TRT高炉煤气余压发电系统解析
大型钢铁厂高炉煤气净化与TRT发电系统运行能效状况比较分析_胡建亮
大型钢铁厂高炉煤气净化与TRT发电系统运行能效状况比较分析_胡建亮一、高炉煤气净化系统高炉煤气是在钢铁生产过程中产生的副产品，其中含有大量的煤气、一氧化碳等有害气体。
高炉煤气净化系统的主要目标是将这些有害气体净化处理，以保护环境和提高资源利用率。
高炉煤气净化系统的工作原理是通过一系列的处理步骤将煤气中的有害成分净化除去。
例如，先通过脱硫装置将煤气中的硫化氢去除，再经过除尘设备去除颗粒物，最后通过吸附装置去除一氧化碳等有害气体。
整个过程中需要大量的能源供给，例如电力和天然气等。
二、TRT发电系统TRT发电系统是一种利用高炉煤气余热产生电能的设备。
在高炉煤气净化系统中，煤气经过净化处理后，一部分余热会通过余热锅炉等设备进行回收利用，用于产生高压蒸汽。
通过高压蒸汽推动汽轮机发电，通过发电机产生电能。
TRT发电系统的优点是能够充分利用高炉煤气的余热，将其转化为电能。
这不仅可以满足钢铁厂自身的电力需求，还可以向外供应电能，提高资源利用效率，并降低对传统能源的依赖程度。
三、运行能效状况比较分析高炉煤气净化系统和TRT发电系统在能源利用方面具有不同的特点。
高炉煤气净化系统主要消耗能源，目的是保护环境和提高资源利用效率。
而TRT发电系统通过利用高炉煤气的余热产生电能，可以实现能源的再生利用。
从能效角度来看，TRT发电系统相对高炉煤气净化系统更加高效。
因为高炉煤气净化系统需要消耗大量能源来进行净化处理，而TRT发电系统利用高炉煤气的余热进行发电，可以将部分能源转化为电能，提高了整体的能源利用效率。
此外，TRT发电系统还具有较好的经济效益。
通过将高炉煤气余热转化为电能并向外供应，可以实现电力的自给自足，并有可能进行电力销售，从而带来一定的经济收益。
同时，TRT发电系统还可以减少企业对传统能源的需求，降低能源采购成本。
总结起来，高炉煤气净化系统和TRT发电系统在能效状况上有较大差异。
高炉煤气净化系统是一种保护环境和提高资源利用效率的设备，需要消耗能源进行净化处理；而TRT发电系统通过充分利用高炉煤气的余热产生电能，实现能源的再生利用，具有较好的能效和经济效益。
高炉煤气余压透平发电装置
高炉煤气余压透平发电装置（TRT）TRT——(Blast Furnace Top Gas Recovery Turbine Unit,以下简称TRT) 高炉煤气余压透平发电装置(即TRT)是利用高炉冶炼的副产品——高炉炉顶煤气具有的压力能及热能,使煤气通过透平膨胀机做功,将其转化为机械能。
工艺过程介绍高炉产生的煤气经重力除尘、净化除尘后，两级文氏管，压力为140kPa左右，温度低于200℃。
含尘量小于10mg/Nm3的带一定能量的煤气，经过TRT的进口蝶阀、启动阀、全封闭液压入口插板阀、紧急切断阀和可调静叶进入透平膨胀做功，透平带动发电机发电。
膨胀后的煤气经过全封闭液压出口插板阀，送到减压阀组后的煤气主管道上，进入低压管网。
这样，TRT与减压阀组就形成并联关系，实现对高炉顶压的控制。
在入口插板阀之后、出口插板阀之前，与TRT 并联的地方，有一旁通管及快开慢关旁通阀(简称旁通快开阀)，作为TRT紧急停机时TRT与减压阀之间的平稳过渡之用，以确保高炉炉顶压力不产生大的波动，从TRT和减压阀组出来的低压煤气再送到高炉煤气柜和用户。
TRT的运行工况有启动、正常运行、电动运行、正常停机、紧急停机，能量回收方式分为部分回收方式、平均回收方式和全部回收方式，操作方式分为手动、自动(半自动)、全自动。
发电机出线断路器，接于10KV系统母线上，经当地变电所与电网相连，当TRT运行时，发电机向电网送电，当高炉短期休风时，发电机不解列作电动运行。
TRT装置由透平主机，大型阀门系统，润滑油系统，液压伺服系统，给排水系统，氮气密封系统，高，低发配电系统，自动控制系统八大系统部分组成。
控制系统工作原理高炉炉顶压力不稳，会引起炉内反应的剧烈波动。
炉压高于额定值时，会使炉内煤气气流分布不均，引起崩料，严重时会损坏设备。
而当炉内压力低于额定值时，会引起炉内煤气体积增大，气流压力损失增大，煤气流速上升，使“炉喉”磨损严重。
因此，作为能量回收的TRT设备，投入运行的先决条件是在任何情况下均能保证炉压稳定，即在TRT设备启动、运行和紧急停车时都不能引起炉压过大的波动。
高炉TRT发电
一、概述所谓“TRT”，是国际上对这种节能装置的简称，其英文全称为“Top pressure Recovery Turbine unit”，中文译为炉顶（余）压回收透平，一般更确切的称之为高炉煤气余压回收透平发电机组。
TRT是利用高炉炉顶煤气中的压力能及热能经透平膨胀做功来驱动发电机发电，再通过发电机将机械能变成电能输送给电网，可以回收高炉鼓风能量的30%左右。
TRT装置所发出的电量与高炉煤气的压力和流量有关，一般吨铁发电量为30千瓦时～40千瓦时。
高炉煤气采用干法除尘可以使发电量提高36%，且温度每升高10℃，会使透平机出力提高10%，进而使TRT装置最高发电量可达54千瓦时/吨铁。
