尘,氮气密封,共用型高炉TRT的特点,特点是两台TRT共用：一台发电机一套润滑油系统一套液压伺服系统一套氮气密封系统一套给排水系统一套电气控制系统一套自动化仪表系统,五、提高TRT系统发电量的途径,发电量的计算发电量按照下面公式计算Q=1/(k-1)egGRT11-(p2/p1)k-1/k式中Q发电量,kW;G煤气质量流量,kg/s;R煤气气体常数,J/kgK;e透平机组效率;g发电机组效率;T1进入透平机煤气温度,K;P1透平机煤气进气压力(绝压),Pa;P2透平机煤气进气压力(绝压),Pa。,提高TRT系统发电量的途径,提高透平机组效率和系统运行可靠性；积极采用高炉煤气干法除尘技术装备;提高高炉炉顶煤气压力;减少煤气从炉顶到透平机的压力损失;保持高炉煤气稳定地以最大发生量供给透平机;适当提高TRT煤气入口温度,高炉正常生产状态下（炉顶温度应小于250,在超过350时就要采取打水降温措施）;提高TRT设备运行率;合理优化TRT工艺技术参数使TRT功能与高炉正常生产进行优化匹配。,经济效益分析,一座2000m3高炉如果稳定运行,其TRT系统的运行效率可以达到85%,全年发电量可达0.5亿kWh以上,相当于节约原煤超过3万t。莱钢两座高炉的运行情况分析,安装TRT装置后,每小时可发电3329kW,全年可发电2.8107kWh,按每kWh上网电价0.42元计,每年可获得1176万元的经济效益。该项目投资约3110万元,年运行费用300万元,投资回收期3.5年,每年将给莱钢带来876万元的纯收益。社会效益更是显著：减少噪声污染环境。,六、TRT市场前景,TRT是国际公认的钢铁企业很有价值的二次能源回收装置，高炉炉顶压力大于120kPa(G)的高炉均应配置TRT设备。我国约有高炉1100余座，1000m以上高炉超过170座，4000m以上高炉13座。我国现有400多套TRT设备在运行，约有近90座高炉准备增添TRT设备，仍有相当部分高炉没有使用TRT技术装备，市场前景看好。,东北地区拟建设TRT项目的高炉,辽宁本溪钢铁公司450M3高炉辽宁北台钢铁集团公司450M3高炉五矿营口中板有限责任公司450M3高炉辽宁本溪北台钢铁集团公司530m3高炉辽宁西林钢铁集团公司450m3高炉鞍山钢铁集团公司2600M3高炉鞍山宝得钢铁有限公司450M3高炉抚顺新钢铁有限责任公司450M3高炉中冶京诚(营口)装备技术有限公司580M3高炉营口天盛重工装备有限公司1280m3高炉同轴机组锦州锦兴钢厂488M3高炉本溪北营钢铁（集团）股份有限公司3200m3高炉凌源钢铁股份有限公司1000m3高炉东北特钢集团有限责任公司1260m3高炉黑龙江建龙钢铁有限公司500m3高炉齐齐哈尔北兴特殊钢450m3高炉同轴机组通化钢铁股份有限公司2260M3高炉吉林明城建龙钢铁公司350M3高炉通钢集团吉林钢铁有限责任公司1800m3高炉汽动通钢集团吉林钢铁有限责任公司1800m3高炉电拖,山东省拟建设TRT项目的高炉,山东传洋集团有限公司450m3高炉同轴机组山东青岛钢铁公司380M3高炉山东青岛银钢公司507M3高炉改造山东华盛江泉有限公司450M3高炉山东莱钢永锋钢铁有限公司1000m3高炉莱芜钢铁集团2000M3高炉山东阳谷钢铁有限公司450m3高炉山东潍坊华奥钢铁有限公司1186m3高炉山东济南钢铁有限公司1750m3高炉山东日照钢铁公司500M3高炉山东富伦钢铁有限公司1350M3高炉山东隆盛钢铁有限公司580M3高炉山东富凯不锈钢有限公司450m3山东省冶金设计院有限责任公司(印度电钢总公司（EIL）)150万吨山东广富集团有限公司460m3高炉山东泰山钢铁集团有限公司1780m3高炉山东隆盛钢铁有限公司630M3高炉山东石横特钢集团有限公司1080M3高炉山东寿光巨能特钢有限公司1250M3高炉山东北金集团隆盛钢铁有限公司1080M3高炉唐山东海钢铁集团有限公司1350M3高炉同轴机组日照钢铁有限公司1080m3高炉日照壶东贸易有限公司630m3高炉济钢集团闽源钢铁公司550M3高炉济南钢铁股份有限公司2066m3高炉潍坊钢铁集团有限公司1300M3高炉,内蒙古拟建设TRT项目的高炉,内蒙托克托县特种无缝钢铁450m3高炉内蒙古万华铸件有限公司450m3内蒙古包钢钢联股份有限公司2500m高炉(包钢集团设计研究院(有限公司)乌海市包钢万腾钢铁有限责任公司1166m3高炉包头市宝鑫特钢有限责任公司488m3高炉同轴机组中冶东方工程技术有限公司包头钢铁设计研究院(印度ESSAR钢铁有限公司)2200m3高炉包头市大安钢铁有限责任公司480m3内蒙古万华铸件有限公司450m3内蒙古包钢钢联股份有限公司2500m高炉(包钢集团设计研究院(有限公司)包头市吉宇钢铁有限责任公司660M3高炉同轴机组阿拉善盟泰宇冶炼有限公司450m高炉乌兰浩特钢铁有限责任公司503m3高炉赤峰远联钢铁有限责任公司1280M3高炉齐齐哈尔北兴特殊钢450m3高炉同轴机组,河北省（除唐山市）拟建设TRT项目的高炉,平山县敬业冶炼有限公司31000m3河北石家庄钢铁公司420M3高炉邢台龙海钢铁集团有限公司1080m3高炉中冶京诚(承德新新钒钛)2500M3高炉承德新新钒钛股份有限公司2500m3高炉承德建龙特殊钢有限公司1300m3高炉承德盛丰钢铁有限公司650m3高炉承德盛丰钢铁有限公司650m3高炉德龙钢铁有限公司450m3高炉同轴机组秦皇岛安丰钢铁有限公司1080m3高炉廊坊市洸远金属制品有限公司1080m3高炉同轴机组,山西省拟建设TRT项目的高炉,山西中升钢铁有限公司1300m3高炉山西立恒钢铁有限公司600m3同轴机组山西太原钢铁公司1600M3高炉山西海鑫钢铁公司600M3高炉山西安泰集团有限公司450m3高炉山西长冶钢铁集团公司1080M3高炉山西美锦钢铁有限公司450m3高炉山西城财钢铁有限公司450M3高炉山西新临钢钢铁公司300M3高炉山西襄