TRT工藝流程

、系統(tǒng)原理

TRT——(Blast Furnace Top Gas Recovery Turbine Unit,以下簡稱TRT) 高爐煤氣余壓透平發(fā)電裝置(即TRT)是利用高爐冶煉的副產(chǎn)品——高爐爐頂煤氣具有的壓力能及熱能,使煤氣通過透平膨脹機做功,將其轉(zhuǎn)化為機械能。
TRT工藝流程
高爐產(chǎn)生的煤氣，經(jīng)重力除塵器
，兩級文氏管，進入TRT裝置。經(jīng)入口電動碟閥，入口插板閥

，調(diào)速閥，快切閥

，經(jīng)透平機膨脹作功

，帶動發(fā)電機發(fā)電，自透平機出來的煤氣

，進入低壓管網(wǎng)

，與煤氣系統(tǒng)中減壓閥組并聯(lián)。
發(fā)電機出線斷路器

，接于10KV系統(tǒng)母線上，經(jīng)當?shù)刈冸娝�與電網(wǎng)相連

，當TRT運行時

，發(fā)電機向電網(wǎng)送電，當高爐短期休風時

，發(fā)電機不解列作電動運行

。
TRT裝置由透平主機，大型閥門系統(tǒng)

，潤滑油系統(tǒng)

，液壓伺服系統(tǒng)，給排水系統(tǒng)

，氮氣密封系統(tǒng)

，高，低發(fā)配電系統(tǒng)

，自動控制系統(tǒng)八大系統(tǒng)部分組成

。
1，高爐煤氣透平機
特點

；高爐煤氣透平主機

，通過的煤氣和壓力均不高，但流量頗大

，雖然多 次除塵

，仍含有不少爐灰粒子，并且水蒸汽呈飽和狀態(tài)

。據(jù)此透平設計不能完全銜用燃氣輪機方法

，而是采用大通流面積

，底圓周速度，平直粗壯葉型等新設計方法而特殊設計

。
結構：由定子

、轉(zhuǎn)子、靜葉可調(diào)

、軸承

、底座等組成。
部件功能：
軸承：支撐軸承 四油葉滑動軸承 制供油潤滑 推力軸承 金斯貝雷式 強制供油潤滑
調(diào)節(jié)：二級全靜葉可調(diào) 伺服調(diào)節(jié)
密封：充氣氮氣密封 根據(jù)頂壓波動自動連續(xù)調(diào)節(jié)
清洗：低壓噴霧水 間斷或連續(xù)噴水
定子：由靜葉可調(diào) 擴壓器 盤車裝置等機構組成
轉(zhuǎn)子：由主軸 二級動葉珊 危急保安器 盤車裝置等組成
方向：從進口方向看

，轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)方向為順時針
盤車：電動盤車超6r/min時自動脫開
超速保護：超10%轉(zhuǎn)速
電氣系統(tǒng)：先迅速打開調(diào)壓閥組快開閥

，同時關快速切斷閥、調(diào)速閥及靜葉

。
機械系統(tǒng)：危急保安器油門動作

，關閉快速切斷閥。
2．大型閥門系統(tǒng)
2．1 入口電動二次偏心閥 D947H-3
公稱通經(jīng) DN1800mm
公稱壓力 PN0.3MPa
介質(zhì)溫度 ≦250℃
適用介質(zhì) 高爐煤氣
結構原理
結構：主要由閥門

、電動機

、一級電動裝置、二級傳動裝置和控制器等部分組成

。
原理：本閥動作時通過控制器或點動按紐啟動發(fā)電機

，驅(qū)動一、二級傳動裝置并帶動閥桿轉(zhuǎn)動

，使蝶閥實現(xiàn)0～90℃范圍內(nèi)的旋轉(zhuǎn)