该装置的特点是：不消耗任何燃料，是消除噪音污染，无公害的最经济的发电设备，可以代替减压阀组调节稳定炉顶压力。
二、TRT的基本知识1、透平：透平是英文“Turbine”的音译，所谓透平机械（即涡轮机械）泛指具有叶片或叶轮的动力机械。
2、能量回收透平：能量回收透平装置是利用各种工艺气体所具有的压力能、热能，通过一台透平膨胀机膨胀作功，来进行能量回收的一种节能装置。
3、透平的分类：透平机械主要分两大类，一类是作为原动机向外界输出功的透平机械，如汽轮机、燃气轮机、水轮机、TRT等；另一类是作为反原动机需要由外界输入功的透平机械，如透平压缩机、透平式泵等。
另外按气体在透平中的流动方向可分为：径流式透平、轴流式透平及混流式透平；按气动原理可分为反动式和冲动式。
三、TRT的基本结构和工作原理就透平主机而言，典型的TRT主机主要由以下部件构成：1、定子：定子主要包括机壳、静叶及静叶可调机构、盘车装置等，机壳是透平机最重要的承压部件，采用水平剖分式，中分面经过精密加工，以防泄漏，静叶可调机构包括伺服油缸、调节缸、导向环、滑块、曲柄、静叶轴承、叶片承缸等部件，电动盘车装置为手动啮合，当主轴超过一定转速时自动脱开。
2、转子：转子由各级动叶、隔叶块、主轴组成，叶片沿圆周方向装入主轴的叶根槽内，两个叶片之间用隔叶块定位。
TRT高炉煤气余压发电系统课件
TRT高炉煤气余压发电系统课件
不得重复，稿件尽量突出技术介绍，有热安全措施，受保护区，应急预案，工艺流程等内容
一：TRT高炉煤气余压发电系统介绍
TRT高炉煤气余压发电系统是一种技术先进的技术系统，它主要利用高炉煤气余压的工程能量，通过发动机、发电机系统和控制系统发电，以满足高炉变压器或直压抗弧室的电能要求。
该系统可以有效利用高炉煤气余压能，提高炼钢企业的利润，它具有高功率，低耗能，易于操作和安装等优点，在各大炼钢企业中得到了广泛的应用。
二：TRT高炉煤气余压发电系统技术特性
1、TRT高炉煤气余压发电系统采用高炉煤气余压能源，技术特性显著。
2、TRT高炉煤气余压发电系统采用调压阀、回收阀、放气阀、止回阀、汽缸、失效保护装置等工程设备，控制发电效率及安全性。
3、TRT高炉煤气余压发电系统严格按照安全设计标准设计，提供安全可靠的数据保障。
4、TRT高炉煤气余压发电系统采用国内外最新技术，配备先进的控制系统，实现自动控制发电。
三：TRT高炉煤气余压发电系统安全性。
3200m3高炉TRT发电系统安装细节分析
3200m3高炉TRT发电系统安装细节分析摘要：本文作者介绍了TRT发电系统的组成，针对发电系统施工中采用的技术标准和施工方法及发电机安装质量标准的要求进行了详细的阐述。
关键词：3200m3高炉TRT发电系统安装细节要求1 工程概况3200m3高炉TRT发电系统，利用高炉煤气余热发电，最大发电量为16200kW，平均发电量为12100kW。
发电机组以10.5kV 电压送往炼铁区域变电所，并与系统并网。
并网点设置在TRT发电机侧。
发电机经出线断路器接到10KV 母线上。
发电系统低压配电柜的工作电源由高炉中控电气室（200KW）提供。
TRT发电机系统主要有自动控制系统&液压系统、润滑系统、给排水系统&密封系统组成。
发电系统主要的电气设备见表1。
发电系统处于爆炸危险环境，电气设备安装质量应符合GB50257-96《电气装置安装工程爆炸和火灾环境电气装置施工及验收规范》的要求，特别需要强调以下两点：（1）油站内所有电气线路的保护管暗敷到设备附近后，明敷或穿金属软管到设备接线端子盒，全程密封。
（2）煤气管道做好防雷和防静电接地，管道的始端、终端、分支处、转角处以及在直线部分每隔100m处予以接地。
管道支架每隔200m～300m均应与管道连接。
管道所有的接头如阀门、法兰盘等，应用金属线跨接（接地电阻≤10Ω）。
3200m3高炉余压发电机型号为QF2—15—2、1；电压为10.5KV功率为15MW、额定电流为1030A、转速为3000r/min、总重达67t由上海汽轮发电机有限公司制造。
TRT发电机组安装在主控楼旁边的厂房内（爆炸环境），厂房分上下两层建筑结构，第一层发电小室为发电机的出线间，第二层标高为8m安装煤气余压发电机。
安装发电机时利用厂房内的32/5t天车。
2 施工中采用的技术标准①DL5011-92《电力建设施工及验收技术规范汽轮机机组篇》②GBJ147-90《电气装置安装工程高压电器施工及验收规范》③GBJ148-90《电气装置安装工程电力变压器、油浸电抗器、互感器施工及验收规范》④GBJ149-90《电气装置安装工程母线装置施工及验收规范》⑤GB50168-92《电气装置安装工程电缆线路施工及验收规范》⑥GB50169-92《电气装置安装工程接地装置施工及验收规范》⑦GB50171-92《电气装置安装工程盘、柜及二次回路结线施工及验收规范》⑧GB50257-96《电气装置安装工程爆炸和火灾环境电气装置施工及验收规范》⑨GB50150-91《电气装置安装工程电气设备交接试验标准》⑩随机资料3 施工准备施工机具准备见表2 人员配备见表3。
冶金行业节能技术—TRT发电
