TRT技术在马钢的应用
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[ 30] Wei He. Dynamic model for molten carbonate fuel cell pow er- generation systems[ J] . Energ y convers, 1998, 39 ( 8) : 775- 783.
[ 31] Achenbach EE. T hree- dimensional and time- dependent simulation of a planar solid ox ide fuel cell stack [ J] . Power Sour ces, 1994, 49: 333- 348.
2001. 2
155802
149098
63723
166198
152806
338. 4
358. 92
99. 18
450. 74
419. 94
21. 72
24. 07
15. 56
27. 12
27. 48
101. 52
107. 68
29. 75
135. 22
125. 98
2001. 3 170663 407. 7 23. 89 122. 31
# 264 #
便地切换到减压阀组调压的运行方式。为适应处理 T RT 运 行 中 紧 急 切 断 煤 气 与 甩负 荷 时 需 要, 在 T RT 系统中还设有与减压阀组并联的旁通快开阀 ( 液压伺服控制) , 从进口插板阀与紧急快切阀之间 接出管道, 连通到出口插板阀与透平出口管道之间。 1 号高炉 T RT 系统的设备配置和运行参数见表 1, 系统所用的透平为 T P3300/ 2. 36 ) 1. 136 湿式轴流 二级静叶可调式透平。
Electron, 1990, 37( 5) : 378- 386. [ 34 ] Sasaki A , M atsumoto S, Fujitsuka M , Shinoki T ,
T anaka T . Ohtsuki CO2 reco ver y in molten carbonate fuel cell system by pressure sw ing adsorption [ J] . IEEE T ransactio n on J Energy Conversion, 1993, 81 ( 3) : 26- 32. [ 35] O kada T atsunor i, Hiromu M iyazaki, M asayuki T anaka, T oshihide N ar ita, Sanyu O htsuki. Jitsuji study of temperatur e control in indirect internal r eforming M CFC stack[ J] . Proceeding s of the I ntersociety Energ y Conversion Engineer ing Conference, 1990, 3: 2072 12 . [ 36 ] Fukuzaw a, M itsunor i Cao, Guangyi, M asubuchi, M asamic. Control of M CFC by feedback linearizat ion technique[ A ] . T r ansact ions o f the Japan So ciety of M echanical Engineers[ C] . Nippon, 1996, Pastc: 4270 - 4275. [ 37] K im Yoon-Ho, K im Sang- Sun. A n electr ical modeling and fuzzy log ic control of a fuel cell generation system [ J] . I EEE T ransactions on Energy Conv ersion, 1999. 14: 239- 244. [ 38] Nishitani H, et al. Dy namic simulation of large systems [ J] . International chemical Eng ineering, 1993, 133( 2) : 298- 306.
[ 27] Sasaki A, M atsumoto S, T anaka T , Ohtsuki J. Dynamic char acteristics of a molten car bonate fuel cell stack, Decision and Control [ A ] . Pr oceedings of the 27th IEEC Conference on[ C] , 1988, 2: 1044- 1049.
2 经济效益
通过 8 个月不断地摸索经验和技术攻关, 马钢 1# 高炉 T RT 机组的运行率和发电量正逐步提高 ( 见表 2) , 从 2000 年 9 月到 2001 年 4 月仅八个月的 时间累计发电量 2658. 88 万 kWh, 以现有电价 0. 30
元/ kWh 计算, 创造效益 797. 66 万元, 获得了显著 的经济效益。
与评价。
关键词: 高炉; T RT ; 高炉煤气; 透平
中图分类号: T M 619
文献标识码: B
文章编号: 1000- 6656( 2001) 06- 0264- 02
Application of TRT Technology in MAGANG
DAO Fei, CAO Qu- quan ( M aanshan Iron and Steel Co . L td. M aanshan, Anhui 243000, China)
[ 28] Yamaguchi, et al. I EEE transaction on industrial electronics[ J] , 1990, 64( 6) : 375- 386.
[ 29] He W . A simulation model for integ rated molten carbonate fuel cell systems[ J] . Power Sources, 1994, 49: 283- 290.
