TRT高炉煤气余压发电系统解析

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
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
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
润滑油站
动力油站
氮气密封
高炉供风系统和煤气系统
Tank 1BF To Gas User 2BF
Blower
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3
Motor
Turbine Motor
Blower
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。
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
∽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。
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。
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。
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
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
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。
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）
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。
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。