馬鋼4號高爐TRT平面布置探析

郭海波

（中冶南方工程技術有限公司， 湖北　武漢　430023）

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馬鋼4號高爐TRT平面布置探析

郭海波

（中冶南方工程技術有限公司， 湖北武漢430023）

結合馬鋼4號高爐TR T系統(tǒng)的工藝概況、系統(tǒng)組成等方面介紹了其平面布置，并從選址、防火間距、煤氣凈化、設施間距、檢修空間等方面介紹在進行TR T系統(tǒng)平面布置時需要注意的問題。

高爐TR T平面布置

高爐煉鐵工序是鋼鐵企業(yè)生產(chǎn)流程中最大的能耗單元，一般情況下高爐煉鐵能耗占整個流程的70%左右，因此降低煉鐵工序的能耗是鋼鐵企業(yè)降本增效的著力點。高爐產(chǎn)生的煤氣具有一定的溫度和壓力，利用煤氣余壓發(fā)電裝置（top gas pressure recovery turbine，簡稱TRT）回收其壓力能及熱能，一般可回收鼓風機所需能量的30%，是煉鐵工序節(jié)能降耗的必然選擇。《高爐煉鐵工藝設計規(guī)范》中規(guī)定：高爐必須設置爐頂煤氣余壓發(fā)電裝置，并應與高爐同步投產(chǎn)。因此，無論是從技術方面還是從經(jīng)濟效益方面考慮，TRT系統(tǒng)都是高爐系統(tǒng)必備的配套項目。

1　TRT工藝概況

馬鋼4號高爐容積為3 200 m3，爐頂壓力為0.25 MPa。高爐煤氣凈化采用干法布袋除塵系統(tǒng)；TRT裝置采用干式機組，裝機容量為24 000 kW，與減壓閥組并聯(lián)布置。

2　TRT系統(tǒng)組成

TRT系統(tǒng)由透平主機、潤滑油系統(tǒng)、液壓伺服系統(tǒng)、冷卻水系統(tǒng)、氮氣密封系統(tǒng)、高/低壓發(fā)配電系統(tǒng)、自動控制系統(tǒng)、大型閥門及管道系統(tǒng)等組成。

馬鋼4號高爐TRT系統(tǒng)在建構筑物單元上由TRT裝置、主控樓、大型閥門及管道系統(tǒng)組成。TRT裝置采用室外（露天）布置，上設遮雨棚。高低壓配電室、液壓系統(tǒng)、潤滑油系統(tǒng)、控制系統(tǒng)等集中于TRT控制樓。

TRT裝置有室外（露天）布置、室內(nèi)布置兩種形式。從安全角度考慮，室外（露天）布置有利于煤氣擴散，煤氣不宜聚集，也有利于節(jié)省土建投資。但北方地區(qū)由于天氣原因，考慮到氣侯對設備的影響及設備維護、檢修的需要，一般采用室內(nèi)布置。馬鋼地處南方地區(qū)，氣侯條件對設備的影響較小，因此選擇室外（露天）布置形式。

3　TRT系統(tǒng)平面布置

馬鋼4號高爐TRT系統(tǒng)與干法布袋除塵集中布置于高爐東北角的公輔區(qū)，位于干法布袋除塵的東側，與減壓閥組并聯(lián)布置。主控樓位于TRT裝置西北角與其毗連布置，大型閥門及煤氣管道圍繞TRT進、出口布置，詳細布置見圖1。

圖1　TRT系統(tǒng)平面布置圖

4　TRT系統(tǒng)平面布置需注意的問題

TRT系統(tǒng)是高爐煤氣處理流程中的一環(huán)，為煤氣凈化系統(tǒng)的后工序，不宜與高爐距離太遠，一般布置在高爐公輔區(qū)，靠近煤氣凈化系統(tǒng)，以縮短高壓段的煤氣管線，減少壓力和溫度損失，提高發(fā)電量。

TRT系統(tǒng)中的運行介質(zhì)是高爐煤氣，屬于易燃、有毒氣體，具有中度危險性。為防止對人員或其他系統(tǒng)建構筑物造成危害，應避開人員密集地段和重要建構筑物；同時，為防止周圍環(huán)境對TRT系統(tǒng)本身造成危害，TRT系統(tǒng)應避開明火或其他危險源。

室內(nèi)布置TRT裝置，其主廠房為乙類建筑；室外布置TRT裝置，其構造物也可視為乙類建筑。為滿足消防撲救，防止火災蔓延，應嚴格執(zhí)行最新版《建筑設計防火規(guī)范》、《鋼鐵冶金企業(yè)設計防火規(guī)范》、《煤氣余壓發(fā)電裝置技術規(guī)范》規(guī)定的防火間距。下列幾個防火間距在平面布置時需要注意的事宜如下：

