高爐煤氣余壓發(fā)電TRT初步設(shè)計(jì)

1、1 總論1.1 企業(yè)概況山西安泰集團(tuán)股份有限公司經(jīng)過十幾年的發(fā)展，已成為集科工貿(mào)、產(chǎn)供銷于一體，跨洗煤、焦化、冶煉、建材、發(fā)電等產(chǎn)業(yè)的國家級鄉(xiāng)鎮(zhèn)企業(yè)集團(tuán)，公司被認(rèn)定為山西省高新技術(shù)企業(yè)，獲得ISO14001環(huán)境管理體系認(rèn)證，主導(dǎo)產(chǎn)品獲得ISO9002國際質(zhì)量體系認(rèn)證。煉鐵廠現(xiàn)有3座450m3高爐、1座 1080m3高爐，高爐煤氣均采用干法布袋除塵工藝，目前生產(chǎn)正常。1.2工程概況及建設(shè)進(jìn)度為了節(jié)能降耗和提升經(jīng)濟(jì)效益，山西安泰集團(tuán)股份有限公司委托思安新能源有限公司出資為3座450m3高爐配套建設(shè)高爐煤氣余壓發(fā)電裝置，本項(xiàng)目在建設(shè)、運(yùn)行和轉(zhuǎn)讓（EMC）的基礎(chǔ)上實(shí)施。思安新能源有限公司提供項(xiàng)目設(shè)計(jì)、

2、設(shè)備采購、建設(shè)、運(yùn)行管理所需資金。山西安泰集團(tuán)股份有限公司為余壓發(fā)電項(xiàng)目提供項(xiàng)目建設(shè)所需的場地、余壓資源、電站的生產(chǎn)生活用水、氮?dú)獾?；?jì)劃自2011年12月開始，1年內(nèi)建設(shè)完成。1.3 設(shè)計(jì)依據(jù)（1）山西安泰集團(tuán)股份有限公司3450m3高爐的相關(guān)設(shè)計(jì)、運(yùn)行資料；（2）山西安泰集團(tuán)股份有限公司提供的建設(shè)地址區(qū)域的地形圖；（3）國家現(xiàn)行的規(guī)程、規(guī)范及有關(guān)標(biāo)準(zhǔn)。1.4 工程建設(shè)的意義冶金企業(yè)是全國最大的能源用戶。單以用電來說，約占全國總用量的1315%，而高爐又是冶金企業(yè)中的能耗大戶，約占冶金企業(yè)用電的40%左右。因此充分利用冶金企業(yè)的副產(chǎn)煤氣（如高爐煤氣），對節(jié)約能源具有重大意義。高爐煤氣的化學(xué)能

3、一般工廠均能較好的利用（如作燃料使用），而對高爐煤氣的余壓和余熱卻未充分利用。常規(guī)的工藝流程是：高爐爐頂出來的高溫（150250）、高壓（0.10.15MPa）煤氣，經(jīng)除塵處理后就送往減壓閥組，在減壓閥組里將煤氣壓力降至10kPa（0.01 MPa）左右。這樣，不僅浪費(fèi)了煤氣大量的壓力能，還在減壓閥組附近產(chǎn)生非常大的噪音（可達(dá)120分貝以上），污染了周圍環(huán)境。為了充分回收高爐煤氣的壓力能和潛熱能，冶金企業(yè)采用高爐煤氣余壓透平發(fā)電機(jī)組（簡稱TRT），TRT的工作原理是：用透平膨脹機(jī)將原來損耗在減壓閥組上的高爐煤氣的壓力能和潛熱能轉(zhuǎn)換成機(jī)械能，再通過發(fā)電機(jī)將機(jī)械能變成電能輸送給廠內(nèi)電網(wǎng)。這樣既回收

4、了高爐煤氣的壓力能和潛熱能，又減少了噪聲對環(huán)境的污染。另外采用TRT同時(shí)也改善了爐頂壓力的調(diào)節(jié)品質(zhì)，有利于穩(wěn)定高爐生產(chǎn)。目前全國電力供應(yīng)緊張，TRT發(fā)電符合國家能源政策。國家發(fā)展改革委發(fā)布的 產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)調(diào)整指導(dǎo)目錄 中，“高爐爐頂壓差發(fā)電（TRT）”列為鋼鐵行業(yè)鼓勵(lì)建設(shè)項(xiàng)目。由此可見，山西安泰集團(tuán)股份有限公司新建高爐煤氣余壓透平發(fā)電（TRT）機(jī)組，是節(jié)能降耗和提升經(jīng)濟(jì)效益的好項(xiàng)目，既有企業(yè)的經(jīng)濟(jì)效益又有良好的社會(huì)效益，也合乎國家的建設(shè)方針。1.5 工程建設(shè)的有利條件1.5.1承辦單位經(jīng)驗(yàn)豐富思安新能源有限公司總部位于國家級西安高新技術(shù)產(chǎn)業(yè)開發(fā)區(qū)，主要從事新能源技術(shù)和產(chǎn)品研發(fā)、生產(chǎn)與工程項(xiàng)目實(shí)施，