( 3) 国产 T RT 占地小、投资少、上马快、回收期 短, 市场前景非常可观。
月份 产量( t) 发电量( 万 kWh) 吨铁发电量( kW h/ t) 效益( 万元)
2000. 9 139286
197 14. 14 59. 1
表 2 马钢 1# 高炉 TRT 经济运行一览表
2000. 10 2000. 11 2000. 12 2001. 1
T RT 是高炉煤气余压回收透平发电装置( Blast F urnace T op- perssure recovery T urbine Unit) 的简 称, 在国内外已广泛使用。T RT 装置在保证高炉正 常运行, 稳定炉顶压力的前提下, 充分利用高炉炉顶 煤气的压力能( 马钢 1# 高炉为 180kPa 左右) 和热 能, 通过透平膨胀做功, 带动发电 机将其转化为电 能, 回收了高炉减压阀组节流而消耗的能量, 并消除 了噪音, 是具有高效益的节能投资项目。
3 结论及今后发展的方向
( 1) T RT 技术 在马钢 的应 用实践 证明, 国 内 T RT 技术已日趋成熟, 经济效益显著, 节能和环保 意义深远, 具有广阔的发展前景。
( 2) T RT 是一个技术较复杂, 系统性很强的工 艺, 因此要严把设计和设备选型质量关, 这是直接影 响 TRT 运行安全和创造效益的关键, 也是确保 T RT 整体性能的关键。
第 22 卷第 6 期 2001 年 12 月
成果与经验
能源技术 ENERGY T ECHNOL OGY
V ol. 22 No. 6 Dec. 2001
TRT 技术在马钢的应用
陶 飞1, 曹曲泉2 ( 1. 马钢股份公司第四炼铁厂 243000; 2. 马钢股份公司设备部 243000)
摘 要: 介绍了马钢四铁厂 1 号高炉 T RT 系统工艺流程与技术特点, 并对系统效益作了分析
马钢四铁厂与武汉钢铁设计院、陕西鼓风机( 集 团) 有 限公司 合作, 2000 年 9 月建 成装 机容 量为 10MW 的 T RT 装置一套。该装置投运以来运行良 好, 是迄今 为止国 内 T RT 建设 工期 最短、上马最 快、收效最好的范例。
1 工艺流程及技术
马钢 1# 高炉的 T RT 系统主要由透平主机液 压控制、给排水、氮气密封、管道阀门等系统以及过 程监控和发配电系统等组成。来自炉顶的高压高炉 煤气经重力除尘器分两路, 进入 T RT 透平的煤气 管道, 再经入口电动蝶阀和启动阀、内藏式文丘里管 流量计、进口插板阀、紧急切断阀、可调静叶, 进入透 平膨胀做功并推动透平旋转带动同轴连接的电机转 换为电能。膨胀做功后的煤气经出口插板阀、减压 阀组、再回到原煤气系统, 炉顶压力由透平静叶进行 控制, 在高炉低压运行或 T RT 故障时, 可以安全方
实现静叶启动, 减少煤气压力损失, 提高效率。首次 采用的新技术, 除了透平本身的迷宫式密封外, 还在 透平进气侧( 出气侧) 轴承座( 箱) 与透平进( 出) 端之 间装有一个组合螺旋 密封。正常 运行时油封压力 ( 油压 0. 07M Pa) 大于直筒气封压力( N2 压力 0. 030. 04M Pa) , 气封压力大于平衡管煤气压力( 煤气压 力 0. 0110. 013M Pa) , 使系统更加安全可靠。
从马钢 1# 高炉应用 T RT 的效果可以看出( 见 表 1) , 无论是在安全可靠性、设备使用寿命, 还是在 顶压控制水平、发电效率、运行管理等方面均已达到 先进水平。T RT 技术已经比较成熟, 可以实现静叶 对高炉炉顶压力的全面控制, 并能做到基本关闭, 并
陶 飞等: T RT 技术在马钢的 应用
2001. 4 167943
387 23. 04 116. 1
合计 1165519 2658. 88
22. 81 797. 66
( 上接第 240 页)
[ 26] Watanabe T , Yoshihiro Mugikur a, et al. Mo deling analysis on molten carbonate fuel cells ans stacks[ J] . T rans of the Japan society of mechanical engineers, 1986, 52: 3335.
# 265 #
表 1 马钢 1# 高炉 TRT 系统一览表
项目 高炉容积, m3
马钢 1# 高炉 TRT
2500
项目 进口流量, m3/ h
马钢 1# 高炉 T RT
31. 42
工作介质
高炉煤气
进口温度, e
45
额定功率, kW7410出源自压力, kPa112. 35
最大功率, kW 发电机容量, kW
9100 10000
[ 32] Alkasab K A, L u CY . I nternational Journal o f Energ y Systems[ J] , 1985, 5( 1) : 17- 23.
[ 33] Y amaguchi M , et al. Analysis of co ntrol charact eristics using fuel cell plant simulator [ J] . I EEE T rans Ind
转速, r/ min 发电效率, %
3000 86
进口密度, kg/ m3 进口压力, k Pa
2. 671 231. 35
发电量1) , 万 kWh 吨铁发电量, kWh/ t
2658. 88 22. 81
1) 2000 年 9 月到次年 4 月累计的发热量
T RT 装置运行的关键, 一是必须保证高炉正常 运行; 二是要确保 T RT 装置安全可靠。
[ 31] Achenbach EE. T hree- dimensional and time- dependent simulation of a planar solid ox ide fuel cell stack [ J] . Power Sour ces, 1994, 49: 333- 348.