高炉煤气余压透平发电装置（TRT）是利用高炉的副产品——高炉煤气具有的压力能及热能，使煤气通过透平膨胀机做功，将其转化为机械能，驱动发电机发电的一种二次能量回收装置。
如采取干法煤气除尘技术，可使发电量增加30％左右。
采用TRT装置，吨铁发电量平均在20～40kWh，经济效益可观，是炼铁工序重大节能项目。
高炉煤气余压透平发电装置特点：1）产生新的能量：利用高炉产生的煤气余热、余压，不消耗煤气也不降低煤气品质。
2）环保：在透平工作过程中，煤气通过透平机组，替代减压阀组，减少气流噪音。
3）净化煤气：煤气流经透平机组时由于离心作用以及压力降低，煤气中的粉尘在透平机体内沉积。
4）提高高炉产量：煤气流经透平时，其流量、压力是经过透平静叶角度无级调节改变的，可以随时控制煤气压力在一个很小的波动范围内，使得炉顶压力相对稳定，提高高炉利用系数从而提高高炉产量。
高炉炉顶煤气压力在大于0.08MPa时，采用压差发电技术是可行的。
但是，压力在0.08MPa时，所发出的电量与设备自身消耗电量相等，故要求煤气压力要大于0.08MPa时才有收益。
压力大于0.12MPa 时，经济上是合理的。
煤气压力越高，效益越大。
高炉炉顶煤气压力大于0.15MPa的高炉应当积极采用煤气压差发电技术。
TRT装置在1000m3高炉上的普及率不到60％。
目前，我国380立方米以上容积的高炉有300多座，1000立方米以上容积的高炉有109座。
全国现有130多套TRT设备在运行，约有80座高炉准备增添TRT设备，仍有一部分高炉没有使用TRT技术装备。
所以说，TRT
技术装备还应大力推广。
高炉煤气余压回收透平发电装置发展综述
高炉煤气余压回收透平发电装置发展综述摘要：高炉煤气余压回收透平发电装置(TRT)是一种将高炉煤气压力势能与热能转化为机械能，再将机械能转为电能的成套节能装置，同时它具有调节、稳定炉顶压力，净化煤气的功能。
自1962年世界上第一台TRT装置问世以来，TRT已经发展出多种类型，主要包括TRT、共用型TRT及BPRT。
其中TRT技术最成熟，适用于各种容量的高炉；共用型TRT具有减少投资、运行稳定等优点，适合在中小型高炉上应用。
BPRT具有减少投资、提高能量利用效率等优点，也适合在中小型高炉上应用。
关键词：高炉煤气；轴流；TRT；共用型TRT；BPRT1前言高炉煤气余压回收透平发电装置（以下简称TRT）是与高压高炉配套的大型成套节能装置。
它是利用高炉炉顶的煤气压力能和气体潜热，通过膨胀透平做功，带动发电机发电，回收了过去在高炉减压阀组通过强制节流和形成噪声而白白消耗掉的能量，同时又起到调节、稳定高炉炉顶压力，净化煤气的功能。
目前已发展出三种类型TRT，包括TRT、共用型TRT及BPRT，这三种类型机组具有各自的优缺点，钢铁企业应根据自身情况灵活选择TRT类型，以取得最大的经济效益与环保效益。
2 TRT2.1 TRT发展简介TRT技术源于欧洲，发展成熟并普及于日本。
日本自1974年第一套TRT装置发电至今已有近五十年的历史。
在这期间，TRT技术得到了不断的发展。
从早期的径流式TRT发展到今天的轴流式TRT，从湿式TRT发展到干式、干湿两用型TRT。
2.2 TRT工作原理及特点在高炉工艺系统中，将减压阀组前的高炉煤气引出，经过入口蝶阀，插板阀等阀门后进入TRT入口，通过导流器使气体转成轴向进入叶栅，气体在静叶栅和动叶栅组成的流道中不断膨胀做功，压力和温度逐级降低，并转化为动能作用于工作轮(即转子和动叶片)使之旋转，工作轮通过联轴器带动发电机一起转动而发电(或驱动其它设备)。
叶栅出口的气体经过扩压器进行扩压，以提高其背压，然后经排气蜗壳流出透平，经过止回阀进入减压阀组后的管网。
TRT高炉煤气余压发电系统
TRT高炉煤气余压发电系统
摘要
TRT高炉煤气余压发电系统是一种同时有效利用余压和热能的新型发电系统，它利用煤气余压和温度差来发电，从而提高煤气余压利用率，产生大量的可再生能源，减少空气污染，减少能源浪费。
本文主要介绍TRT 高炉煤气余压发电系统的基本结构和原理，以及主要技术参数，并分析了其优点、缺点和适用范围。
一、基本原理及结构特点
TRT高炉煤气余压发电系统由煤气余压余热利用装置、发电机和控制系统组成。
通过利用煤气余压，将余压能量转换成机械动力，再转换成电能。
煤气余压余热利用装置由管式换热器、膨胀机、压缩机和冷凝器等组成，发电机利用各种燃料、空气的电动能量转换成机械动力，机械动力再转换成电能，控制系统则按照要求保持系统的正常工作。
二、主要技术参数
1、系统效率
2、利用余压。
高炉TRT_自动化控制系统的研究与应用
一、引言高炉TRT（高炉煤气余压透平发电装置）是利用高炉炉顶煤气具有的压力能及热能，使煤气通过煤气透平膨胀机做功，将其转换为机械能，驱动发电机发电的一种二次能源回收装置，该装置既回收了减压阀组泄放的能量，又净化煤气、降低噪音、稳定炉顶压力、改善高炉生产条件，不产生任何污染，是现代国际、国内钢铁企业公认的节能环保装置。
二、工艺流程及自动化系统配置1.工艺流程。