5、是集開發(fā)、設(shè)計(jì)、工程建設(shè)、運(yùn)營服務(wù)與投資于一體的技術(shù)服務(wù)型企業(yè)?；陂L期的發(fā)展積累，針對性地開發(fā)了多套余熱余壓資源回收利用系統(tǒng)，形成了余熱余壓利用工程總承包、設(shè)備成套、技術(shù)服務(wù)等多種業(yè)務(wù)運(yùn)營模式。思安新能源有限公司秉承凝聚智慧，追求卓越的理念，以攜手并進(jìn)，回報(bào)社會(huì)為自己的使命，把資源高效開發(fā)與綜合利用技術(shù)為作為重點(diǎn)，致力于成為大型工業(yè)企業(yè)節(jié)能減排專家。1.5.2山西安泰集團(tuán)股份有限公司建設(shè)TRT工程的有利條件(1) 安泰3座450 m3高爐的煤氣凈化均采用干法布袋除塵工藝。干法除塵后的煤氣溫度高，因此TRT的發(fā)電量要較以往的濕法除塵提高2540% 。3座高爐建設(shè)3套全干式TRT后，不但將煤氣壓

6、力能轉(zhuǎn)換成電能，還可充分利用煤氣顯熱，提高發(fā)電效率，在高爐生產(chǎn)正常的情況下，約可回收高爐煤氣鼓風(fēng)機(jī)所耗能量的3540%左右，其經(jīng)濟(jì)效益很好。(2) 安泰在中、小高爐上具有豐富的管理和操作經(jīng)驗(yàn)，利用系數(shù)高、爐況穩(wěn)定，這也為TRT長期高效運(yùn)行提供了保證。1.6 設(shè)計(jì)原則(1) 嚴(yán)格遵守國家現(xiàn)行的規(guī)程、規(guī)范及有關(guān)標(biāo)準(zhǔn)；(2) 設(shè)計(jì)采用先進(jìn)、適用、安全、可靠的技術(shù)，有利于集中管理、減少定員和提高經(jīng)濟(jì)效益；(3) 充分利用現(xiàn)有設(shè)施和場地以節(jié)省投資，并使工程實(shí)施過程盡量做到不影響或少影響現(xiàn)有生產(chǎn)；(4) 重視安全、消防和能源計(jì)量，提高節(jié)能效益，注意環(huán)境保護(hù)。1.7 工程設(shè)計(jì)指導(dǎo)思想雖然全干式TRT裝置不僅

7、回收了高爐煤氣的壓力能和潛熱能，又改善了高爐頂壓調(diào)節(jié)品質(zhì)，另外又減少了原減壓閥組的噪聲污染，盡管如此，TRT仍然是高爐的輔助設(shè)施，TRT機(jī)組在設(shè)計(jì)、運(yùn)行中必須遵循以下原則：(1) 在正常啟動(dòng)、運(yùn)行、停機(jī)過程中，不得影響高爐正常生產(chǎn)。(2) 當(dāng)TRT機(jī)組在運(yùn)行中發(fā)生重大事故而緊急停車時(shí)，也不能對高爐頂壓造成大的波動(dòng)。其控制標(biāo)準(zhǔn)：透平正常運(yùn)行時(shí)，爐頂壓力波動(dòng)5kPa；透平緊急停車時(shí)，爐頂壓力波動(dòng)8kPa；透平甩負(fù)荷時(shí)，爐頂壓力波動(dòng)8kPa；(3) 不能單獨(dú)向用戶供電，只能與工廠電力系統(tǒng)并網(wǎng)運(yùn)行。(4) 在保證高爐爐況穩(wěn)定的前提下，爭取多發(fā)電。(5) 本工程的裝備標(biāo)準(zhǔn)應(yīng)達(dá)到國內(nèi)先進(jìn)水平；本工程投產(chǎn)后