1）TRT控制樓與TRT裝置之間的防火間距。馬鋼4號高爐TRT控制樓與TRT裝置外緣間距為4.5 m。TRT控制樓是TRT裝置的生產(chǎn)輔助用房，與生產(chǎn)流程有著密切聯(lián)系。其安全主要靠工藝流程上的各種檢測儀器、連鎖功能、設備自身安全設置、管理制度來保證；其防火間距主要根據(jù)檢修、操作的要求確定，一般不小于3m。

2）TRT裝置與鐵路之間的防火間距。馬鋼4號高爐TRT裝置與高爐鐵水線的間距為84m。TRT裝置作為乙類構筑物，在《建筑設計防火規(guī)范》中對乙類建筑與鐵路的防火間距未做明確規(guī)定，但在《煤氣余壓發(fā)電裝置技術規(guī)范》中對TRT裝置與鐵路的防火間距作出了規(guī)定：與廠外鐵路中心線非電力機車線路不小于25 m，與電力機車線路不小于20 m；與廠內(nèi)鐵路中心線非電力機車線路不小于20 m，與電力機車線路不小于15 m。高爐鐵水多采用鐵路運輸，鐵路在高爐區(qū)普遍存在，甚至在某種程度上決定著高爐區(qū)的平面布置，TRT系統(tǒng)應適應其布置，并滿足防火間距的要求。

3）TRT裝置與架空電力線的防火間距。馬鋼4號高爐TRT裝置與現(xiàn)有110 kV架空線的間距為64 m，大于1.5倍桿塔高度。TRT裝置作為乙類構筑物，在《建筑設計防火規(guī)范》中對乙類建筑與架空電力線的防火間距未做明確規(guī)定，但在《煤氣余壓發(fā)電裝置技術規(guī)范》中規(guī)定其防火間距不小于1.5倍桿塔高度。為滿足生產(chǎn)需要、降低成本及檢修率，企業(yè)多采用架空線的方式，所以在進行TRT系統(tǒng)平面布置時需要注意TRT裝置與架空電力線的間距問題。

鋼鐵企業(yè)作為控制系統(tǒng)，需計量進入TRT系統(tǒng)的煤氣量，一般在煤氣凈化設施與TRT系統(tǒng)之間設置流量計。為保證計量的精度，流量計前后需保證一定的直管段，根據(jù)計量精度要求不同，流量計選型不同，流量計前端一般需要5～10D（D為煤氣管直徑）長度的直管段，后段一般需要3～5D長度的直管段，否則可能造成計量不準。若是為了滿足直管段的要求將煤氣管環(huán)繞布置，使管線布置曲折，則會造成彎頭增加、氣流不順、壓力損失增加、TRT效率降低。

TRT裝置的透平機、發(fā)電機、大型閥門需要定期檢修維護，而這些部件的體積大、重量大，大修時需要大型吊車、平板車配合作業(yè)及足夠的檢修場地。

馬鋼4號高爐TRT裝置發(fā)電機最大吊裝部件重達70余噸，需要125t以上的吊車進行作業(yè)。此類吊車的車體尺寸、回轉(zhuǎn)半徑、支腿間距都比較大，125 t吊車支腿間距不小于7.5 m，場地寬度必須大于吊車支腿間距，并留有一定的安全間距，否則將無法進行檢修。馬鋼4號高爐TRT裝置北側設置了10 m寬的檢修通道，可滿足TRT裝置檢修的需要。

馬鋼4號高爐TRT的出口插板閥長達11.5 m，重達38.5t，需要75t以上吊車作業(yè)。可在大型閥門區(qū)域預留11 m×29 m的檢修區(qū)域，以滿足吊車及平板車作業(yè)需求；在閥門周圍煤氣管線預留6 m以上的凈空，以滿足車輛通行的要求。

5　結語

TRT系統(tǒng)作為鋼鐵企業(yè)高爐的配套公輔設施，屬乙類建構筑物，具有火災和爆炸隱患，因此其平面布置對選址、防火間距、檢修等方面有著特殊的要求。希望本文對類似的工程項目的平面布置有所啟發(fā)。

（編輯：賀焱）

Masteel No.4 BF TRT Layout Analysis

GUO Haibo
（WISDRI Engineering&Research Incorporation Limited，Wuhan Hubei 430023）

Combined with the process general situation and system composition of Masteel No.4 BF TRT system,this paper introduces its layout.And from the location,fire separation,gas purification,facilities and maintenance space,it presents the problems need to be aware of in TRT system layout.

blast furnace,TRT,layout

TF57

A

1672-1152（2016）02-0063-02

10.16525/j.cnki.cn14-1167/tf.2016.02.24

2016-01-29

郭海波（1979—），男，主要從事鋼鐵企業(yè)工程設計工作，高級工程師。