高炉TRT主要机组配置有透平膨胀机，汽轮发电机，永磁发电机，交流无刷励磁机等，其工艺流程为高炉煤气经过布袋除尘后，经入口电动蝶阀、入口插板阀、快速切断阀后，进入透平机，然后经出口插板阀、出口电动蝶阀到煤气管网，在入口插板阀之前，透平出口之后并连着旁通快开阀组，旁通阀组在紧急停机时，进行高炉顶压控制。
具体控制要求如图1所示：2.系统自动化控制的实现。
为了提高控制精度，保证TRT机组长期安全、稳定地运行，高炉TRT控制系统采用施耐德的Quantum系列PLC，采用冗余配置，两个CPU分别可以作为主控制器或者备用控制器，当主控制器出现故障时，可以迅速切换到备用控制器运行，这个切换是在一个执行周期内完成，对控制信号没有任何影响，这样的配置大幅度提高了PLC的可靠性，对于安全生产具有不可估量的作用。
整个PLC控制系统由2台监控工控机，1台控制站和2个远程站组成，每个工控机分别通过交换机和CPU进行通讯。
两个扩展机架用RIO电缆和适配器连接，采用Quantum的内部通讯协议，两个扩展机架的DROP地址分别是2和3，在主站和扩展机架之间用这个地址来联系。
RIO通讯网络也采用冗余配置，由两个总线组成（A总线和B总线），当一个总线出现故障时，会切换到备用总线，以保证总线通讯的畅通。
该系统PLC编程软件采用施耐德的Unity Pro进行程序设计，监控画面制作采用Wonderware公司的监控软件。
TRT装置的自动化控制，主要包括启动联锁、什速控制、正常调节顶压、正常停机控制、紧急停机控制等，而各过程中保持高炉顶压的稳定是装置实现自动化的关键。
TRT余热发电
TRT余热发电一、高炉炉顶煤气余压发电的基本原理高炉炉顶煤气余压回收透平发电装置(TopGasPressureRecoveryTurbine简称TRT)是目前世界最有价值的二次能源回收装置之一。
TRT是利用高炉炉顶煤气中的压力能及热能经透平膨胀做功来驱动发电机发电，再通过发电机将机械能变成电能输送给电网，可以回收高炉鼓风能量的30%左右。
TRT装置所发出的电量与高炉煤气的压力和流量有关，一般吨铁发电量为30千瓦时～40千瓦时。
高炉煤气采用干法除尘可以使发电量提高36%，且温度每升高10℃，会使透平机出力提高10%，进而使TRT装置最高发电量可达54千瓦时/吨这种发电方式既不消耗任何燃料，也不产生环境污染，是高炉冶炼工序的重大节能项目，经济效益十分显著。
炼铁生产中，高炉炉顶煤气压力大于0.03兆帕时，称为高炉高压运作。
高炉煤气在高压运作下具有一定的压力能。
采用煤气余压发电技术装备（TRT）可将这部分压力能回收，其设备的工作原理是煤气的余压使煤气在透平机内进行膨胀做功，推动透平机转动，进而带动发电机转动，发出一定的电量。
TRT装置所发出的电量与高炉煤气的压力和流量有关，一般吨铁发电量为30千瓦时～40千瓦时。
高炉煤气采用干法除尘可以使发电量提高36%，且温度每升高10℃，会使透平机出力提高10%，进而使TRT装置最高发电量可达54千瓦时/吨铁。
二、高炉炉顶余压发电的工艺流程图1、高炉炉顶余压发电的工艺流程图高炉荒煤气经重力除尘器后的半净煤气管道进入布袋除尘器的进气总管。
在布袋除尘器进气总管和布袋除尘器之间设有一个旁路，在旁路上设有冷热交换器，用于煤气的升温和降温。
布袋除尘器的布袋是氟美斯化纤制品，其工作温度为80℃～250℃，瞬间不允许超过500℃。
煤气温度低于80℃易产生结露现象，布袋内有露水会与灰尘结球，造成布袋除尘的除尘效果下降，严重时会导致煤气流流动不畅；煤气温度高于250℃会使布袋变脆，甚至烧损。
高炉煤气余压发电(TRT)技术的研究与应用分析
高炉煤气余压发电(TRT)技术的研究与应用分析发布时间：2022-09-25T06:58:00.031Z 来源：《科学与技术》2022年第10期5月作者：李枫1 张勇1 陈渝静2[导读] 在使用高炉TRT余压发电技术的过程中，需要在高炉的运行阶段李枫1 张勇1 陈渝静21中国石油西南油气田公司蜀南气矿四川泸州 6460002中国石油西南油气田公司天然气经济研究所四川成都 610051摘要：在使用高炉TRT余压发电技术的过程中，需要在高炉的运行阶段，利用其内部所产生的气压力，并在热能的辅助作用下，为透平膨胀机的做功带来助推动力，使其能够在发电时，结合高炉内气压中的余压，在合理利用的基础上，所形成的技术应用成果具备环保性和节能性，与节能减排等发展形势保持一致。
在高炉生产作业中，采用干除尘的操作形式，为TRT余压发电装置应用，提供了广泛的空间支持。
关键词：高炉干法除尘；TRT余压发电；技术应用引言：在高炉运行过程中，为了提高生产作业实施效率，需要合理利用炉内的化学气体。
为了实现节能减排这一生产目标，可以在安装TRT余压发电装置时，完成对高炉的节能改造任务，提高对炉内气体压力的利用率，在热能的辅助作用下，能够完成发电这一工作任务，并保障企业的经济效益、生产效益和环保效益。
一、TRT余压发电系统基本运行原理随着TRT余压发电系统的运行，借助高炉高压形式，在高炉运行过程中，其炉顶内部会产生一定量的气体，并且伴随着压力和热量的出现。
