李清河

摘 要：高爐煤氣余壓透平發(fā)電裝置TRT的生產(chǎn)運(yùn)行是一種物理能的回收利用裝置，高爐生產(chǎn)時(shí)產(chǎn)生的高溫高壓煤氣具有壓力能和熱能，煤氣通過(guò)透平機(jī)做功，帶動(dòng)發(fā)電機(jī)裝置發(fā)電。在保證高爐正常生產(chǎn)的前提條件下，盡可能運(yùn)行TRT能量回收系統(tǒng)多發(fā)電，一方面能回收能源，另一方面此工藝能更加平穩(wěn)地調(diào)節(jié)和控制爐頂壓力，從而進(jìn)一步清洗煤氣。

關(guān)鍵詞：生產(chǎn)工藝；電液伺服控制；高低壓發(fā)配電；自動(dòng)控制

中圖分類(lèi)號(hào)：TU755 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A DOI：10.15913/j.cnki.kjycx.2017.05.119

1 生產(chǎn)工藝

高爐產(chǎn)生的煤氣經(jīng)重力除塵器、布袋除塵器系統(tǒng)后進(jìn)入TRT，煤氣推動(dòng)透平機(jī)轉(zhuǎn)子，透平機(jī)轉(zhuǎn)子帶動(dòng)發(fā)電機(jī)發(fā)電，經(jīng)透平機(jī)做功出來(lái)的煤氣進(jìn)入低壓煤氣管網(wǎng)。發(fā)電機(jī)經(jīng)出線斷路器接母線上，經(jīng)變電站與電網(wǎng)連接。當(dāng)高爐短期休風(fēng)時(shí)，可不解列作電動(dòng)機(jī)運(yùn)行。此時(shí)，發(fā)電機(jī)吸收電網(wǎng)的電能。共用型TRT是2座高爐帶1個(gè)透平機(jī)，當(dāng)一座高爐休風(fēng)時(shí)，TRT只需退出此高爐，打開(kāi)出口連通閥和進(jìn)口連通閥，用另一座高爐帶動(dòng)TRT繼續(xù)發(fā)電。此時(shí)，不用停機(jī)解列，當(dāng)高爐同時(shí)長(zhǎng)時(shí)間休風(fēng)時(shí)，TRT才停機(jī)解列。

2 高爐煤氣余壓發(fā)電裝置系統(tǒng)的組成

2.1 透平主機(jī)

透平主機(jī)是煤氣工質(zhì)壓力差轉(zhuǎn)換為機(jī)械功的地面運(yùn)行設(shè)備。高爐煤氣余壓透平機(jī)組由以下各組件組成：外殼體組件、靜葉內(nèi)殼體組件、轉(zhuǎn)子組件、入口側(cè)軸承機(jī)組件、出口側(cè)軸承機(jī)組件、止推軸承、支撐軸承、靜葉調(diào)角器和盤(pán)車(chē)裝置。透平由帶有二級(jí)葉片的轉(zhuǎn)子，通過(guò)止推軸承和支撐軸承支持在機(jī)匣上，機(jī)匣經(jīng)承受力點(diǎn)與底座相連。

2.2 大型閥門(mén)系統(tǒng)

TRT的大型閥門(mén)主要包括入口蝶閥、調(diào)速閥、出口蝶閥、入口插板閥、出口插板閥、入口連通閥、出口連通閥、快切閥、旁通快開(kāi)閥。入口蝶閥可以作為插板閥開(kāi)關(guān)時(shí)的輔助閥門(mén)；調(diào)速閥用于啟車(chē)沖轉(zhuǎn)速，TRT機(jī)組并網(wǎng)成功后打開(kāi)入口蝶閥；插板閥能夠完全切斷煤氣，當(dāng)TRT系統(tǒng)裝置需要檢修時(shí)，必須關(guān)閉進(jìn)出口插板閥，可靠切斷煤氣來(lái)源，氮?dú)庵脫Q，進(jìn)行煤氣防爆實(shí)驗(yàn)合格后方可檢修；出口蝶閥一般在出口插板閥為敞開(kāi)式時(shí)才配置，主要用于關(guān)閉出口插板閥時(shí)防止低壓管網(wǎng)煤氣大量泄漏；快切閥能夠在機(jī)組出現(xiàn)重故障時(shí)快速關(guān)閉，可切斷TRT的煤氣來(lái)源，保證機(jī)組安全停機(jī)；進(jìn)出口連通閥主要用于共用型TRT，當(dāng)一座高爐休風(fēng)而另一座高爐正常運(yùn)行時(shí)，打開(kāi)連通閥保持進(jìn)出氣平衡，防止震動(dòng)與位移增高；旁通快開(kāi)閥的作用是當(dāng)TRT機(jī)組聯(lián)鎖停機(jī)快切閥快速關(guān)閉時(shí)，能快速打開(kāi)到一定角度，使高爐煤氣通過(guò)旁通快開(kāi)閥進(jìn)入低壓管網(wǎng)，保證高爐爐頂壓力不產(chǎn)生大的波動(dòng)。共用型TRT有進(jìn)口連通閥和出口連通閥，當(dāng)一座高爐休風(fēng)，另一座高爐正常運(yùn)行時(shí)，TRT不必停機(jī)，只需將出口連通和進(jìn)口連通打開(kāi)，保證TRT進(jìn)氣平穩(wěn)，避免因透平機(jī)軸位移和軸震動(dòng)過(guò)高而導(dǎo)致停車(chē)。

