韶钢高炉煤气全干式余压透平发电的设计与应用

２００６年第５期　冶　金　动　力　总第１１７期　Ｍ日ｒＡＩ．Ｉ．Ｕ】　ＧｌＣＡＬ　ＰＯＷＥＲ　韶钢高炉煤气全干式余压透平发电的设计与应用　马进生　（中冶华天工程技术有限公司，安徽马鞍山２４３００５）　【中图分类号】Ｘ７５７　【文献标识码】Ｂ　【文章编号ｌ　１００６－６７６４（２００６）０５—００２３－－０２　Ｄｅｓｉｇｎ　ａｎｄ　Ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎ　ｏｆ　Ｆｕｌｌ　Ｄｒｙ　ＴＲＴ　ｏｆ　Ｂｌａｓｔ　Ｆｕｒｎａｃｅ　Ｇａｓ　ＭＡ　Ｊｉｎ—ｓｈｅｎｇ　（ｎｕａｔ／￣Ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ　Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ　Ｃｏ．，Ｌｔｄ．，Ｃｈｉｎａ　Ｍｅｔａｌｌｕｒｇｙ　Ｃｏｎｓｔｒｕｃｔｉｏｎ　Ｃｏ．，Ｍｏａｎｓｈａｎ，Ａｎｈｕｉ　２４３００５，　叫　１　前言　业结构调整指导目录》中，“高炉炉顶压差发电　广东韶钢７　高炉（２５００　ｍ３）２００５年８月建成投　（ＴＲＴ）”列为钢铁行业鼓励建设项目。Ⅱ汀是节能降　产，高炉煤气除尘系统采用干法布袋除尘工艺，煤气　耗和提升经济效益的好项目。既有利于企业的经济　全干式余压透平发电机组（ＴＲＴ）与高炉同步建设，２００５　效益又有良好的社会效益，也符合国家的建设方针；　年１０月正式并网发电；经过近８个月的运行表明，　本次工程中，Ⅱ汀装置与高炉同步建设。　Ⅱ汀装置的各项运行指标均正常，符合设计要求。　在本工艺设计中，ＴＲＴ装置作为煤气布袋除尘　２煤气系统工艺流程和主要工艺参数　后的主线布置，调压阀组及消音器作为旁通，同时省　２．１工艺流程　去了ＴＲＴ装置旁通管路，将ＴＲＴ装置的旁通快开阀　高炉产生的荒煤气经重力除尘器的粗除尘，进　并人调压阀组内。调压阀组内共设有４个阀门（３ｘ　入布袋除尘器进行精除尘，然后进入ＴＲＴ透平机膨　ＤＮ９ｏｏ＋１×ＤＮ６ｏｏ），其中１台ＤＮ９００和１台ＤＮ６００　胀做功发电，自ＴＲＴ低压侧出来的煤气进入厂区高　的调节阀为电动型，作为自动调节阀；另外２台　炉煤气主管网，煤气调压阀组及消音器与　Ｉ　并联　ＤＮ９００的阀门为液动型，具有快开（小于２　ｓ）、慢关　布置；工艺流程示意见图１。　功能．作为ＴＲＴ装置的紧急快开阀。　除尘器一除尘　一一睿煤　３．２关键阀门选用进口产品　考虑到整个系统运行的安全可靠性，对于ⅡｌＴ　进口管道上的紧急切断阀（ＤＮ２０００）以及电动蝶阀　图１　煤气系统工艺流程图　（ＤＮ２０００）均采用德国ＫＲＯＢＡＣＨ进口产品。在ＴＲＴ　２．２主要工艺参数　重故障时，紧急切断阀可确保在０．５　ｓ内切断煤气，　高炉容积：２５００　ｍ　；　从而保证透平机组的安全；电动蝶阀除密闭性可靠　炉顶压力：正常１６０～２２０　ｋＰａ，最高２５０　ｋＰａ，常　外，还具有较好的调节功能，这样可在ＴＲＴ启动时，　压４０　ｋＰａ；　能够给出透平所需的各种煤气流量。　