8、應(yīng)達(dá)到投資省、質(zhì)量好、見效快、效益高的優(yōu)質(zhì)工程。1.8 設(shè)計(jì)內(nèi)容和設(shè)計(jì)范圍1.8.1 設(shè)計(jì)內(nèi)容（1）3套3000kW高爐煤氣余壓透平發(fā)電（TRT）成套機(jī)組的站區(qū)布置和配管。內(nèi)容包括如下八大系統(tǒng)：1）TRT透平主機(jī)和發(fā)電機(jī)系統(tǒng)；2）高低壓發(fā)配電系統(tǒng)；3）大型閥門系統(tǒng)；4）液壓伺服控制系統(tǒng)；5）潤滑油系統(tǒng)；6）氮?dú)饷芊庀到y(tǒng)；7）冷卻水系統(tǒng)；8）自動(dòng)化控制系統(tǒng)。（2）與高爐煤氣余壓透平發(fā)電（TRT）成套機(jī)組配套的公輔設(shè)施：1）建筑、結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)：TRT主控樓、TRT廠房、設(shè)備基礎(chǔ)、管道支架和操作平臺；2）高低壓發(fā)配電系統(tǒng)工廠設(shè)計(jì)；3）自動(dòng)化儀表系統(tǒng)工廠設(shè)計(jì)；4）站區(qū)內(nèi)、外煤氣管道設(shè)計(jì)；5）站區(qū)內(nèi)消防和循

9、環(huán)冷卻水站設(shè)計(jì)；6）站區(qū)內(nèi)火災(zāi)報(bào)警設(shè)計(jì)；7）主控樓、主廠房的暖通設(shè)計(jì)。1.8.2 設(shè)計(jì)范圍本次建設(shè)我公司承擔(dān)的設(shè)計(jì)范圍以技術(shù)協(xié)議為準(zhǔn)。1.9 工程設(shè)計(jì)簡介1.9.1 TRT工藝概述1.9.1.1 TRT工藝流程（1） TRT工藝流程的選定 安泰高爐煤氣凈化采用干法布袋除塵工藝，凈煤氣溫度高，含水量少、含塵量低， TRT工藝設(shè)計(jì)宜采用全量回收法?？蛇x用全干式TRT主機(jī)，使高爐所產(chǎn)生的煤氣能夠全量經(jīng)過透平膨脹機(jī)，TRT裝置不僅能全部回收高爐煤氣的壓力能，還能回收煤氣的顯熱，盡可能多發(fā)電。 3座450 m3高爐對應(yīng)采用3臺TRT機(jī)組。（2） TRT工藝流程TRT機(jī)組與高爐減壓閥組并聯(lián)布置，即TRT的

10、進(jìn)口管與每座高爐干法除塵系統(tǒng)的高壓管道（減壓閥組前）連通，TRT的出口管與高爐減壓閥組后的低壓凈煤氣管道或廠區(qū)凈煤氣管道連通。TRT正常運(yùn)行時(shí)，煤氣不經(jīng)過減壓閥組，爐頂壓力由TRT調(diào)節(jié)。1.9.1.2 TRT機(jī)組主要性能和組成（1） TRT機(jī)組主要性能參數(shù)表1-1 主 要 性 能 參 數(shù)序號項(xiàng) 目 名 稱單 位設(shè)計(jì)點(diǎn)最大點(diǎn)備 注1工作介質(zhì)高 爐 煤 氣2透平入口煤氣流量104m3/h11.013.02入透平煤氣壓力kPa 1351503入透平煤氣溫度1502504透平入口煤氣含塵量mg/m310105出透平煤氣壓力kPa8126透平輸出功率kW264033357發(fā)電機(jī)輸出功率kW2500320

11、08透平轉(zhuǎn)速r/min300030009并網(wǎng)電壓kV10.5 10.510爐頂壓力波動(dòng)值kPa4.06.0（2） 高爐煤氣余壓透平發(fā)電裝置（TRT）的組成高爐煤氣余壓透平發(fā)電裝置（TRT）由以下八大系統(tǒng)組成：1）透平主機(jī)和發(fā)電機(jī)系統(tǒng)(a) 透平主機(jī)：透平膨脹機(jī)型號：CYL3000雙級軸流式，軸向進(jìn)氣、向上徑向排氣，懸臂結(jié)構(gòu)，結(jié)構(gòu)簡單可靠。動(dòng)靜葉片采用了短葉片設(shè)計(jì)，葉片的自振頻率遠(yuǎn)高于工作轉(zhuǎn)速下的激振頻率，在各種工況下，具有很好的強(qiáng)度；動(dòng)葉葉根采用了棕樹型葉根，具備了良好的強(qiáng)度。 (b) 無刷勵(lì)磁同步發(fā)電機(jī)： 型號：QF-J3-2 額定功率：3000kW 額定電壓：10.5kV 額定轉(zhuǎn)速：300