2001. 2
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63723
166198
152806
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99. 18
450. 74
419. 94
21. 72
24. 07
15. 56
27. 12
27. 48
101. 52
107. 68
29. 75
135. 22
125. 98
2001. 3 170663 407. 7 23. 89 122. 31
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便地切换到减压阀组调压的运行方式。为适应处理 T RT 运 行 中 紧 急 切 断 煤 气 与 甩负 荷 时 需 要, 在 T RT 系统中还设有与减压阀组并联的旁通快开阀 ( 液压伺服控制) , 从进口插板阀与紧急快切阀之间 接出管道, 连通到出口插板阀与透平出口管道之间。 1 号高炉 T RT 系统的设备配置和运行参数见表 1, 系统所用的透平为 T P3300/ 2. 36 ) 1. 136 湿式轴流 二级静叶可调式透平。
Electron, 1990, 37( 5) : 378- 386. [ 34 ] Sasaki A , M atsumoto S, Fujitsuka M , Shinoki T ,
T anaka T . Ohtsuki CO2 reco ver y in molten carbonate fuel cell system by pressure sw ing adsorption [ J] . IEEE T ransactio n on J Energy Conversion, 1993, 81 ( 3) : 26- 32. [ 35] O kada T atsunor i, Hiromu M iyazaki, M asayuki T anaka, T oshihide N ar ita, Sanyu O htsuki. Jitsuji study of temperatur e control in indirect internal r eforming M CFC stack[ J] . Proceeding s of the I ntersociety Energ y Conversion Engineer ing Conference, 1990, 3: 2072 12 . [ 36 ] Fukuzaw a, M itsunor i Cao, Guangyi, M asubuchi, M asamic. Control of M CFC by feedback linearizat ion technique[ A ] . T r ansact ions o f the Japan So ciety of M echanical Engineers[ C] . Nippon, 1996, Pastc: 4270 - 4275. [ 37] K im Yoon-Ho, K im Sang- Sun. A n electr ical modeling and fuzzy log ic control of a fuel cell generation system [ J] . I EEE T ransactions on Energy Conv ersion, 1999. 14: 239- 244. [ 38] Nishitani H, et al. Dy namic simulation of large systems [ J] . International chemical Eng ineering, 1993, 133( 2) : 298- 306.
[ 27] Sasaki A, M atsumoto S, T anaka T , Ohtsuki J. Dynamic char acteristics of a molten car bonate fuel cell stack, Decision and Control [ A ] . Pr oceedings of the 27th IEEC Conference on[ C] , 1988, 2: 1044- 1049.
2 经济效益
通过 8 个月不断地摸索经验和技术攻关, 马钢 1# 高炉 T RT 机组的运行率和发电量正逐步提高 ( 见表 2) , 从 2000 年 9 月到 2001 年 4 月仅八个月的 时间累计发电量 2658. 88 万 kWh, 以现有电价 0. 30
元/ kWh 计算, 创造效益 797. 66 万元, 获得了显著 的经济效益。
与评价。
关键词: 高炉; T RT ; 高炉煤气; 透平
中图分类号: T M 619
文献标识码: B
文章编号: 1000- 6656( 2001) 06- 0264- 02
Application of TRT Technology in MAGANG
DAO Fei, CAO Qu- quan ( M aanshan Iron and Steel Co . L td. M aanshan, Anhui 243000, China)
[ 28] Yamaguchi, et al. I EEE transaction on industrial electronics[ J] , 1990, 64( 6) : 375- 386.
[ 29] He W . A simulation model for integ rated molten carbonate fuel cell systems[ J] . Power Sources, 1994, 49: 283- 290.