炉顶煤气温度：正常１２０～２００℃；　３．３半敞式厂房的应用　煤气发生量：平均３９０　０００－４２０　０００　ｍ３／ｈ，最大　ＴＲＴ透平机及发电机的基础采用混凝土高架台　４７０　０００　ｍ　：　式，平台相对标高为８　ｍ，煤气进出方向为下进下　布袋除尘后净煤气含尘量：≤１０　ｍｓ／ｍ’；　出，进出口水平管道方向与机组垂直，润滑油站及动　布袋除尘后净煤气温度：１００～１８０℃：　力油站分上下两层布置于透平机端头；考虑到南方　布袋除尘器阻损：≤５　ｋＰａ。　多雨天气以及煤气区域的危险性，Ⅱ汀主厂房采用　３工艺设计主要特点　半敞开钢结构形式，厂房不设砖墙，顶部设挡雨棚。　３．１　ＴＲＴ装置作为煤气布袋除尘后的主线布置　侧面设挡雨片。另为方便机组系统的检修，在厂房内　目前全国电力供应紧张，ＴＲＴ发电符合国家能　设有起重量为４０　ｔ的桥式双梁吊车１座。　源政策。国家发改委２００３年１２月２６　１３发布的《产　３．４　ＴＲＴ设有独立的操作控制楼　维普资讯 http://www.cqvip.com

冶　金　动　力　２ＯＯ６年第５期　２４　ＭＥＴＡＬＬＵＲＧＩＣＡＬ　Ｐ０ＷＥＲ　总第１１７期　一般来讲，如果ＴＲＴ与高炉同步建设，应将　５存在的问题　ＴＲＴ自控系统并入高炉中央控制室，这样可以减少　（１）总图布置。整个ＴＲＴ区域的总图布置不是很　投资并且能够方便管理；但本次工程中ＴＲＴ主要由　理想，主要是检修通道不完善，造成ＴＲＴ出口管道　韶钢热电厂管理，因而ＴＲＴ单独设有操作控制楼，　阀门的安装与检修有一定困难。　控制楼共三层，第一层为高、低压开关室、第二层为　（２）ＴＲＴ进口煤气管道的排水问题。鉴于煤气是　电缆夹层。第三层为操作值班室。　干法除尘，通常温度较高，且为高压煤气，故在设计　４运行情况　中对ＴＲＴ进口煤气管道未考虑冷凝水的排放；而实　自２００５年１０月投产以来，７　高炉ＴＲＴ系统运行　际运行中，由于有时高炉操作不顺，煤气温度较低，　正常．ＴＲＴ机组根据高炉炉顶压力设定值进行调节控　加之ＴＲＴ进口煤气管道标高较低，造成进口管道内　制．炉顶压力波动控制在±３　ｋＰａ，比调压阀组控制时（±　有积水难以排放。解决办法是在ＴＲＴ进口管道增设　１５　ｋＰａ）更为稳定，机组全负荷时甩负荷，炉顶压力波　１处干式冷凝水排放器：其缺点是不能实现连续排　动小于±８　ｋＰａ；平均小时发电功率１２　０００　ｋＷ，最大　水以及排放时须注意安全、防止操作人员煤气中毒。　功率达１６　０００　ｋＷ，机组效率、噪声等各项指标及其　６结语　技术性能均达到设计要求，其生产运行指标如下：　７　高炉ＴＲＴ投运后。不仅可回收大量电能。降　煤气流量：平均３９０　０００～４２０　０００　ｍ３／ｈ，最大　低炼铁工序成本。而且可消除调压阀组区域的振动　４７０　０００　ｍ３／ｈ；　和噪声，噪声由１２３．