从透平机的内部区域入手，使气体能够膨胀做功，在该类形式的作用下，随着透平主机的转动，为其提供动力支持。
对于与透平机相连接的发电机来说，同样能够在膨胀做功的推动作用下进行转动，从而完成企业的发电任务。
对实际所产生的电能，将其并入到电网当中，借助透平机的净化作用，对净化完成的气体予以二次使用，将其放置于气体管网内部使用。
在使用TRT装置透平主机时，能够对原始的气体系统高压阀阻予以替代，可以在回收气压力的过程中，实现对气体压力的二次利用。
高炉煤气余压发电(TRT)系统振动原因分析及解决措施
高炉煤气余压发电(TRT)系统振动原因分析及解决措施1 前言高炉煤气余压透平发电装置（Top Gas Pressure Recovery Turbine Unit,简称TRT）是当今世界钢铁行业公认的节能环保设施。
它利用高炉煤气的压力能和热能经透平机膨胀做功来带动发电机发电,从而实现能源的二次回收利用。
本着节能降耗、加强能源回收利用的原则,邯钢某高炉改建干法布袋除尘设施代替原有湿法清洗工艺（简称：湿改干）。
同时对原TRT 系统进行了改造,除了对透平机本体转子组件、调节静叶、轴封和静叶内壳体进行更换和改质处理外,还对TRT进出口管系进行了改造和更换,以确保高炉煤气干法除尘投产后,TRT系统能够稳定运行。
2 机组振动现象2021年10月5日TRT系统顺利投产,投产初期透平机轴振动最大值（前轴振幅）在60μm以内,TRT系统运行平稳。
但运行十几天后,透平机的前轴振幅值逐渐呈增大趋势,并经常逼近甚至超过80μm（报警值）,振幅高的时候已几乎接近120μm（停机值）,这严重威胁到了TRT系统的安全运行。
10月30日,对透平机进行开盖检查,发现透平机进气侧静叶、机壳无明显附着物（见图1）,一级、二级动叶、出气侧静叶、机壳内侧附着物都非常多（见图2）,附着物为片状硬垢,正面为光滑灰白色结晶状,背面为粗糙灰褐色,厚度在8mm左右,最厚处可达12mm,且存在分层和局部脱落现象。
经过取样化验分析,附着物完全溶解于水,溶液中存在少量的深色不溶物,溶液呈酸性,其主要成分为无机盐,NH4Cl含量约占总质量的93%,Fe2O3约占1.76%,水分约占1.3%,其中还存在微量的(NH4)2SO4、(NH4)2S、CaO、MgO、CuO、Al2O3、P2O5以及酸不溶物,TRT系统附着物以铵盐（NH4Cl）为主,符合一般TRT设备结垢状况。
3 腐蚀及振动原因分析分析认为,高炉煤气经干法除尘后,大部分尘粒得以过滤,但气相介质中仍残留一定数量的细尘、水汽、油雾和因高炉原料不纯而产生的多种酸性气体（如：H2S、HCl、CO2等）,最终进入透平机的为“气－汽－固”组成的混合流体。
高炉工艺与TRT
一、炼铁生产与TRT工艺概述1.概述TRT是“高炉煤气余压透平发电装置”的缩写，是国际公认的钢铁企业很有价值的二次能源回收装置，它利用高炉炉顶煤气所具有的压力能和热能，通过透平机膨胀做功转化为机械能，从而驱动发电机发电。
这种发电方式既不消耗任何燃料，也不产生环境污染，发电成本极低，是高炉冶炼工序的重大节能项目，经济效益十分显著。
在炼铁生产中，当高炉炉顶煤气压力大于30kPa时，即可采用TRT装置将这部分压力能回收。
其工作原理是煤气的余压使煤气在透平机内进行膨胀做功，推动透平机转动，进而带动发电机转动，发出一定的电量。
TRT装置所发出的电量与高炉煤气的压力、流量和温度有关，一般吨铁发电量为30～40kWh（目前我公司为24 kWh/吨铁）。
高炉煤气如采用干法除尘可以使发电量提高36%，且温度每升高10℃，会使透平机出力提高10%，进而使TRT 装置最高发电量可达54千瓦时/吨铁。
在设备上，TRT装置代替了原来煤气系统的高压阀组。
不同的是，原煤气系统的高压阀组将煤气的压力能白白泄漏掉了，而TRT装置可以回收高炉鼓风能量的30%左右。
目前，全国已有成百套TRT系统在运行，但是其发电量有很大的差异。
运行方式：在减压阀组之前转入TRT进口管。
高炉煤气经全封闭液压插板阀，紧急切断阀，启动阀和速关阀，可调静叶进入透平膨胀，带动发电机发电。
TRT的运行工况有：起动、正常运行、电动运行、正常停机、紧急停机；在能量利用方式上分为：部分回收方式和全部回收方式；在操作方式上分为：手动、半自动和全自动。
阀位开度：阀位开度控制是将可调静叶按一定速率逐渐开启或关闭，使系统平稳过渡，防止炉顶压力过大的波动，并将开度停留在事先设定的位置上，以限制流过透平的煤气量，进而控制发电机的转速和输出功率和作用。
另外还有一个更重要的作用是从高炉拉煤气的作用。
可调静叶在未参与自动调节时，是通过开度设定来控制可调静叶开度的。
转速调节：转速关系到发电机与电网的同步和安全运行，也关系到其它辅机的启停。
TRT相关资料及工作原理
的推广和应用对冶金行业节能降耗，对我国资源节约和综合利用都具有十分重要的战略意义。 四、预期目标（至2010 年）
1、应用数量目标我国已建和在建1000m3 以上高炉还有约25 座未配套TRT，300-1000m3 高炉还有近200 座未普及TRT
以上的高炉，炉顶压力>0.12MPa，7 年内可收回投资。炉子越大，炉顶压力越高，投资回收期越短。