，從而完成閥門的起閉或在某一角度上停止，從而達到隔斷管道內(nèi)介質(zhì)或調(diào)節(jié)截止流量的目的

，由于閥體采用了彈性閥座及偏心密封結構

，使得閥門在關閉狀態(tài)越關越緊，保證了閥座雖有少量磨損而仍能可靠密封條件

。
2．2 入口液壓插板閥 YZG749AX—2c
公稱通徑：DN 1800mm
公稱壓力 PN 0．2MPa（G）
適用介質(zhì) 高爐煤氣
介質(zhì)溫度 250℃
驅(qū)動方式 全液壓
結構原理：
閥門由主閥體和左`右側(cè)閥體形成骨架

，在主閥體內(nèi)設有閥板及閥板執(zhí)行機構（包括閥板夾緊、松開機構和閥板運行機構）

。
在主閥體頂部設有放散管及取樣管

，底部設有N2管，排水管及清灰孔

，左右側(cè)與左右側(cè)閥體用螺栓固定在設定位置上
液壓傳動系統(tǒng)的組成
由球塞馬達

、彈簧返回缸、離合器用油缸

、齒輪油泵

、控制調(diào)節(jié)裝置、單向閥

、順序閥

、溢流閥

。三位四通閥、油箱

、冷卻器

、濾油器、電加熱器

、壓力表等組成

。
出口電動二次偏心閥 YZG749AX—0.3
公稱通經(jīng) DN2400mm
公稱壓力 PN0.03MPa
介質(zhì)溫度 ≦250℃
適用介質(zhì) 高爐煤氣
驅(qū)動方式：全液壓
閥門結構及原理同入口插板閥油站，閥門液控裝置各自自成系統(tǒng)

，**操縱

。
2．5快速切斷閥 KD743—2
公稱通經(jīng) DN（mm）1800
公稱壓力 PN（bar）2
泄漏量：（Nm/h）5000
阻損：
快關時間：
適用溫度：
適用介質(zhì)：含塵煙氣、空氣

、煤氣

。
結構及原理
結構：快速切斷閥主要由閥門、傳動裝置‘液控箱

、電控箱組成

。閥門采用雙偏心碟閥型式，閥座堆焊有不銹鋼

。耐腐

，耐磨，提高了密封付的壽命

，液控箱用高壓膠管與傳動裝置連接，
控制油使油缸活塞動作達到閥門開啟和關閉

，液壓元件安裝在液控箱內(nèi)