９　ｄｂ（Ａ）降至８５　ｄｂ（Ａ）以下，大　进透平煤气压力：１５０～２１０　ｋＰａ；　大改善了炼铁区域的环境：同时该机组确保了高炉　进透平煤气温度：１００～１８０℃；　的安全生产和炉顶压力的稳定，工程投资省、经济效　透平出力：９　５００～１６　０００　ｋＷ：　益显著。　‘　发电机额定功率：１８　０００　ｋｗ；　收稿日期：２００６—０５—１０　发电机额定电压：１０．５　ｋＶ；　作者简介：马进生（１９７５一），男，１９９７年毕业于华东冶金学院煤化工　机组噪声：８５　ｄｂ（Ａ）以下。　专业。燃气工程师，现主要从事燃气设计工作。　（上接第２２页）其来源只能是来自高炉冶炼的炉料。　议使用带冷凝液排除口的自由型波纹管补偿器，或者　我们于是取焦碳分析，没有检测到氯，而取烧结矿分　选用耐氯腐蚀的一些合成材质的不锈钢补偿器。　析，氯占０．１６％，经换算，煤气中因此氯的含量占　（６）在较远端去用户支管上，可加装水喷淋装　１０３１　ｍｇ／ｍ３，这个数量是比较大的。我们还用吸收法　置，但要注意喷淋水的充分排除问题。我们拟在去竖　取５００　ｍＬ的纯净水，在２　ｈ内煤气流通量为３　ｍ３，　炉的支管上，沿周长加装两道喷淋，两道间隔２　ｍ，　纯净水中的Ｃｌ含量增加３２０　ｍｇ／Ｌ。但用此法误差　每道均匀安６个Ｄｇｌ０螺旋式喷嘴，前道喷嘴伸进　较大，因为不一定全部吸收煤气中的氯，此法验证了　管道３５０　ｍｍ，后道伸进２５０　ｍｍ，喷淋水量为１２　ｔ／　煤气中氯的存在。进一步分析，烧结矿中的氯主要来　ｈ，最大２０　ｔ／ｈ。在喷淋装置前后安装自动排水器。　自两个方面：一是为了降低烧结矿在炉内低温还原　６结语　粉化率，在烧结矿喷洒ＣａＣｌ　添加剂；二是回收利用　高炉煤气中含有氯元素对系统运行的影响还有　的瓦斯泥中有氯的存在。其主要来自浊水除泥处理　待进一步研究分析，特别是在一些新建较大容积的　过程中加入聚合氯化铝絮凝剂。　高炉已经逐步采用干法除尘，预计矛盾会显现。在一　５解决方法探讨　些单位，高炉煤气中硫酸根的存在，对系统也会造成　（１）合理控制烧结矿中的ＣａＣ１　添加剂的喷洒　一定影响。因此，在高炉煤气的运行管理中，对煤气　量，或者改喷洒无氯、低氯的其他添加剂替换。　中一些成分的存在应引起重视和认识，以确保煤气　（２）在浊水污泥处理过程，控制聚合氯化铝絮凝　系统安全可靠运行。　剂的加入量或者用其他絮凝剂代替。　【参考文献】　（３）在管道低点、补偿器、大型阀门、远端等部　【１】动力工程师手册编写委员会．动力工程师手册【Ｍ玎Ｅ京：机械工业　位，合理加装煤气排水器，使煤气冷凝水及时排除。　出版社，１９９９．　（４）尽虽利辟　某气显热，！　翦劂煤　￡｝　媪。　［２】王玉元等．安全工程师手册【Ｍ】．成都：四川人民出版社，１９９７．　收稿日期：２００６—０５—２３　（５）在高炉煤气管道上，慎重使用不锈钢波纹补　作者简介：王树忠（１９６４一），男，１９８５年毕业于河北理工大学煤焦化　偿器，可使用鼓型补偿器等，如使用不锈钢补偿器，建　专业，教授级高工，现从事动力专业技术与管理工作。