高炉炉顶煤气余压回收透平发电装置（Top GasPressureRecoveryTurbine 简称 TRT
）是目前国际上公认的有价值的二次能源回收装置。它是利用高炉炉顶煤气中的压力能及热能经透平膨胀做功来驱动发电机发电。回收高炉鼓风机所需能量的30％左右，实际上回收了原来在减压阀门中白白泄失的能量。这种发电方式既不消耗任何燃料，也不产生环境污染，发电成本又低，是高炉冶炼工序的重大节能项目，经济效益十分显著。此项技术在国外已很普及，我国也在逐步推广。
余台套。如攀钢四高炉TRT 项目，于2000 年4 月30 日投运，2001 年发电量达4640 万KWh 。攀钢四高炉TRT
为日方无偿提供，后经估价为设备原值10,745.049 万元，国内设备4,908.64 万元，全干式、干灰外运及BDC
，急需推广普及TRT 装置，加上目前已经安装的80 余套，到2010 年TRT 装置应用数量预计达到300 套。 2、节能环保指标目标
.. 采用TRT 装置后，高炉煤气减压过程产生的噪声由原采用减压阀组的 110-140 分贝降低到80 分贝以下 .. 采用TRT
扩能等改造费用约790 万元；累计发电19560 万KWh 。 2、取得的技术指标、经济效益、节能环保效益、社会效益
600m_3高炉煤气余压回收透平发电_TRT_项目的设计与应用
600m_3高炉煤气余压回收透平发电_TRT_项目的设计与应用一、引言高炉煤气余压回收透平发电技术是一种能将高炉煤气中的余压能有效回收转化为电能的技术。
本文将详细介绍600m3高炉煤气余压回收透平发电（TRT）项目的设计与应用。
二、工艺流程1.高炉煤气进入余压回收透平机组前，首先经过预处理系统，包括除尘、除硫等工艺，以确保煤气的清洁度和稳定性。
2.预处理后的高炉煤气进入余压回收透平机组，通过透平机组将煤气中的余压能转化为机械能。
3.机械能通过发电机转化为电能，供给高炉厂内部使用或通过接入电网实现对外供电。
4.排放的尾气经过余热回收系统，回收其余热能，用于供热或发电。
三、设计要点1.透平机组的选型：透平机组的选型需要考虑高炉煤气的流量、压力等参数，以确保透平机组可在不同工况下运行稳定。
2.余压回收系统的设计：余压回收系统是整个TRT项目的核心部分，需要设计透平机组的布置、管道的连接、控制系统等，以确保高炉煤气能够顺利进入透平机组，并通过透平机组转化为电能。
3.预处理系统的设计：预处理系统需要考虑高炉煤气中的杂质含量，设计合适的除尘、除硫等工艺，以确保煤气的清洁度和稳定性。
4.余热回收系统的设计：余热回收系统需要设计合适的换热设备，将排放的尾气中的余热能回收利用，以提高能源利用效率。
四、应用前景1.节能环保：TRT技术可以将高炉煤气中的余压能有效回收转化为电能，提高能源利用效率，减少对传统能源的依赖，同时减少高炉煤气的排放，降低环境污染。
2.经济效益：TRT技术可以为高炉厂提供稳定可靠的电力供应，降低电费支出，同时通过余热回收系统，还可以进一步降低能源成本。
3.推广应用：TRT技术在高炉厂的应用已经取得了一定的成果，未来可以通过进一步的技术改进和提高，推广到更多的高炉厂，实现资源的高效利用和节能减排。
五、结论高炉煤气余压回收透平发电（TRT）技术是一种能够有效回收高炉煤气中的余压能并转化为电能的技术，具有节能环保、经济效益和推广应用等优势。
高炉炉顶TRT发电控制分析
动、 常 运行 、 动运 行 、 常停 机 、 急停 机 。 正 电 正 紧 Ｔ Ｔ在 能量 回收方 式 上分 为 ： 分 回收 方 式 、 Ｒ 部 平均
回收方 式和 全部 回收 方式 ； 操 作方 式 上分 为 ： 在 手 动、 自动 （ 自动 ） 全 自动 。 半 、
１ Ｔ Ｔ工 艺流 程 Ｒ
收 稿 日期 ：０ １ ２— ９ ２ １ —１ ０
作者简介 ： 李
６
东， 本科 ， 研究方 向 ： 高炉原料
第 ２期
李
东： 高炉 炉顶 Ｔ Ｔ发 电控制分析 Ｒ
设 备 启动 、 行 和 紧急 停 车 时都 不 能 引 起 炉 压 过 运 大 的波动 。Ｔ Ｔ的控制 功 能 主 要包 括 启 动 联锁 控 Ｒ
高 炉炼铁 工序 节能 降 耗是 实 现钢 铁 企业 降 本 增 效 的关键 。利用 高炉 炉 顶 的煤 气压 力 能 和气 体
余热 ， 通过 透平膨 胀 做功 而 带动 发 电机 发 电 ， 回 可
口插板 阀与 出 口插 板 阀之 间 ， 通 管 及 快 速 旁 通 旁 阀与 Ｔ Ｔ并 联 ， 为 Ｔ Ｔ紧急停 机 时 Ｔ Ｔ与减 压 Ｒ 作 Ｒ Ｒ 阀之 间的平 稳 过 渡 ， 以确 保 高 炉 炉 顶 压 力 不 产 生 大的波 动 。从 Ｔ Ｔ和减压 阀组 出来 的低压 煤 气被 Ｒ
积增 大 、 流 压 力 损 失 增 大 、 气 流 速 上 升 、 喉 气 煤 炉
磨损 严 重 ， 有 甚 者 ， 引 起 炉 顶 设 备 事 故 。因 更 会 此 ， 于 能量 回收 的 Ｔ Ｔ设备 ， 用 Ｒ 投入 运行 的先 决 条 件是 在任何 情 况 下 均 能保 证 炉 压 稳 定 ， 即在 Ｔ Ｔ Ｒ