2.3 潤(rùn)滑油系統(tǒng)

潤(rùn)滑油給各軸承潤(rùn)滑點(diǎn)提供稀油循環(huán)潤(rùn)滑，以滿(mǎn)足機(jī)組在運(yùn)行時(shí)或事故狀態(tài)下的潤(rùn)滑油供給，同時(shí)，起到給軸承降溫的作用。該系統(tǒng)主要由潤(rùn)滑油泵、油箱、冷卻器、高位油箱等組成，潤(rùn)滑油站的油泵能夠提供穩(wěn)定壓力和流量的清潔潤(rùn)滑油；冷卻器用于調(diào)節(jié)供給潤(rùn)滑油的溫度；高位油箱是在緊急停電狀態(tài)下，依靠自然位差維持機(jī)組停機(jī)時(shí)的潤(rùn)滑油供給。

2.4 電液伺服控制系統(tǒng)

動(dòng)力油泵主要給伺服油缸、快切閥、旁通快開(kāi)閥供油。PLC柜通過(guò)分析高爐傳輸?shù)捻攭号c設(shè)定壓力變化給液控單元下達(dá)指令，通過(guò)靜葉開(kāi)度的調(diào)節(jié)保證高爐頂壓穩(wěn)定。電液伺服控制系統(tǒng)控制著靜葉和旁通快開(kāi)閥、快切閥，直接影響機(jī)組的轉(zhuǎn)速穩(wěn)定、機(jī)組正常運(yùn)行和停機(jī)時(shí)的頂壓穩(wěn)定。

2.5 給排水系統(tǒng)

TRT給排水系統(tǒng)中主要為冷卻水，其來(lái)自高爐凈環(huán)水，主要為發(fā)電機(jī)冷卻器及潤(rùn)滑油冷卻器、動(dòng)力油冷油器供水。

2.6 氮?dú)饷芊庀到y(tǒng)

TRT的密封系統(tǒng)采用惰性、無(wú)毒的氮?dú)?，氮?dú)饷芊庀到y(tǒng)用氮?dú)馀c機(jī)械密封相配合。通過(guò)電動(dòng)調(diào)節(jié)閥，保證密封軸端氮?dú)鈮毫κ冀K高于煤氣壓力0.02～0.03 MPa，從而保證煤氣不外泄。軸頸與機(jī)匣間的煤氣密封采用氣液雙重密封系統(tǒng)，卸壓式氮?dú)馐猃X迷宮式密封，工作壽命長(zhǎng)、密封可靠、氮?dú)夂牧啃?。?dāng)TRT內(nèi)部設(shè)備或管道需要檢修時(shí)，TRT必須進(jìn)行氮?dú)庵脫Q煤氣工作，這是因?yàn)槊簹馊菀资谷酥卸荆乙兹家妆?，但氮?dú)馐嵌栊詺怏w，可避免著火爆炸。

2.7 高低壓發(fā)配電系統(tǒng)

該系統(tǒng)主要包括同步發(fā)電機(jī)、高壓配電系統(tǒng)、低壓電控系統(tǒng)。高壓配電系統(tǒng)設(shè)置有自動(dòng)準(zhǔn)同期并網(wǎng)裝置以及差動(dòng)、復(fù)合電壓過(guò)流、失磁等保護(hù)；低壓電控系統(tǒng)包括閥門(mén)連鎖控制、備用油泵的自啟動(dòng)等設(shè)施。

2.8 自動(dòng)控制系統(tǒng)

自動(dòng)控制系統(tǒng)由檢測(cè)儀表、操作站等組成，自動(dòng)調(diào)節(jié)儀表系統(tǒng)對(duì)整個(gè)系統(tǒng)各運(yùn)行參數(shù)進(jìn)行監(jiān)視和記錄。TRT運(yùn)轉(zhuǎn)發(fā)電時(shí)，可自動(dòng)調(diào)節(jié)控制高爐頂壓保持平穩(wěn)。自動(dòng)控制系統(tǒng)由反饋控制、轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)、高爐頂壓復(fù)合調(diào)節(jié)、邏輯順控等組成。

3 提高TRT發(fā)電效率的主要方法

具體包括高爐煤氣流量要高而穩(wěn)定，與透平機(jī)并聯(lián)的高爐減壓閥組要關(guān)到位，盡可能多地讓煤氣通過(guò)TRT；在不增加消耗的情況下，盡可能地提高煤氣溫度；定期檢查維修TRT，保證設(shè)備運(yùn)行工況良好；根據(jù)高爐運(yùn)行工況及時(shí)調(diào)節(jié)勵(lì)磁。

4 結(jié)束語(yǔ)

高爐TRT壓差發(fā)電系統(tǒng)是一種能源回收裝置，是高爐冶煉工序的重大節(jié)能項(xiàng)目，由于其不消耗燃料、不污染環(huán)境、發(fā)電成本低，所以，經(jīng)濟(jì)效益十分顯著，應(yīng)大力倡導(dǎo)。

〔編輯：張思楠〕