( 3) 国产 T RT 占地小、投资少、上马快、回收期 短, 市场前景非常可观。
月份 产量( t) 发电量( 万 kWh) 吨铁发电量( kW h/ t) 效益( 万元)
2000. 9 139286
197 14. 14 59. 1
表 2 马钢 1# 高炉 TRT 经济运行一览表
2000. 10 2000. 11 2000. 12 2001. 1
T RT 是高炉煤气余压回收透平发电装置( Blast F urnace T op- perssure recovery T urbine Unit) 的简 称, 在国内外已广泛使用。T RT 装置在保证高炉正 常运行, 稳定炉顶压力的前提下, 充分利用高炉炉顶 煤气的压力能( 马钢 1# 高炉为 180kPa 左右) 和热 能, 通过透平膨胀做功, 带动发电 机将其转化为电 能, 回收了高炉减压阀组节流而消耗的能量, 并消除 了噪音, 是具有高效益的节能投资项目。
3 结论及今后发展的方向
( 1) T RT 技术 在马钢 的应 用实践 证明, 国 内 T RT 技术已日趋成熟, 经济效益显著, 节能和环保 意义深远, 具有广阔的发展前景。
( 2) T RT 是一个技术较复杂, 系统性很强的工 艺, 因此要严把设计和设备选型质量关, 这是直接影 响 TRT 运行安全和创造效益的关键, 也是确保 T RT 整体性能的关键。
第 22 卷第 6 期 2001 年 12 月
成果与经验
能源技术 ENERGY T ECHNOL OGY
V ol. 22 No. 6 Dec. 2001
TRT 技术在马钢的应用
陶 飞1, 曹曲泉2 ( 1. 马钢股份公司第四炼铁厂 243000; 2. 马钢股份公司设备部 243000)
摘 要: 介绍了马钢四铁厂 1 号高炉 T RT 系统工艺流程与技术特点, 并对系统效益作了分析
马钢四铁厂与武汉钢铁设计院、陕西鼓风机( 集 团) 有 限公司 合作, 2000 年 9 月建 成装 机容 量为 10MW 的 T RT 装置一套。该装置投运以来运行良 好, 是迄今 为止国 内 T RT 建设 工期 最短、上马最 快、收效最好的范例。
1 工艺流程及技术
马钢 1# 高炉的 T RT 系统主要由透平主机液 压控制、给排水、氮气密封、管道阀门等系统以及过 程监控和发配电系统等组成。来自炉顶的高压高炉 煤气经重力除尘器分两路, 进入 T RT 透平的煤气 管道, 再经入口电动蝶阀和启动阀、内藏式文丘里管 流量计、进口插板阀、紧急切断阀、可调静叶, 进入透 平膨胀做功并推动透平旋转带动同轴连接的电机转 换为电能。膨胀做功后的煤气经出口插板阀、减压 阀组、再回到原煤气系统, 炉顶压力由透平静叶进行 控制, 在高炉低压运行或 T RT 故障时, 可以安全方
实现静叶启动, 减少煤气压力损失, 提高效率。首次 采用的新技术, 除了透平本身的迷宫式密封外, 还在 透平进气侧( 出气侧) 轴承座( 箱) 与透平进( 出) 端之 间装有一个组合螺旋 密封。正常 运行时油封压力 ( 油压 0. 07M Pa) 大于直筒气封压力( N2 压力 0. 030. 04M Pa) , 气封压力大于平衡管煤气压力( 煤气压 力 0. 0110. 013M Pa) , 使系统更加安全可靠。
从马钢 1# 高炉应用 T RT 的效果可以看出( 见 表 1) , 无论是在安全可靠性、设备使用寿命, 还是在 顶压控制水平、发电效率、运行管理等方面均已达到 先进水平。T RT 技术已经比较成熟, 可以实现静叶 对高炉炉顶压力的全面控制, 并能做到基本关闭, 并
陶 飞等: T RT 技术在马钢的 应用
2001. 4 167943
387 23. 04 116. 1
合计 1165519 2658. 88
22. 81 797. 66
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[ 26] Watanabe T , Yoshihiro Mugikur a, et al. Mo deling analysis on molten carbonate fuel cells ans stacks[ J] . T rans of the Japan society of mechanical engineers, 1986, 52: 3335.
# 265 #
表 1 马钢 1# 高炉 TRT 系统一览表
项目 高炉容积, m3
马钢 1# 高炉 TRT
2500
项目 进口流量, m3/ h
马钢 1# 高炉 T RT
31. 42
工作介质
高炉煤气
进口温度, e
45
额定功率, kW7410出源自压力, kPa112. 35
最大功率, kW 发电机容量, kW
9100 10000
[ 32] Alkasab K A, L u CY . I nternational Journal o f Energ y Systems[ J] , 1985, 5( 1) : 17- 23.
[ 33] Y amaguchi M , et al. Analysis of co ntrol charact eristics using fuel cell plant simulator [ J] . I EEE T rans Ind
转速, r/ min 发电效率, %
3000 86
进口密度, kg/ m3 进口压力, k Pa
2. 671 231. 35
发电量1) , 万 kWh 吨铁发电量, kWh/ t
2658. 88 22. 81
1) 2000 年 9 月到次年 4 月累计的发热量
T RT 装置运行的关键, 一是必须保证高炉正常 运行; 二是要确保 T RT 装置安全可靠。