干式TRT在新钢铁高炉的应用.doc

干式TRT在新钢铁高炉的应用【摘 要】对新钢炼铁余压发电实现长周期稳定运行进行了总结。通过采取优化设备和工艺操作参数，大胆实施技术改造，改善煤气参数，加强高炉布袋管理提高煤气质量，加强职工技能培训和演练工作等措施，取得了显著的经济效益。【关键词】高炉 余压发电1.概述冶金企业是全国最大的能源用户，单以用电来说，约占全国总用量的1315%，而高炉又是钢铁企业的能耗大户，占钢铁企业用电的40%左右。从国内外钢铁企业高炉煤气余压透平运行情况看，节能效率和环保效果良好，经济效益和社会效益显著，不但能回收煤气的余压进行高效发电，而且还有效地解决了减压阀组减压时产生的噪音污染和管道振动，对高炉的稳定生产也很有好处。抚顺新钢铁有限责任公司炼铁厂新1#高炉(580m3)，煤气发生量在1.71051.9105Nm3/h，炉顶压力0.1450.155Mpa，炉顶温度210260；高炉煤气净化采用布袋干法除尘系统。为了充分利用高炉煤气的余压，节约能源、降低成本，实现循环经济，公司决定为该座高炉配备首个TRT发电装置。新钢铁余压发电装置从2009年1月份起正式发电投产，从生产至今，已安全运行了一年时间，为集团公司创造了良好的经济效益和社会效益，在生产初期，高炉操作（顶压的控制），热风炉控制（换炉，热风温度和流量的调节），TRT生产调节等工序间的配合较差，TRT人员对设备性能和合理调剂掌握不够，对该系统安全的重要性认识不足，设备本身设置的一些技术参数不合理等，导致发电量一直处于低迷状态，没有充分发挥其发电潜能。通过一段时间的摸索和对基本情况的掌握，炼铁厂3月底果断地采取了一系列管理和技术措施，有效地激发了群体智慧和创新热情，进一步改进了工艺和技术配置中存在的不足，从4月开始，发电量稳定在了一个较好的水平。2.TRT系统工艺流程及试生产情况煤气余压透平发电(TRT)成套设施主要内容包括TRT八大系统和主控楼等配套设施，即TRT透平主机系统、高低压发配电系统、大型阀门系统、液压伺服控制系统、润滑油系统、氮气密封系统、冷却水系统、自动化控制系统。2.1 工艺流程简述高炉煤气净化采用干法布袋除尘工艺，净煤气温度高，含水量、含尘量低，炉容不大，TRT工艺设计采用全量回收法，选用全干式TRT主机，使高炉所产生的煤气能够全量经过透平膨胀机，TRT装置不仅能全部回收高炉煤气的压力能，还能回收煤气的显热，尽可能地转换为电能。由布袋除尘器出来的高压、高温、干燥、洁净的煤气经DN1600煤气管道上的电动三偏心密闭蝶阀、电动插板阀、快速切断阀、调速阀进入透平膨胀机。透平的第一级静叶为可调，用其调节进透平机的煤气流量，并用其控制炉顶压力。通过导流器使煤气转成轴向进入叶栅，煤气在静叶栅和动叶栅组成的流道中不断膨胀作功，压力和温度降低，并转化为动能作用于工作轮使之旋转，工作轮通过联轴带动发电机一起转动而发电。叶栅出口的煤气经过扩压器进行扩压，以提高其背压达到一定值，然后经排气涡壳流出透平，进入减压阀组后的煤气管道。膨胀后的煤气压力约为30Kpa，经过DN1800出口煤气管上电动插板阀、电动蝶阀接入外部高炉煤气管网。TRT系统启动时，为控制煤气流量设DN500的启动阀；当TRT发生故障时，因原有调压阀组不能及时开启，增加1个旁通管，设置两个DN600液动快开阀，在出现重大故障时，紧急切断阀将在小于1s的时间内关闭，此时联锁旁通快开阀(一般约14s)打开，使高压煤气短时间快速泄压至煤气管道低压侧，避免炉顶压力突然升高，同时调压阀组其它阀自动打开，在旁通快开阀慢关时(一般约40s)，调压阀组自动阀逐渐开大，自动调节炉顶压力，炉顶压力转至高炉侧控制，使TRT系统安全脱离高炉煤气系统，保证高炉正常运行。TRT系统与高炉调压阀组并联布置。TRT正常运行时，煤气不经过减压阀组，炉顶压力由TRT调节。流程示意图见图1：图1 流程示意图2.2 试生产情况2.2.1 操作人员技术培训的难度大由于TRT是一个新工艺，一切都是从零开始，培训难度较大，TRT整个工艺系统都是以煤气为工作介质，煤气安全知识的培训显得极为重要，为此能源中心抽调骨干力量对TRT相关人员进行安全培训。工艺操作方面，组织TRT人员及炼铁厂相关工程师到唐山建龙等单位学习TRT的工作原理及操作规程。高炉工长这一方面对TRT反响也很大，主要是原来都是调压阀组手动调压，自己心里有底，现在上了自动调压系统，一时间不能完全适应，主要是担心操作不当，高炉顶压出现波动，给炉况造成影响，经过工程师的专业讲解及投产后的实践证明，有了TRT系统，翻料前后炉顶压力波动更加稳定，对高炉影响小，比原来手动调压效果要好。