12、0r/min2）潤滑油系統(tǒng) 該系統(tǒng)同時(shí)向透平主機(jī)和發(fā)電機(jī)提供潤滑油，設(shè)2臺電動(dòng)泵，一用一備。 同時(shí)設(shè)有高位油箱系統(tǒng)，以確保系統(tǒng)的安全運(yùn)行。3）大型閥門系統(tǒng) TRT入口：電動(dòng)三偏心金屬密封蝶閥，敞開式電動(dòng)插板閥，緊急切斷閥（快關(guān)時(shí)間0.5s）。 TRT出口：敞開式電動(dòng)插板閥，電動(dòng)三偏心金屬密封蝶閥，液動(dòng)旁通快開閥（快開時(shí)間2s）。4）液壓伺服控制系統(tǒng)由液控單元、動(dòng)力油站、伺服油缸及檢測儀表等組成。主要通過液壓元件控制可調(diào)靜葉、緊急切斷閥、旁通閥等的動(dòng)作，以實(shí)現(xiàn)自動(dòng)調(diào)節(jié)，控制透平平穩(wěn)升速和控制高爐爐頂壓力波動(dòng)在允許范圍內(nèi)。5）氮?dú)饷芊庀到y(tǒng)透平軸端密封，采用碳環(huán)組合密封。6）給排水系統(tǒng)該系統(tǒng)主要供發(fā)

13、電機(jī)空氣冷卻器、液壓站、潤滑油站的冷卻，本工程中，在TRT站區(qū)設(shè)有循環(huán)水站。7）高低壓發(fā)配電裝置發(fā)配電系統(tǒng)包括發(fā)電機(jī)及勵(lì)磁系統(tǒng)、高低壓配電系統(tǒng)、電氣控制系統(tǒng)及同期并網(wǎng)系統(tǒng)。8）自動(dòng)控制系統(tǒng)系統(tǒng)采用PLC控制系統(tǒng)，完成機(jī)組的過程控制、邏輯控制和監(jiān)視、故障報(bào)警顯示功能，保證TRT系統(tǒng)的正常運(yùn)行和不影響高爐的正常生產(chǎn)。1.9.1.3 高爐煤氣余壓透平發(fā)電裝置（TRT）的站區(qū)布置（1）TRT站區(qū)擬建地點(diǎn)擬建在煉鐵廠與燒結(jié)廠之間的空地。（2）TRT站區(qū)布置3臺TRT機(jī)組布置在同一個(gè)主廠房內(nèi)，透平膨脹機(jī)和發(fā)電機(jī)采用單層布置，基礎(chǔ)頂面標(biāo)高約為+0.100m。TRT主廠房為封閉廠房。為檢修方便，主廠房內(nèi)配置1

14、臺16t防爆電動(dòng)橋式起重機(jī)，并留有檢修通道。TRT控制樓為兩層磚混結(jié)構(gòu)，一層為高低壓配電室，二層為電氣儀表控制室。（3）站區(qū)煤氣進(jìn)、出口管道根據(jù)煤氣流量，每臺透平膨脹機(jī)的煤氣進(jìn)口管道為DN1400,煤氣出口管道為DN1600。1.9.2土建高爐煤氣余壓透平發(fā)電(TRT)工程主要構(gòu)筑物有TRT 主廠房、透平機(jī)發(fā)電機(jī)基礎(chǔ)、TRT控制樓和煤氣管道支架及平臺等。本工程建筑物、構(gòu)筑物地震烈度按8度設(shè)防。（1）設(shè)計(jì)主要數(shù)據(jù) 基本風(fēng)壓： 0.5 kN/m2 灰荷載： 按工藝專業(yè)委托或按建筑結(jié)構(gòu)荷載規(guī)范取值。（2）主要建筑物的建筑設(shè)計(jì)1）廠房為封閉式，框架結(jié)構(gòu)，廠房采用保溫型鋼結(jié)構(gòu)墻皮，廠房柱為鋼筋混凝土型式

15、。2）控制樓為磚混結(jié)構(gòu)兩層樓房,卷材防水屋面上設(shè)架空隔熱層，采用無組織排水。3）控制樓建筑裝修: 一層地面為30厚防滑釉面磚面層；二層樓面采用防靜電地板；二層頂棚為輕鋼龍骨吊平頂，一層頂棚為乳膠漆面；鋁合金窗，木門，內(nèi)外墻面為混合砂漿粉刷。1.9.3電氣部分每臺TRT發(fā)電機(jī)額定功率3000kW，端電壓10.5kV，頻率50Hz，功率因數(shù)0.8。勵(lì)磁方式采用結(jié)構(gòu)緊湊、維護(hù)方便、無火花、聲音小、并且運(yùn)行安全可靠的無刷勵(lì)磁方式。TRT系統(tǒng)所有高、低壓開關(guān)柜、控制柜均由陜鼓配套供貨。（1）電氣布置TRT電氣室設(shè)在TRT控制樓的一層，高、低壓開關(guān)柜及變壓器均布置在TRT電氣室內(nèi)。TRT控制室設(shè)在TRT控