TRT透平发电技术
TRT技术简介TRT——Blast Furnace Top Gas Recovery Turbine Unit高炉煤气余压透平发电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及热能，使煤气通过透平膨胀机做功，将其转化为机械能，驱动发电机发电或驱动其它装置的一种二次能量回收装置。
一、几种TRT布置形式的适用范围：1、一拖一TRT：适用于单座高炉配备，炉容在400m3以上，机组占地面积在1200m2左右；2、二拖一TRT：两座高炉共用一座TRT装置，适用于两座炉容相差不大（相差一般在150m3左右）高炉配备，单座炉容在350m3~1200m3之间，机组占地面积在1200m2左右；两座高炉的高炉煤气经除尘后(<5mg/m3)，分别从两侧进入共用型TRT，通过机壳导流使气体转成轴向进入叶栅，气体在静叶栅和动叶栅组成的各自独立的流道中不断膨胀做功，压力和温度逐级降低，并转化为动能作用于工作轮（即转子及动叶片）使之旋转，工作轮通过联轴器带动发电机一起转动而发电。
叶栅出口的气体经过扩压器进行扩压，以提高其背压达一定值，然后经排气蜗壳从中间排出，进入管道。
即两侧进气，中间排气。
3、同轴TRT：透平主机、电动机及风机在一个轴系上，适用于单座高炉配备，炉容在350m3~530m3之间，高炉没有配备主风机或现有主风机的电动机为双出轴，功率不大于6800kW，，机组占地面积在1500m2左右；同轴TRT可以使风机的能耗节约48%左右。
二、TRT项目的经济意义1、开辟新的投资渠道，为企业提供新的经济增长点TRT项目是国家大力推广并发展的新型科技项目，并得到行业的大力支持。
2005年4月，国家将其列为冶金行业重点推广应用的节能环保型新技术。
2、社会、经济效益显著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13~15%，而炼铁又占整个冶金企业用电的40%左右。
如果冶金企业所有的高炉都装上了高炉煤气余压膨胀透平，则可节省整个企业用电的6~8%，效益明显。
TRT 发电系统常见故障分析及预控措施
TRT 发电系统常见故障分析及预控措施摘要：TRT 是利用高炉煤气所蕴含的压力能和热能，通过透平膨胀机做功发电。
由于投运时间较长，发电设备出现劣化趋势。
TRT 发电机电气元件已经出现老化、劣化趋势。
本文就发电机易出现的故障及预控措施进行研究。
关键词：整流盘；导电杆；剩磁一、前言高炉煤气余热余压能量回收透平发电装置( 简称TRT) 一般由透平、发电机、励磁机三部分组成，高炉产生的荒煤气经过干法除尘后进入TRT 透平机，将净化后的高炉煤气所蕴含的压力能和热能，通过透平膨胀机做功，驱动发电机发电。
由于该装置具有节能、降噪、环保的作用，已广泛成为国际、国内钢铁企业低碳环保的主流途径。
TRT 与高炉减压阀组并列，正常生产时用 TRT 调控高炉顶压，在休风或减风过程高炉减压阀组调控炉顶压力。
TRT 发电系统运行时间长，在实际运行中存在诸多故障影响TRT 发电量的提升。
二、发电系统常见故障及处理对策1.发电机转子一点接地。
故障现象：2017 年11 月27 日型钢2#TRT 发电机值班室保护屏“励磁一点接地”报警，检查励磁电压检测装置未发现异常，检查整流盘发现有 1 只二极管、1 只快速熔断器开路，1个绝缘板烧坏和 1 个绝缘套管损坏；检查发电机转子线圈，绝缘为零；可以断定发电机转子内部出现绝缘击穿故障。
处理经过：发电机转子抽芯，转子扒护环排查转子绕组发现有 2 处绝缘击穿接地，同时发现有匝间短路现象，绕组绝缘整体老化、劣化。
修复转子绕组绝缘受损部位并更换整流盘 6 套二极管及熔断器后回装转子。
开机动平衡试验调整配重块，合格后TRT 开机2.励磁系统无法建压故障现象：TRT 发电机转子接地后，经过耐压试验、放电试验合格，发电机开机过程中发现励磁系统增磁，发电机无法升压。
处理经过：检查励磁控制系统及整流盘二极管熔断等部件，均未发现异常。
修改升压模式自动升压，应用零起升压的强冲方式恢复转子磁极磁性。
恢复磁性后，自动、手动试验升压均正常。
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高炉系统TRT装置的要求
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。
TRT的经济效益和社会效益
对于500-1000m3高炉配套湿法TRT
每年可回收1200-2400万度电
高炉煤气余压发电系统
什么是TRT装置？
TRT ——Top Gas Pressure Recovery Turbine
高炉煤气余压透平发电装置，是利用高炉冶炼的副产品——高炉炉顶煤
气具有的压力能及热能，使煤气通过透平膨胀机做功，将其转化为机械 能，驱动发电机发电，或驱动其它装置的一种二次能量回收装置。
∽30%
安装湿式TRT装置的高炉炼铁流程图
煤气经湿式除尘后温度下降很多，大量的热值被除尘用的水带走而造成浪
