淺談影響450 m3、580 m3高爐共用型

郭偉

摘 要：分析了河北縱橫鋼鐵450 m3、580 m3高爐共用型 TRT透平機出力、高爐煤氣流量、煤氣溫度、煤氣含塵量、無功調整等對高爐余壓回收透平發電的影響，并提出了解決措施，以期提高發電量。

關鍵詞：煤氣余壓發電裝置；含塵量；無功調整；TRT

中圖分類號：TF54 文獻標識碼：A DOI：10.15913/j.cnki.kjycx.2016.08.091

1 概述

TRT（高爐煤氣余壓發電裝置）是一種運用物理能的回收裝置，高爐高壓正常生產時，煤氣發生量為1.0×105～2.0×105 m3/h。煤氣在進入主管網前必須降壓，傳統降壓通過減壓閥組完成，即將100 kPa左右的煤氣壓力降至13 kPa，進而導致壓力能大量損失。為了降低生產成本和回收能源，在減壓閥組旁并聯了TRT余壓回收裝置，在保證高爐正常生產的前提下，盡可能地運用TRT發電。在此情況下，一方面能回收能源，另一方面能更加平穩地調節和控制高爐頂壓，并進一步清洗煤氣、降低噪聲。

2 共用型TRT發電量降低的原因

2.1 共用型TRT的工藝流程

河北縱橫鋼鐵2#TRT是在煉鐵廠3#和4#高爐減壓閥前并入的，經過膨脹做功后，可將煤氣送入低壓管網。

2.2 TRT發電的影響因素

2.2.1 高爐

機組的發電效率與高爐煤氣的流量成正比。在高爐爐況穩定的情況下，高爐煤氣發生量會維持在穩定范圍內。如果450 m3高爐的流量維持在1.0×105 m3/h，580 m3高爐的流量維持在1.4×105 m3/h，則通過TRT裝置才能保證發電量有所提高。通過分析和檢查，減壓閥組的內漏是TRT發電量降低的主要原因。

在高爐煤氣壓力穩定的前提下，煤氣溫度提高10 ℃，理論測算發電量可提高3%～5%.在保證安全的情況下，可以提高TRT入口的溫度。2#TRT曾經出現過高爐溫度降低至68 ℃的情況（高爐頂壓為164 kPa）。由于溫度較低，出現了“糊布袋”現象，導致進口壓力僅為80 kPa，降低了膨脹壓力，進而降低了發電量。開蓋檢修后發現，煤氣的溫度低、水分大會造成透平機葉片及承缸等部位出現“結鹽”現象。

在定期開蓋檢查設備時發現，除靜葉、承鋼上有結塊外，靜葉部分的動葉沖刷較為嚴重，很多葉片被沖刷成鐵片或葉片腳已經消失，導致煤氣直接通過葉片進入低壓側，未起到膨脹做功的效果。在此情況下，透平的軸振由原來的18 μm增至30 μm，動平衡已嚴重損壞，不僅降低了透平機的效率，還嚴重影響了設備的安全運行。

2.2.2 TRT

并網發電的運行方式一般分為恒壓運行、恒無功運行、恒功率因數運行三種。由于高爐煤氣流量波動較大，且TRT發電與邯鄲電力公司縱橫站并網運行，因此，采用了恒無功運行的方式。

恒無功調節的優勢為當產生有功負荷或電網電壓波動時可調節勵磁電流，從而使發電機繼續輸出無功功率。在該運行方式下，發電機具有較好的穩定性，可通過以下公式體現：

PN=1.732×UN·IN·cos?N . （1）

QN=1.732×UN·IN·sin?N . （2）

S2=P2+Q2. （3）

式（1）（2）（3）中：PN為發電機的有功功率；UN為額定電壓，即發電機額定運行時定子三相繞組的線電壓；IN為額定電流，即發電機額定運行時定子三相繞組的線電流；cos?N 為功率因數，具有滯后性質，即定子電流相位落后于定子電壓相位的?角；Q為發電機的無功功率；S為發電機的視在功率。

從式（1）（2）（3）中可看出，發電機的無功功率越大，有功功率就越小。因此，在恒無功運行時，無功功率不能低于1 500 kVar/h，功率因數不能超過0.95，并盡可能減少無功消耗。如果調節不當，就會影響發電。

3 應對措施

在減壓閥組一側添加了1個DN1600閥門，降低了通過減壓閥組泄往低壓管網的泄漏量，保證了所有煤氣流向TRT，3#煤氣流量由原來的80 000 m3/h升到1.0×105 m3/h，4#煤氣流量由原來的1.0×105 m3/h升到1.3×105 m3/h，發電量發電負荷提高至4 900 kW·h，瞬時最高達到6 300 kW·h。

要求高爐在不影響爐況的情況下提高煤氣溫度，且重新采用了較好的保溫材料對管道進行保溫處理。實踐證明，提高高爐煤氣的溫度可有效防止除塵器“糊布袋”現象出現，入口溫度由原來的100 ℃提高至120 ℃后，可連續半年不清洗高爐，有效提高了作業效率。

此外，我們將轉子返廠，修復了葉片，重新進行了平衡處理，清理了管道積灰；除已經進行的煤氣含塵量在線監測外，還采取了化驗室常規取樣手段，將含塵量控制在了10 mg/Nm3以下；要求煉鐵廠更換布袋，加強維護和管理，杜絕煤氣粉塵超標；運行時，應時刻關注功率因數的變化情況，無功功率不可低于1 500 kVar/h，功率因數盡可能保持在0.9～0.95.

4 結束語

TRT在經過整改后，不僅能控制好高爐的頂壓，還能盡可能地回收煤氣發電，發電量由平均3 500 kW·h提高到了5 800 kW·h，瞬時最高達到了7 200 kW·h。TRT不僅回收了能源，還為我國降低PM2.5作出了較大的貢獻。

參考文獻

[1]劉延澤.高爐提高TRT發電量方法淺述[J].中國高新技術企業，2012（29）.

[2]周繼程，張春霞，韓偉剛.中國高爐TRT技術的應用現狀和發展趨勢[J].鋼鐵，2015（12）.