16、制樓的二層，布置有TRT系統(tǒng)的PLC柜、微機(jī)綜保屏等，為儀電合用。（2）電纜選擇與敷設(shè)10kV電纜選用阻燃型交聯(lián)聚乙烯銅芯電力電纜，低壓電纜選用阻燃型聚乙烯銅芯電力電纜，控制電纜按用途分別選用普通控制電纜、帶屏蔽控制電纜和計(jì)算機(jī)電纜。（3）防爆、防雷接地及照明電氣防雷及接地設(shè)計(jì)將按照國家的規(guī)程、規(guī)范設(shè)計(jì)。低壓配電系統(tǒng)接地采用TN-S系統(tǒng)，接地電阻不大于4W。避雷及防靜電接地電阻不大于10W。電氣室電氣照明采用日光燈，發(fā)電機(jī)主廠房采用防爆型燈具。因TRT裝置所用的工藝介質(zhì)是易燃、易爆炸氣體，因此將按照爆炸和火災(zāi)危險(xiǎn)環(huán)境電力設(shè)計(jì)規(guī)范(GB50058-92)要求進(jìn)行設(shè)計(jì)。1.9.4自動(dòng)控制部分本設(shè)計(jì)

17、為3座高爐采用3套TRT裝置，高爐的爐頂壓力由其對應(yīng)的TRT可調(diào)靜葉調(diào)節(jié)。TRT機(jī)組自控系統(tǒng)設(shè)計(jì)確保高爐正常生產(chǎn)，盡量多發(fā)電；無論在任何情況下保證TRT機(jī)組的安全和轉(zhuǎn)速不超過允許范圍；具有自動(dòng)化程度高，能自動(dòng)啟動(dòng)、自動(dòng)調(diào)速、自動(dòng)調(diào)功率、自動(dòng)調(diào)高爐頂壓、自動(dòng)停機(jī)功能。（1）過程檢測和控制范圍包括煤氣系統(tǒng)、透平主機(jī)系統(tǒng)、發(fā)電機(jī)系統(tǒng)、潤滑油系統(tǒng)、動(dòng)力油系統(tǒng)、氮?dú)饷芊庀到y(tǒng)、冷卻水系統(tǒng)、CO濃度等。（2）TRT系統(tǒng)控制采用“PLC”控制，基本功能如下：a) 過程和基本參數(shù)顯示；b) 操作監(jiān)控、參數(shù)設(shè)定；c) 事故報(bào)警、記錄；d) 控制調(diào)節(jié)、顯示；e) 編制各種圖表和操作畫面；f) 數(shù)據(jù)管理、歸檔及打??；

18、g) 數(shù)據(jù)通訊。（3） TRT機(jī)組與高爐中控室往來信號TRT機(jī)組與高爐中控室往來信號發(fā)出側(cè)采取隔離措施，通過硬接線的方式完成（并預(yù)留適量的空余點(diǎn)位）。1.9.5 給排水系統(tǒng)（1）循環(huán)冷卻給水系統(tǒng)循環(huán)冷卻給水系統(tǒng)，為TRT潤滑油站、動(dòng)力油站和發(fā)電機(jī)提供生產(chǎn)用冷卻水。供水壓力為0.35MPa，本工程中，3套TRT配套設(shè)施的循環(huán)水量約為300m3/h。TRT系統(tǒng)的凈循環(huán)給水，由站區(qū)自建循環(huán)水站提供。 （2）生產(chǎn)消防給水系統(tǒng)TRT區(qū)域的消防給水由煉鐵廠區(qū)現(xiàn)有的消防給水提供。廠區(qū)現(xiàn)有的消防給水系統(tǒng)采用生產(chǎn)凈水消防給水管網(wǎng)，為低壓消防制。煉鐵廠區(qū)火災(zāi)次數(shù)按同一時(shí)間內(nèi)發(fā)生一次考慮，室外消防水量按20L/s計(jì)