。
電控部分設就地手操和控制室遠控分別在兩地**地實現(xiàn)慢開、慢關

、快關

、游動功能操作。
原理：采用彈簧液壓衡型

、雙偏心碟閥

、工作狀態(tài)液壓油壓緊彈簧，閥門打開

，在TRT裝置異常時（動作信號一路來自系統(tǒng)控制信號

，一路來自透平機危機保安器的液壓信號）電磁閥動作，快速泄油彈簧松開

，閥門緊急關門

，切斷時間0.5~1sec可調(diào)。
3．潤滑油系統(tǒng)
3．1系統(tǒng)的作用
大型透平機

，壓縮機都是靠軸承支撐進行旋轉(zhuǎn)工作的

，要保證機的組安全可靠的運

，其重要的一個環(huán)節(jié)，就是要給個各軸承潤滑點及時提供一定量的稀油循環(huán)潤滑

，以滿足機組在正常工況下及事故狀態(tài)下潤滑油供給

，這種系統(tǒng)就是潤滑油系統(tǒng)。
3．2系統(tǒng)的構成
系統(tǒng)由潤滑油站

、高位油箱

、油泵、閥門及檢側(cè)儀表等組成

。
潤滑油站

，是把一定壓力、一定流量
的潤滑油

，經(jīng)過油箱冷卻器散熱

、濾油器過濾干凈后的潤滑油送到軸承各潤滑油點潤滑。
高位油箱

，是在停電

、緊急事故狀態(tài)下、停車時

，靠自然位差維持機化組惰走油流時間潤滑油的供給

。
檢測儀表，分就地儀表及遠傳儀表

。就地表在現(xiàn)場設控制盤

，顯示各測點的壓力、溫度值

。遠傳表

，在重要的測點處安裝變送器，把測量信號值送到主控室記錄

、顯示

、報警連鎖滿足透平機組正常運行時的控制需要。
3．3系統(tǒng)的控制原理
當機組在正常運行中

，操作員只需觀控制盤上各測點的溫度

、壓力顯示數(shù)值，就可掌握油系統(tǒng)的運行情況

。
當油泵閥門元件有小故障時

，或油臟慮油器壓差超限時，潤滑油供給的壓力逐漸將降低

，當*遠點的壓力降低時78．4KPa時

，主控室表盤上光字牌燈亮，蜂鳴器響

，不管操作員是否觀察到

，此時已提醒他開始檢查并處理

，同時另一臺油泵自動投入供油。當短時期故障排除

，輔泵可自動或手動停

，若短時期故障無法排除，即系統(tǒng)將轉(zhuǎn)入重故障的處理方式

。
當報警

、輔泵投入后，操作員不能及時排除設備問題

，但油壓仍降繼續(xù)下降

，壓力達到49KPa時自動報警、停機,來保證機組的安全,避免重故障的發(fā)生

。
當設備停電或油泵發(fā)生重故障不能供油時,機組的停機,靠高位油箱自然位差維護機組的供油,即旋轉(zhuǎn)慣性所需的油流潤滑

。
4. 電液伺服控制系統(tǒng)
4.1 系統(tǒng)的作用
電液伺服控制系統(tǒng),在TRT裝置中,屬于八大系統(tǒng)之一的分系統(tǒng)。根據(jù)主控室的指令,來實現(xiàn)TRT的開,停,轉(zhuǎn)速控制,功率控制,爐頂壓力以及過程檢測等系統(tǒng)控制,要實現(xiàn)以上系統(tǒng)的功能控制,*終將要反映在控制透平機的轉(zhuǎn)速上,就要控制透平靜葉的開度,而控制靜葉開度的手段就是電液位置伺服系統(tǒng)

�

？刂葡到y(tǒng)的精度,誤差,直接影響TRT系統(tǒng)各階段過程的控制。由此可見,該系統(tǒng)在TRT中的地位,作用是十分重要的

。
4.2系統(tǒng)的構成
系統(tǒng)由液控單元

、伺服油缸、動力油站三大部分組成

。
液控單元包括調(diào)速閥控制單元和透平靜葉控制兩單元

，每一單元均由電液伺服閥、電動用電磁閥

、快關用電磁閥

、油路塊及底座等組成。
伺服油缸為雙活塞桿結構

，摩擦力很小

，密封性能好

。
動力油站由油箱

、變量油泵、濾油器

、冷卻器

、管道閥門、檢測器表等組成

。
4.3系統(tǒng)原理
經(jīng)過方案設計,確定由機

、電、液共同構成電液伺服控制系統(tǒng)

