一、技術(shù)名稱：大型高爐長周期高效運(yùn)行的干式TRT裝置
二、技術(shù)所屬領(lǐng)域及適用范圍：鋼鐵行業(yè)-高爐煤氣余壓余熱發(fā)電
三、與該技術(shù)相關(guān)的能耗及碳排放現(xiàn)狀
冶金工業(yè)的持續(xù)發(fā)展需要采用高效、節(jié)能、環(huán)保的TRT裝置，以節(jié)約能源，減少浪費(fèi)，降低成本，提高效益。干式TRT是為了適應(yīng)冶金高爐干式除塵系統(tǒng)而研制的新一代產(chǎn)品，是鋼鐵產(chǎn)業(yè)發(fā)展的必然選擇。
干式TRT發(fā)電功率比濕式高30%以上，噸鐵回收電量約50kWh；提高煤氣熱值40℃-90℃；可使?fàn)t頂壓力波動(dòng)穩(wěn)定在±2kPa以下; 可實(shí)現(xiàn)全自動(dòng)遠(yuǎn)程一鍵式自動(dòng)控制模式。目前該技術(shù)可實(shí)現(xiàn)節(jié)能量46萬tce/a，CO2減排約123萬t/a。
四、技術(shù)內(nèi)容
1.技術(shù)原理
能量回收透平裝置(簡稱TRT)是世界公認(rèn)的鋼鐵企業(yè)重大能量回收裝置。它是利用高爐爐頂煤氣的余壓余熱，把煤氣導(dǎo)入透平膨脹機(jī)，使壓力能和熱能轉(zhuǎn)化為機(jī)械能，驅(qū)動(dòng)發(fā)電機(jī)發(fā)電的一種能量回收裝置。
干式煤氣透平，是為了適應(yīng)高爐干式除塵系統(tǒng)而研制開發(fā)的新一代余壓透平，它能充分利用高爐煤氣原有的熱能，最大限度地利用煤氣壓力能來進(jìn)行發(fā)電，在高爐爐容相同的條件下，干法比濕法的回收功率可提高30% -40%以上。這主要是進(jìn)透平機(jī)前的氣態(tài)參數(shù)發(fā)生了變化，煤氣濕式凈化后的溫度，一般在50℃左右，而煤氣干式凈化后的溫度一般在120℃-230℃之間，兩者之差為70℃-180℃左右，且壓力損失小，阻損一般為5kPa，甚至更低。由于干式TRT的煤氣溫度提高，阻損降低，煤氣熱焓提高，透平做功的能力也相對(duì)提高。
2.關(guān)鍵技術(shù)
（1）TRT專用氣動(dòng)、強(qiáng)度計(jì)算程序
TRT專用氣動(dòng)計(jì)算程序充分考慮到高爐煤氣大流量、低壓力、頻繁波動(dòng)及含塵等工況特性，提高透平效率；采用不平衡響應(yīng)法等先進(jìn)的強(qiáng)度設(shè)計(jì)理論，整個(gè)轉(zhuǎn)子系統(tǒng)的計(jì)算結(jié)果能夠真實(shí)模似轉(zhuǎn)子在各種條件下振幅的變化情況，確保安全可靠運(yùn)行。
（2）干式TRT專用葉型
解決TRT通道積灰和磨蝕是葉型設(shè)計(jì)成敗的關(guān)鍵，積灰往往發(fā)生在容易產(chǎn)生附面層分離及旋渦的部位，采用干式TRT專用葉型，可防止積灰又可增加氣流膨脹通道長度，提高葉片強(qiáng)度，改善變工況特性。
（3）系統(tǒng)成套技術(shù)
成套機(jī)組多，產(chǎn)品范圍廣，配置型式多樣，機(jī)組成套技術(shù)先進(jìn)、可靠，具有豐富的系統(tǒng)解決問題的經(jīng)驗(yàn)和能力；陜鼓依托TRT系統(tǒng)為核心，以成套技術(shù)為紐帶，運(yùn)用現(xiàn)代項(xiàng)目管理方法，將主導(dǎo)產(chǎn)品與配套設(shè)備有機(jī)結(jié)合，形成以用戶單項(xiàng)工程為核心，整體成套設(shè)計(jì)供貨、安裝調(diào)試的優(yōu)勢，向用戶提供完善的整體服務(wù)。
（4）高精度頂壓穩(wěn)定控制技術(shù)
3H-TRT系統(tǒng)是陜鼓集團(tuán)公司擁有自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的新一代高爐煤氣壓差能量回收系統(tǒng)，系統(tǒng)通過采用具有國際領(lǐng)先水平的STPC技術(shù)對(duì)高爐頂壓進(jìn)行高精度智能控制，可使?fàn)t頂壓力穩(wěn)定在±2kPa以下，大大低于以往控制頂壓±5kPa的范圍; 當(dāng)頂壓高精度穩(wěn)定控制時(shí)，可升高高爐頂壓的設(shè)定值（可提高3%-8%），增大高爐送風(fēng)的質(zhì)量流量，從而提高高爐的利用系數(shù)，降低焦比。
（5）粉塵在線監(jiān)測裝置
通過對(duì)布袋除塵效果的控制及在線檢測除塵效果，實(shí)時(shí)檢測機(jī)組的運(yùn)行條件和運(yùn)行狀況，預(yù)測、預(yù)防、預(yù)報(bào)高爐煤氣含塵量濃度大小并對(duì)機(jī)組的運(yùn)行提出合理化建議，確保機(jī)組長周期安全運(yùn)行。