19、。（3）生活給水系統(tǒng)廠內(nèi)職工飲用水、生活設(shè)施的用水采用生活用水。生活用水量為1m3/h，可直接接自TRT區(qū)域附近的生活給水管道。（4） 排水系統(tǒng)TRT區(qū)域的排水就近排入廠區(qū)的排水系統(tǒng)。1.9.6 電訊設(shè)施TRT主控室內(nèi)，配備有電話和火災(zāi)自動(dòng)報(bào)警系統(tǒng)。（1） 電話TRT主控室內(nèi)設(shè)置：調(diào)度電話1臺； 直通電話1臺（與高爐值班室直通）； 行政電話1臺（2）火災(zāi)自動(dòng)報(bào)警系統(tǒng)為確保生產(chǎn)安全、及時(shí)發(fā)現(xiàn)和通報(bào)火災(zāi)，將火災(zāi)撲滅在陰燃或初始階段，本工程設(shè)置火災(zāi)自動(dòng)報(bào)警系統(tǒng)1套。在TRT控制室設(shè)置區(qū)域報(bào)警控制器1臺?；馂?zāi)報(bào)警系統(tǒng)保護(hù)區(qū)域: 潤滑油站、動(dòng)力油站、TRT控制室、電氣室等場所。在潤滑油站和動(dòng)力油站采用感

20、煙探測器與智能型纜式定溫探測器的組合；電氣室采用感煙探測器。在所有需要設(shè)置火災(zāi)探測器的場所均設(shè)置手動(dòng)報(bào)警按鈕和警鈴。本設(shè)計(jì)線纜全部采用阻燃型。1.9.7 通風(fēng)及空調(diào)設(shè)施（1）為改善控制室操作環(huán)境，室內(nèi)設(shè)置立柜空調(diào)進(jìn)行夏季降溫，主廠房設(shè)防爆軸流通風(fēng)機(jī)強(qiáng)制通風(fēng)。（2）電氣室為消除室內(nèi)余熱, 夏季采用軸流風(fēng)機(jī)進(jìn)行換氣。1.10工程主要技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)表1.10.1工程投資估算按費(fèi)用項(xiàng)目劃分見表1-2 表1-2序號費(fèi)用名稱投資估算（萬元）占靜態(tài)投資（%）1建筑工程722.3117%2設(shè)備及工器具2910.3468%3主材費(fèi)275.276%3安裝費(fèi)237.445.5%4其它基建費(fèi)128.003%5預(yù)備費(fèi)20

21、.000.5%6靜態(tài)投資4293.36100%1.10.2 工程主要技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)表 表1-3 主要投資指標(biāo)表序號名稱單位指標(biāo)1.1項(xiàng)目工程總投資萬元4388.68 1.1.1建設(shè)投資萬元4293.36 1.1.2建設(shè)期利息萬元0.00 1.1.3流動(dòng)資金萬元95.32 1.2年銷售收入萬元2199.68 1.3凈利潤萬元953.07 1.4息稅前利潤萬元1422.49 1.5息稅前利潤加折舊攤銷萬元1783.77 1.6總投資利潤率%32%1.7項(xiàng)目投資內(nèi)部收益率所得稅前%41%所得稅后%29.83%1.8項(xiàng)目投資財(cái)務(wù)凈現(xiàn)值(i=8%)所得稅前萬元7724.27 所得稅后萬元4593.64 1

22、.9 投資回收期所得稅前（含建設(shè)期一年）a3.50 所得稅后（含建設(shè)期一年）a4.40 1.10資本金內(nèi)部收益率%29.8%1.11盈虧平衡點(diǎn)%32.96%1.11 經(jīng)濟(jì)評價(jià)近年來，煤氣全干式TRT應(yīng)用于中小型高爐是隨著鋼鐵冶煉技術(shù)的發(fā)展而出現(xiàn)的一種新的綜合利用能源的裝置，它具有投資少、運(yùn)行費(fèi)用低、效率高、減少環(huán)境污染等特點(diǎn)。另外，從本項(xiàng)目財(cái)務(wù)指標(biāo)來看，項(xiàng)目總投資利潤率為32%，項(xiàng)目稅前全部投資內(nèi)部收益率(IRR)高達(dá)41% ，稅后全部投資內(nèi)部收益率(IRR)高達(dá)29.83%，項(xiàng)目投資回收期為4.4年(含建設(shè)期1年) ，上TRT裝置的經(jīng)濟(jì)效益是相當(dāng)理想的，詳見表8-6。綜上所述，安泰公司建設(shè)3