，其控制方框見圖
油源
液壓鎖
伺服控制器
伺服閥
油缸
曲柄機構
閥板
位置傳感器
由自控系統(tǒng)發(fā)出的指令信號

，在伺服控制器中與油缸的實際位置信號相比較

，成為誤差信號放大后，送入電液伺服閥

，伺服閥按一定的比例將電信號轉(zhuǎn)變成液壓油流量推動油缸運動

，由位置傳感器發(fā)出的反饋信號不斷改變，直至與指令信號相等時

，油缸停止運動

，即停在指定的位置上，是透平靜葉穩(wěn)定在此開度上

。
油缸的直線運動

，通過一套曲柄轉(zhuǎn)變成閥板的旋轉(zhuǎn)運動，改變閥板或靜葉的工作角度

。
通過以上的分析說明

，隨著系統(tǒng)信號的不斷變化，透平靜葉的開度也將不斷改變

，并通過靜葉開度的變化

，達到控制轉(zhuǎn)數(shù)、控制煤氣流量

、控制透平出力的目的

。
5．給排水系統(tǒng)
給排水系統(tǒng)由排水密封罐、排水器

、閥門及各油站水冷卻器組成

。（干式TRT也需保留濕法的給排水系統(tǒng)設備）
排水密封罐和排水器均勻鋼板焊接而成，其它油

、水冷卻器為外購選配

。
系統(tǒng)原理
為了防止透平積灰、堵塞

，設有軟水噴霧設施

。噴水點在調(diào)速閥體前及透平主機一級靜葉前。根據(jù)透平入口煤氣含塵量的高低及透平積灰情況

，可選擇連續(xù)噴水還是間斷噴水

。
在緊急快切閥前及調(diào)速閥體設有定期沖洗噴嘴。
為了將透平主機前

、后管道及主機內(nèi)的機械水

、冷凝水安全排放，設有一個排水密封罐和三級排水器（有效水封4800mmH2O）

。各不同壓力點的排水通過排水管上和節(jié)流孔板流入排水密封罐（隨排水漏泄的煤氣經(jīng)密封罐頂?shù)臍庀喙芊祷赝钙匠隹诠埽�

。然后污水�?jīng)三級排水器外排。排水密封罐底部設有定期沖洗噴嘴，起攪拌

、防止積灰作用

，也可以通過這些噴嘴補充水量。
供水：透平噴霧水——工業(yè)新水
快切閥

、調(diào)速閥

、油冷卻器——高爐凈環(huán)水
6．氮氣密封系統(tǒng)
透平工作、工質(zhì)為高爐煤氣

、屬于可燃有毒氣體

，*不能讓其外泄，其密封介質(zhì)為氮氣

。
由兩個支路組成
透平機軸端密封（低壓密封支路）
氣源氮氣壓力一般為0.3~0.4MPa,然后經(jīng)氣動薄膜調(diào)節(jié)閥調(diào)節(jié)后至密封處的氮氣壓力高于被密封的煤氣壓力0.02~0.03MPa 左右,以保證煤氣不外泄

。氮氣耗量以較低為宜。無備用氣源

，原則上無氮氣時停機

。
高壓密封支路
供緊急快切閥軸封、調(diào)速閥軸封用氮氣

。
7．高低壓發(fā)配電系統(tǒng)
高爐煤氣余壓透平發(fā)電裝置

，是利用高爐煤氣壓力能，通過透平膨脹作功驅(qū)動發(fā)電機的回收裝置

，是高爐系統(tǒng)的一項附屬設備

。由余壓發(fā)電的特點決定了發(fā)電機的出力不能根據(jù)負荷的需要調(diào)節(jié)，而只能根據(jù)高爐工況變化進行調(diào)節(jié)

，在保證高爐爐頂壓力穩(wěn)定的前提下

，盡可能多發(fā)電，u出力隨著高爐爐頂壓力波動而變化

。
7．1 系統(tǒng)的構成
同步發(fā)電機：發(fā)電機選用北京這重型發(fā)電廠無刷勵磁通步發(fā)電機

。由于使用現(xiàn)場多灰塵，發(fā)電機采用封閉自循環(huán)同風

、水冷卻通風的方案

。發(fā)電機采用帶永勵磁方式，能滿足自動和手動勵磁調(diào)節(jié)及滅磁

、強礪磁的要求狀態(tài)下運行5分鐘

，以便卸掉負荷，并且能從發(fā)電機運行狀態(tài)過渡到電動運行狀態(tài)

，同時也能滿足在運行中由同步電動機狀態(tài)恢復到發(fā)電機狀態(tài)

，礪磁裝置也同樣具有自動適應的能力

，而發(fā)電機在電機運行狀態(tài)下輸出的無功功率可以根據(jù)電網(wǎng)的需要進行調(diào)節(jié)

。
7．2 高低配電系統(tǒng)：由4臺手車式高壓柜組成。并網(wǎng)設置有手動準同期并網(wǎng)、自動準同期并網(wǎng)

