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高炉煤气余压透平发电装置的设计计算 高炉煤气余压透平发电装置的设计计算 张洪英 （鞍钢设计研究院燃气室，114021） 摘 要 本文介绍了高炉煤气余压透平发电设施的工艺流程，透平发电机的工艺计算，装置布置及安全注意事项。 关键词 余压透平发电 透平发电机出力 工艺流程 经济效 Introduction of Generate Equipment by Blast Furnace Expand Equipment Zhang Hongying （Fuel and Gas Department,Design and Research Institution of AISC, 114021 ） Abstract This article introduces the technical flow of TRT generator equipments,technical calculation of turbine generator ,lacations of equipments and safety notice . Key words TRT ， turbine generator outlet ，technical flow ，economic benefit 1 概述 大中型高炉都采用高压操作，炉顶压力可达 0.25～0.3MPa 。高炉煤气从高炉炉顶逸出时，带有很大的 压力能，为回收这部分能量，设置高炉煤气余压发电装置（TRT ）。高炉煤气余压发电的原理是利用透平膨 胀机将原来损耗在减压阀组上高炉煤气的压力能和一部分潜热能转换为机械能，再通过发电机将机械能变为 电能输送给电网。高炉煤气余压发电不仅回收了高炉煤气一部分能量，减少了噪音，同时改善了高炉顶压的 调节品质，更利于高炉的生产。是冶金行业中公认的节能手段，回收的能量约占高炉风机所需能量的30 ％。 2 工艺流程 TRT 设备一般与煤气清洗系统的调压阀组并联设置，正常运行时将代替调压阀组控制高炉炉顶压力， 所以它和高炉煤气清洗系统的关系特别密切。 从世界各国的发展情况来看，由于高炉煤气余压透平发电装置是一种一不消耗任何燃料、二无污染及公 害的最经济的发电设备。目前，因为干法精除尘设备的发展，余压透平发电装置也已发展到干法电除尘设备。 根据透平结构和煤气净化工艺配备情况，现介绍几种主要的工艺流程。 2.1 轴流冲动式透平—净煤气加热系统 前苏联在 20 世纪 50～60 年代，在采用逆流式洗涤塔及文氏管并以电除尘器做备用的煤气清洗系统时， 由于净煤气温度较低，通过TRT 后，煤气进一步膨胀降温，致使 TRT 经常结冰，因此他们采取了在TRT 前加一个混合式煤气预热器，将入TRT 的煤气温度预热到120℃，再进TRT，不但解决了TRT 内煤气结露 结冰的问题，也提高了TRT 的出力。这时的工艺流程见图1。 此流程虽然发电机多回收一些电能，但水和煤气的能量消耗则超过了多收回的能量。这种带预热器的流 程目前已很少应用。 2.2 径流向心式—半净煤气系统 在高炉由常压操作改为高压操作的过程中，出现了由文式洗涤器、调压阀组和电除尘器组成的煤气清洗 系统，为配合此种清洗系统，出现了半净煤气的TRT 设施，其工艺流程见 2 。 2007 中国钢铁年会论文集 图 1 轴流冲动式透平—净煤气加热系统 图 2 径流向心式—半净煤气系统 人们在生产过程中尽量加大文氏管洗涤器的阻损，减小TRT 入口的煤气含尘，虽然总的能量回收高于 净煤气加热系统，但因灰尘量大，检修频繁，以致减少运转 间，甚至有时影响到生产。所以逐渐被净煤气 系统所代替。新建的高炉很少使用这种系统。 2.3 径流向心式—净煤气系统 目前国内使用最多的湿式双文煤气清洗系统配备湿式轴流反动式煤气透平的流程，是比较典型的工艺流 程。其工艺流程见图3 。 图 3 径流向心式—净煤气系