（6）靜葉可調(diào)技術(shù)
高爐煤氣透平裝置采用靜葉可調(diào)，不僅能夠擴(kuò)大工況范圍、提高效率和回收功率，而且可以更好的控制爐頂壓力，減少壓力波動(dòng)。陜鼓不僅擁有一級(jí)靜葉可調(diào)技術(shù)，并且研究開發(fā)出了全靜葉可調(diào)的技術(shù)并獲國家專利，進(jìn)一步提高了透平的變工況效率，拓寬了裝置的工作范圍，同時(shí)，透平的第一級(jí)靜葉可實(shí)現(xiàn)全關(guān)閉，沖動(dòng)轉(zhuǎn)速較小。在入口蝶閥、緊急切斷閥全開時(shí)，利用靜葉可使透平平穩(wěn)啟動(dòng)和停機(jī)，并完成自動(dòng)升速、自動(dòng)并網(wǎng)、自動(dòng)升功率和自動(dòng)控制爐頂壓力。
（7）自動(dòng)控制技術(shù)
全自動(dòng)控制，遠(yuǎn)程一鍵式自動(dòng)控制模式，全部過程實(shí)現(xiàn)自動(dòng)升速、自動(dòng)投勵(lì)磁、自動(dòng)升電壓、自動(dòng)并網(wǎng)、自動(dòng)升功率和自動(dòng)控制爐頂壓力一鍵操作，可實(shí)現(xiàn)無人操作、無人執(zhí)守。
3.工藝流程
高爐煤氣經(jīng)重力除塵器、干式除塵器（一般為布袋除塵器）兩次除塵后，在減壓閥組前經(jīng)過入口蝶閥、入口插板閥、快速切斷閥進(jìn)入透平膨脹機(jī)膨脹做功驅(qū)動(dòng)發(fā)電機(jī)發(fā)電，膨脹后的高爐煤氣壓力約為10kPa，經(jīng)過出口插板閥、出口蝶閥進(jìn)入減壓閥組后的煤氣總管道去工藝。高爐爐頂壓力通過改變透平靜葉的工作角度來控制，滿足機(jī)組變工況的要求。工藝流程見圖1。
五、主要技術(shù)指標(biāo)
干式TRT用于采用干法除塵工藝中高爐煤氣的能量回收，經(jīng)干法除塵后的高爐煤氣一般為150℃-250℃左右，壓力損失約5kPa左右，含塵量5mg/m3 左右。
1.大幅提升TRT回收功率：干式除塵器的出口煤氣溫度高、壓力損失小，因此發(fā)電功率比濕式高30%以上，噸鐵回收電量約50kWh。
2.除塵效率高：干式除塵系統(tǒng)除塵阻力損失�。袷阶钃p約15 kPa
-45kPa，干式阻損約2 kPa
-5kPa），并在運(yùn)行中通過脈沖反吹布袋除塵技術(shù)，實(shí)現(xiàn)除塵連續(xù)性；干的粉塵還可以再利用。
3.節(jié)水節(jié)電：干式除塵與濕式除塵相比，生產(chǎn)每噸鐵可節(jié)水約9 噸、節(jié)電約60%-70%。
4.提高煤氣熱值：干式TRT系統(tǒng)排出的煤氣溫度高，所含熱量多、水分低，煤氣的理論燃燒溫度高，可有效提高理論燃燒溫度及熱效率。如用于燒熱風(fēng)爐，高爐熱風(fēng)溫度可提高40-90℃，相應(yīng)降低煉鐵焦比8-16公斤/噸。
六、技術(shù)鑒定、獲獎(jiǎng)情況及應(yīng)用現(xiàn)狀
2003年4月，國產(chǎn)首套干式TRT在杭鋼420m3高爐上率先通過試車考核后正式投運(yùn)，機(jī)組運(yùn)行良好，干式TRT 應(yīng)用取得重大突破。并已經(jīng)在寶鋼、萊鋼、安鋼等4000m3以上大高爐得到應(yīng)用，效果顯著。
七、典型應(yīng)用案例
典型用戶及應(yīng)用案例（應(yīng)用單位、節(jié)能改造情況、節(jié)能效果和經(jīng)濟(jì)效益概述）
應(yīng)用單位：上海寶鋼
技術(shù)提供單位：西安陜鼓動(dòng)力股份有限公司
應(yīng)用節(jié)能技術(shù)情況：上海寶鋼1#（5046m3）高爐，采用干式TRT，回收高爐煤氣余壓余熱，透平回收功率達(dá)25000kW左右。目前機(jī)組運(yùn)行情況良好，節(jié)能效果顯著。節(jié)能效果分析：采用干式TRT后，回收功率達(dá)到25000kW，每年按8000小時(shí)計(jì)算，年回收電能25000×8000=20000萬kWh，按節(jié)能效益果計(jì)算（每度電按0.5元計(jì)），預(yù)計(jì)可為用戶節(jié)約費(fèi)用1億元；按照電力折算標(biāo)準(zhǔn)煤等價(jià)系數(shù)計(jì)算，節(jié)能量可達(dá)到6.4萬tce/a，二氧化碳減排量可達(dá)到16.8萬tCO2/a。
八、推廣前景及節(jié)能減排潛力
預(yù)計(jì)未來5年，該技術(shù)在行業(yè)內(nèi)的推廣潛力可達(dá)到70%，總投入12億元，年節(jié)能能力65萬tce/a，減排能力172萬tCO2/a。
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