；保護功能設置有：縱聯(lián)差動保護

、過電流保護、低電壓保護

、失磁

、低周波、逆功率等項保護功能

。
7．3 低壓電控系統(tǒng)
液壓油站電氣控制：
兩臺油泵互為備用

，當系統(tǒng)壓力低于11MPa時（110kgf/c㎡）備用油泵自動投入，故障排除后手動停止

。油溫低于20℃

，油泵不能自啟動。此時必須加溫

，待溫度上升至25℃時

，加熱器自動斷開，方可啟動油泵

。
潤滑油站電氣控制：
加熱器控制

。手動操作加溫，溫度到25℃時

，自動斷開

，加熱器停止工作。
兩臺油泵互為備用：當潤滑油管

、*遠處油壓低于約0

。08MPA（0。8KGF/CM2）時

，輔助油泵自動投入

，系統(tǒng)油壓高于約0。2MPA（2KGF/CM2）時

，手動停止

。
閥門聯(lián)鎖
噴霧水電動球閥的啟閉操作可在控制室及現(xiàn)場兩地操作。運行方式可連續(xù)噴水或間斷噴水

，通過時間繼電器

，整定延時，定時對噴霧水電動球閥開啟和關閉

，達到間斷噴水

，當密封罐水位超限，聯(lián)鎖動作

，關閉該閥門

。
沖洗水電動球閥，開啟與關閉可在控制室及現(xiàn)場操作箱進行。同時當密封罐水位超限

，聯(lián)鎖動作

，關閉該閥門。
排水電動球閥

，開啟與關閉可以控制及現(xiàn)場操作箱進行

。同時于緊急快切閥啟、閉互鎖

，當緊急快切閥全關時

，經(jīng)整定延時約120秒后，排水閥自動全開

。當緊急快切閥全開時

，自動系統(tǒng)觸點閉合，排水閥自動關閉

。
泄壓旁通

，啟閉可在控制室及現(xiàn)場兩地手動操作，同時與入口液壓插板閥互鎖

。當液壓插板閥全開時

，泄壓旁通閥關閉。當液壓插板閥全關時

，泄壓旁通閥自動開啟

。
電動盤車可在現(xiàn)場就地手操，啟動盤車電機

。起動時

，掛上盤車裝置，當超6R/MIN時

，行程開關動作

，自動停電機。
8．自動控制系統(tǒng)
本系統(tǒng)儀表

，主要采用日本橫河株式會社UXL中小型集散型控制系統(tǒng)

，美國HONEY WELLG公司TDC3000集散控制系統(tǒng)。
透平軸運動的測控儀表采用BENTLY公司的3300儀表

。
電液伺服控制器

，選用航天部609所研制的產(chǎn)品。
系統(tǒng)組成
由反饋控制系統(tǒng)

、轉(zhuǎn)數(shù)調(diào)節(jié)系統(tǒng)

、功率調(diào)節(jié)系統(tǒng)、高爐頂壓復合調(diào)節(jié)系統(tǒng)

、超馳控制系統(tǒng)

、電液位置伺服控制系統(tǒng)

、氮氣密封壓差調(diào)節(jié)系統(tǒng)、順序邏輯控制系統(tǒng)等組成

。
由以上系統(tǒng)對TRT機組進行啟動運行，過程檢測控制

。在保證高爐正常生產(chǎn)

、頂壓波動不超限的前提下，順利完成TRT裝置的啟動

、升速

、并網(wǎng)、升功率

、頂壓調(diào)節(jié)

、正常停機、緊急停機

、電動運行

、正常運行等項操作及控制。
TRT工作原理
TRT是利用高爐煤氣所具有的壓力能

、熱能

，通過透平膨脹做功，驅(qū)動發(fā)電機發(fā)電

，來進行能量回收的一種節(jié)能裝置

。
TRT與減壓閥組的關系
減壓閥組是高爐頂壓控制的重要手段，根據(jù)高爐爐容大小的不同

，減壓閥組中閥門的口徑和數(shù)量亦有區(qū)別

，但其作用是相同的。減壓閥組一般由一臺自動閥

、兩臺或三臺手動閥等組成

。
TRT裝置與高爐減壓閥組在煤氣管網(wǎng)配置中既有串聯(lián)也有并聯(lián)的。
TRT串聯(lián)在減壓閥組之后

，正常運行時

，減壓閥組全開。
優(yōu)點：適合泄漏量大

，不易改造的減壓閥組

。
缺點：整個系統(tǒng)的安全性較并聯(lián)來說較差。
將TRT與減壓閥組進行并聯(lián)