费。随着干式除尘技术的发展，除尘效率高，压力损失小，温度下降小，
能使进入TRT的煤气温度由湿式除尘后的50℃左右提高到干式除尘后的150250℃左右，从而大大增加了TRT的输出功率和发电量。
钢铁厂燃用低热值煤气燃气-蒸汽联合循环发电装置（简称CCPP，Combined Cycle Power Plant），回收放散的低热值煤气用于发电、供热，热电转换效率在40－46％。
CCPP（Combined Cycle Power Plant ）简介
由燃气轮机发电和蒸汽轮机发电叠加组合起来的联合循环发电装置。
钢铁厂CCPP特点
钢铁厂CCPP与常规CCPP主要区别是：它采用钢铁厂大量放散的低热值高炉煤 气为主要燃料。而常规CCPP的主要燃料是轻油和天然气。高炉煤气热值低，一 般为3140－3559kJ/m3，仅为同体积天然气热值的1/10。 CCPP发电效率高，成本低，经济效益好 CCPP发电效率高，目前最高可达58％以上，并且还可以进一步提高。以钢铁厂 50MW规模机组为例，CCPP发电效率可达40～46％，而同规模锅炉蒸汽发电效率 为23～30％左右，CCPP的热效率高出80％以上。 CCPP的供电成本低，一般钢铁厂CCPP在回收的高炉煤气不计费时，供电成本仅 为0.07-0.08元/kW·h。
TRT装置的显著特点：一不消耗任何燃料，不改变原高炉煤气的品质；
二无公害的最经济的发电设备；三可以替代高炉系统中减压阀组调节稳 定炉顶压力。
装置的用途
~ 120dB(A)
浪费 噪音 振动
传统的工艺流程中，高炉煤气在通过除尘后再经过减压阀组减压到0.1bar(G) 左右，排入储气罐供工厂热风炉作为燃料用，多余部分被放散掉。原高炉煤气 所具有的压力能和热能被白白地浪费在减压阀组上，造成大量的能源浪费和噪 声污染。
净化至含尘量约1mg/m3进入燃气轮机，所以排气含尘量仅1mg/m3。NOX含 量为30PPM，远低于常规锅炉1000mg/m3以上的排气NOX含量。
5万KW CCPP煤气压缩机、燃气轮机组
启动蒸汽 供气 供电
主变压器 余热锅炉 燃气轮 机 高压煤 气压缩 机 煤气中间 冷却器 低压煤 气压缩 机
45~ 50 %
安装干式TRT装置的高炉炼铁流程图
高炉系统中为什安装 TRT装置
节能降耗、降低冶炼成本、增加效益、提高竞争力。 降低噪音，减少污染。 改善炉顶压力控制品质，提高控制水平。 TRT装置是目前国内外公认的最先进的冶金节能环保装置。 日本TRT的普及率100%，节能效果显著。 我国行业标准《钢铁企业设计节能技术规定》(YB9051-98) 要求设TRT装置。
透平 发电机
共用型高炉煤气能量回收系统
减压阀组 干式布袋除尘 高 炉
M M M
减压阀组 干式布袋除尘
M
M M M
M
高 炉
高位油箱
煤气透平
发电机
励磁机封
高炉供风系统和煤气系统
Tank 1BF To Gas User 2BF
Blower
3
Motor
Turbine Motor
Blower
根据热力学第二定律,对任何一种热力发动机,循环工作介质的加热温度越 高、放热温度越低,热效率就越高。
先用高温高压烟气驱动燃气轮机发电；再将排出的500～600℃的烟气用于
余热锅炉产生蒸汽，产生的蒸汽驱动汽轮机发电。这就组成了燃气蒸汽联 合循环发电。燃料的热能，既参与了燃气轮机的勃莱敦循环又参与了蒸汽轮 机和锅炉组成的郎肯循环，既利用了烟气的作功能力发电，又利用了蒸汽的 作功能力发电。
尘用水，可以节约新水2-3万吨，减少污泥处理量约2万吨。
采用TRT发电，每年一套机组可避免由于燃煤发电而向大气排放 约2万吨的CO2气体量，这对改善日益严重的温室效应和酸雨的环境
污染都将发挥积极的作用。
TRT的结构
高炉煤气 进气蜗壳 导流器 静叶动叶 扩压器 排气蜗壳
煤气透平发电装置机组布置图
1
Motor
Motor
Turbine
高炉煤气能量回收系统
用户
储气罐
高炉
取消了发电机及发配电系统 合并了自控系统、润滑油系 节能：回收能量接近 鼓风机耗能的50% 省投资：比两套各自 独立的机组少20%
统和动力油系统 超越离合器
煤气透平
异步电动机
压缩机
煤气—蒸汽联合循环发电
钢铁行业联合循环发电装置（CCPP）
CCPP的项目投资收益率在25％以上，投资回收期一般为3～5年，经济效益良好。
钢铁厂CCPP特点
CCPP发电冷却水用量少。燃气轮机发电占CCPP发电的60％，蒸汽轮机
发电只占40％。燃气轮机发电不需要冷却水。因此，CCPP的冷却水量只 有同规模锅炉蒸汽发电机组的40％。
燃气轮机的发电环保性能好.燃气轮机排气污染小。由于燃气和空气均
对于1000-2000m3高炉配套湿法TRT 每年可回收2400-4800万度电
对于2000-3200m3高炉配套湿法TRT
每年可回收4800-9000万度电 对于3200-4300m3高炉配套湿法TRT 每年可回收9000-15000万度电
如果高炉工艺采用干法除尘，配套干法TRT，则可以较湿法TRT同 比提高25-50%的发电量。同时，每套机组年可节省320-640万吨除