2.2.2 生产技术难度大2.2.2.1 在试生产期间，高炉顶压波动，一方面影响炉况，另一方面又对TRT造成影响，高炉控制的炉顶温度低，降低了透平机热能膨胀做功，煤气流量低。2.2.2.2 在TRT操作上，出口压力控制过高，生产初期在30Kpa以上，这就减少了进、出口压力差，降低了透平机出力的发挥。2.2.2.3 重故障停机次数频繁，影响生产。一些不合理的检测数据导致重故障停机频繁，如轴位移（0.685mm停机），机壳震动（0.075mm停机）等一些保护参数的设置与实际运用存在一定的不相符合，设备故障多，停机检修次数多。因对设备性能的不熟悉，对重点润滑、维护的设备或部位以及哪些是易耗常备的备件心中没数，如动力油故障系统、阀门系统等。2.2.2.4 高炉工长和TRT人员沟通的不及时、不到位，对于多少顶压情况下，转为手动调节顶压，不光要有数据的理论值，还有根据高炉实际情况来决定，两方面有什么操作一定要事先及时沟通清楚，以便转换时对高炉炉况影响最小。另外TRT人员因为不懂高炉工艺，为追求高发电量，出现过顶压低时要求高炉提高顶压以提高发电量的问题，而高炉顶压的设置多少是根据当时炉况决定的，不能因为只单单考虑发电量而不顾炉况的顺行与否，颠倒了主次关系。3.降低设备故障率 优化工艺参数 3.1 工艺操作3.1.1 在确保高炉正常生产的前提下，尽量多发电。（高炉减压阀组上保留有直通管道（200mm），建议将其密封，发电功率还可进一步提高）。3.1.2 推进炉况稳定操作，稳定顶压，不以调顶压作为缓解压力波动的手段。3.1.3 减少炉顶打水次数。3.2 改进设计不足3.2.1 发电机机壳振动原设定0.075mm紧急停车，现在改为报警，发生此情况，值班人员未发现其它问题时候可报给技术人员，若此时电机轴温、轴振均发现异常情况，可紧急停机。3.2.2 调整报警的轴承温度，透平机前、后轴承温度原为70报警，75紧急停机；发电机前轴、后轴承温度原为75报警，80紧急停机，现均改为72报警。值班人员若在运行中发现温度升高，达到报警值，通知技术人员做进一步确认，若温度继续升高，振动发生变化，值班人员可认为停机；若达到100，则可按下紧急停机按钮。3.2.3 煤气泄露量超标探测，CO超标，原为声光报警紧急停车，现改为只声光报警。发生此情况，值班人员立即携带CO检测仪、氧气呼吸器到现场检查是否有煤气泄露情况，若确认煤气泄露严重，则采取相应措施或认为停机，情况紧急可按下紧急停车按钮。3.2.4 煤气泄露量超标探测粉尘检测浓度超标，由以前超标停车，改为声光报警。3.2.5 零序过电压保护：原作用于跳闸，现在将设定值改大，时间延长。通过这些工艺操作的修改和修正，TRT重故障停机大大减少，提高了设备的运转率。见表1。表1 TRT重故障停机及设备运转率统计表时间率重故障停机率设备运转1月7.5%85%2月8.0%84%3月5.8%90%4月5.1%92%5月1.3%97%6月0%100%7月0%100%8月0%100%9月0%100%10月1.2%96%11月0%100%3.3 其它3.3.1 高炉休风时，需与TRT取得联系，并发出休风信号，顶压下调到 临界值 时联系TRT做停机准备工作；遇紧急休风，TRT可通过液压快速切断阀（快关0.5-1s可调，可游动）保护设备。3.3.2 恢复炉况过程中，顶压达到 临界值 以上时，通知TRT操作员开启TRT，并打TRT申请启动、投运信号2DO。3.3.3 TRT上线后对净煤气质量有了更高的要求，因此要求高炉加强原燃料筛分，设专人或卷称工轮流看管振筛，及时清理振筛粘结，确保减少粉尘入炉。3.4 布袋方面的改进操作3.4.1 增加重力灰放灰次数，从每天放灰一次改为每12小时放灰1次，避免重力积灰过多影响，大颗粒吹进布袋。3.4.2 改变现有布袋放灰制度，坚持每个箱体每天都进行放灰。3.4.3 增加布袋检漏工作频次，建立检漏记录，必保煤气洁净。3.4.4 具备条件情况下，清理管道积灰。经过上面一系列的改进和优化参数，从4月份开始发电量有了较大的上升，并且稳定在一个较好的水平。具体指标见图1。 图1 2009年1-11月份TRT发电量，万KWh4.技术经济指标分析抚顺新钢铁有限责任公司TRT工程采用全干式高炉煤气透平膨胀机组，TRT发电机额定容量为4500KW，按照目前月平均发电量1.54*106KWh计算，电的单价为0.51元/ KWh，一年的营业收入约为890万元。5.结束语本文主要介绍了新钢铁新1#高炉的TRT使用情况及技术参数，并就如何提高发电量作出了一些如提高顶压等措施来进一步提升发电量，另外在获得提高发电量基础上只有正确操作才能保护TRT设备的运行安全，真正做到为公司节能降耗。TRT系统在公司投运时间尚短，这