，正常運行時

，減壓閥組全關。
并聯(lián)運行對減壓閥組進行改造
為配合TRT工程

，對減壓閥組進行如下改造：
設置一臺自動閥

，接受來自頂壓調(diào)節(jié)器的控制信號

，自動調(diào)整爐頂壓力。
設置一臺量程閥

，根據(jù)自動閥閥位進行自動調(diào)整

，保證自動閥在線性區(qū)工作。
設置兩臺快開閥

，一用一備

，當TRT發(fā)生故障緊急停機時，該閥能夠自動開啟

，保證爐頂壓力的波動范圍在允許值之內(nèi)

。
減壓閥組一般歸煉鐵使用，TRT一般劃歸動力廠

，為簡化兩所屬單位之間的關系

，可不對減壓閥組進行改造，采用透平機并聯(lián)旁通快開閥的方案

。我廠TRT機組即采用此方式

。
TRT對高爐的頂壓控制
減壓閥組是高爐頂壓控制的重要手段，根據(jù)高爐爐容大小的不同

，減壓閥組中閥門的口徑和數(shù)量亦有區(qū)別

，但其作用是相同的。5#高爐配套TRT裝置與高爐減壓閥組屬于并聯(lián)配置

，在正常運行時

，減壓閥組全關。
高爐爐頂壓力的控制
高爐爐頂壓力的調(diào)節(jié)系統(tǒng)主要由頂壓調(diào)節(jié)系統(tǒng)和前饋控制組成

。
TRT正常運行時的頂壓調(diào)節(jié)原理： TRT對高爐頂壓的調(diào)節(jié)以TRT側(cè)的高爐頂壓設定值為目標值

，采用PID調(diào)節(jié)控制TRT靜葉開度，達到控制高爐爐頂壓力穩(wěn)定的目的

。靜葉比高爐減壓閥組調(diào)節(jié)目標值低3kPa左右

，以保證靜葉調(diào)節(jié)的優(yōu)先性。TRT運行時

，靜葉在自動狀態(tài)

，高爐減壓閥組自動閥同樣保持自動狀態(tài)，減壓閥組各閥門全部關閉

。正常運行時

，機組兩旁通快開閥全部關閉，一在自動位置（調(diào)節(jié)目標值比靜葉高3kPa

，以保證靜葉調(diào)節(jié)的優(yōu)先性）

，一在手動位置，一旦靜葉調(diào)節(jié)出現(xiàn)問題

，頂壓波動超出正常范圍

，在自動位置的旁通快開閥會自動參與頂壓調(diào)節(jié)

。
高爐頂壓的前饋控制：對通過TRT的高爐煤氣流量進行測量和溫壓補償校正，以此信號控制旁通快開閥的開度

。在機組正常運行時

，旁通快開閥全關；當機組發(fā)生重故障時

，兩旁通快開閥快速打開相應開度（本機組兩旁通快開閥無論在手動位置還是在自動位置

，有重故障時均能快速打開），在靜葉及快切閥快速關閉對高爐產(chǎn)生作用之前

，快速打開

，使高爐煤氣形成暢通

，消除這一不安全因素

。


重故障跳機后對頂壓的控制：當TRT機組發(fā)生重故障時，由兩旁通快開閥進行頂壓控制

。兩旁通快開閥同時打開同樣開度

，兩閥門同步對頂壓進行自動調(diào)節(jié)。在高爐接到TRT跳機信號后

，TRT運行人員可將旁通快開閥轉(zhuǎn)為手動

，并逐步關閉旁通快開閥，將頂壓控制全部交給高爐控制室

。

參考產(chǎn)品：緩蝕阻垢劑

錄入時間：2016/8/23 10:02:49 點擊次數(shù)：1851