23、450m3高爐煤氣余壓發(fā)電裝置（TRT），經(jīng)濟(jì)上合理，技術(shù)上可行，具有良好的經(jīng)濟(jì)效益和顯著的社會(huì)效益。2 TRT工藝2.1TRT工藝流程安泰高爐煤氣凈化均采用干法布袋除塵工藝，凈煤氣溫度高、含水量少、含塵量低， TRT工藝設(shè)計(jì)采用全量回收法，并選用全干式TRT主機(jī)，使高爐所產(chǎn)生的煤氣能夠全量經(jīng)過透平膨脹機(jī)，TRT裝置不僅能全部回收高爐煤氣的壓力能，還能回收煤氣的顯熱，盡可能多發(fā)電。TRT系統(tǒng)與現(xiàn)有3座高爐調(diào)壓閥組并聯(lián)布置。高爐干法除塵凈化后的煤氣送至TRT發(fā)電系統(tǒng)，在3座高爐干法除塵系統(tǒng)與調(diào)壓閥組之間凈煤氣管道上開口DN1400，分別接至3組TRT主機(jī)進(jìn)口；TRT主機(jī)出口煤氣管道接入廠區(qū)凈煤氣

24、外部管網(wǎng)（調(diào)壓閥組后）。由高爐布袋除塵器出來的高壓高溫、干燥潔凈的煤氣經(jīng)DN1400電動(dòng)三偏心蝶閥、電動(dòng)敞開式插板閥、快速切斷閥，進(jìn)入透平主機(jī)進(jìn)口，透平靜葉為可調(diào)，用其調(diào)節(jié)進(jìn)入透平機(jī)的煤氣流量，并控制對應(yīng)高爐爐頂壓力。煤氣在靜葉柵和動(dòng)葉柵組成的流道中不斷膨脹作功，壓力和溫度降低，并轉(zhuǎn)化為動(dòng)能作用于工作輪（即轉(zhuǎn)子及動(dòng)葉片）使之旋轉(zhuǎn)，工作輪通過聯(lián)軸帶動(dòng)發(fā)電機(jī)一起旋轉(zhuǎn)而發(fā)電。葉柵出口的煤氣經(jīng)過擴(kuò)壓器進(jìn)行擴(kuò)壓，以提高其背壓達(dá)一定值，然后經(jīng)排氣蝸殼流出透平，經(jīng)DN1600電動(dòng)敞開式插板閥、電動(dòng)三偏心蝶閥，進(jìn)入凈煤氣管道（減壓閥組后）。當(dāng)TRT發(fā)生故障時(shí)， TRT進(jìn)口快速切斷閥在小于1s內(nèi)緊急切斷，TRT

25、主機(jī)停機(jī)，因調(diào)壓閥組不能及時(shí)開啟，在進(jìn)出口之間設(shè)置兩根DN600旁通管，每根旁通管上設(shè)置一個(gè)DN600液動(dòng)快開閥。當(dāng)出現(xiàn)重大故障時(shí)，緊急切斷閥在小于1s的時(shí)間內(nèi)關(guān)閉，此時(shí)聯(lián)鎖相對應(yīng)的旁通快開閥（約1s）打開，使高壓煤氣短時(shí)間內(nèi)快速泄壓至煤氣管道低壓側(cè)，避免爐頂壓力突然升高，同時(shí)高爐調(diào)壓閥組控制閥自動(dòng)打開，在旁通快開閥慢關(guān)時(shí)（一般約40s），調(diào)壓閥組自動(dòng)閥逐漸開大，自動(dòng)調(diào)節(jié)爐頂壓力，爐頂壓力轉(zhuǎn)至高爐側(cè)控制，使高爐TRT系統(tǒng)安全脫離高爐煤氣系統(tǒng)，保證高爐正常運(yùn)行。TRT裝置是高爐的從屬生產(chǎn)設(shè)施，直接用其控制穩(wěn)定爐頂壓力，其運(yùn)行好壞，關(guān)系到高爐生產(chǎn)運(yùn)行，以可調(diào)靜葉開度變化控制煤氣進(jìn)透平流速，可有效保

26、證爐頂壓力波動(dòng)控制在要求范圍內(nèi)。它最大的優(yōu)勢是靜葉片轉(zhuǎn)動(dòng)靈活，調(diào)節(jié)性能好，靜葉可做到全關(guān)，調(diào)節(jié)范圍寬，透平設(shè)計(jì)點(diǎn)不一定選在最大負(fù)荷上，而以持續(xù)時(shí)間最長的負(fù)荷作為設(shè)計(jì)點(diǎn)，在負(fù)荷降低或提高時(shí)，即偏離設(shè)計(jì)點(diǎn)，對效率的影響都較小。2.2 TRT系統(tǒng)和性能2.2.1 工廠設(shè)計(jì)條件（1）高爐爐容： 450m3（3座）；（2）煤氣凈化采用先進(jìn)的干法布袋除塵工藝； （3）透平入口煤氣條件（單座高爐）入口煤氣流量 正常：m3/h； 最大： m3/h入口煤氣壓力 正常：135KPa(G)； 最大：150KPa(G)入口煤氣溫度 正常：150； 最大：250；出口煤氣壓力 正常：8KPa(G)； 最大：12KPa(

27、G)透平入口煤氣含塵量：10mg/m32.2.2 TRT機(jī)組的組成高爐煤氣余壓透平發(fā)電裝置（TRT）由以下八大系統(tǒng)組成： 透平主機(jī)和發(fā)電機(jī)系統(tǒng) 高低壓發(fā)配電系統(tǒng) 大型閥門及煤氣管道系統(tǒng) 液壓伺服控制系統(tǒng) 潤滑油系統(tǒng) 氮?dú)饷芊庀到y(tǒng) 冷卻水系統(tǒng) 自動(dòng)控制系統(tǒng)2.2.2.1透平主機(jī)和發(fā)電機(jī)系統(tǒng)由透平主機(jī)、聯(lián)軸器及護(hù)罩、發(fā)電機(jī)、底座等組成。（1）透平主機(jī)透平膨脹機(jī)型號：CYL3000雙級軸流式，軸向進(jìn)氣、向上徑向排氣，懸臂結(jié)構(gòu)，結(jié)構(gòu)簡單可靠。動(dòng)靜葉片采用了短葉片設(shè)計(jì)，葉片的自振頻率遠(yuǎn)高于工作轉(zhuǎn)速下的激振頻率，在各種工況下，具有很好的強(qiáng)度。動(dòng)葉葉根采用了棕樹型葉根，具備了良好的強(qiáng)度。具備在線葉片狀態(tài)觀測

28、條件。靜葉可調(diào)，采用電液執(zhí)行機(jī)構(gòu)驅(qū)動(dòng)，調(diào)節(jié)靈敏。1轉(zhuǎn)子組件雙級懸臂剛性轉(zhuǎn)子，由輪盤、主軸、動(dòng)葉片和拉桿螺栓、螺母、套筒、半聯(lián)軸器組成。輪盤與主軸之間以止口定位，輪盤與主軸配合面處的套筒傳遞扭矩。拉桿螺栓、螺母用于將輪盤和主軸連接、拉緊固定。半聯(lián)軸器用雙鍵安裝在主軸軸端。1.1 輪盤實(shí)心結(jié)構(gòu)，采用高強(qiáng)合金鋼鍛件30Cr2Ni4MoV，輪緣榫槽為棕樹型榫槽，動(dòng)葉片裝入棕樹型榫槽后，采用鎖緊銷鎖緊定位。1.2動(dòng)葉片采用高強(qiáng)沉淀硬化不銹鋼17-4PH，軟密封形式，強(qiáng)力磨削工藝加工葉根。1.3主軸采用合金鋼鍛件30Cr2Ni4MoV，設(shè)置用于提供轉(zhuǎn)速、軸相位信號的凹槽（或孔）。2 靜葉組件及固定環(huán)靜葉組

29、件由靜葉片及靜葉持環(huán)組成。靜葉為可調(diào)結(jié)構(gòu)。靜葉片為不銹鋼鑄造葉片17-4PH，靜葉組件通過螺栓連接固定在機(jī)殼的端面上。3機(jī)殼機(jī)殼由進(jìn)氣機(jī)殼、靜葉可調(diào)機(jī)構(gòu)機(jī)殼、襯環(huán)和排氣機(jī)殼組成，采用垂直剖分結(jié)構(gòu)形式。機(jī)殼能承受的力及力矩符合NEMA Sm23標(biāo)準(zhǔn)，機(jī)殼承受最高允許的進(jìn)口溫度（連續(xù)）：400。3.1 進(jìn)氣機(jī)殼由法蘭、殼體、導(dǎo)流錐等組成。碳鋼材料組焊結(jié)構(gòu)；進(jìn)氣機(jī)殼上設(shè)置平衡氣的法蘭接口；在進(jìn)氣機(jī)殼的兩側(cè)設(shè)置支耳，用于輔助支撐；在進(jìn)氣機(jī)殼上設(shè)置用于溫度檢測的熱電偶。3.2襯環(huán)和靜葉可調(diào)機(jī)構(gòu)機(jī)殼襯環(huán)和靜葉可調(diào)機(jī)構(gòu)機(jī)殼裝配于進(jìn)氣機(jī)殼與排氣機(jī)殼之間，襯環(huán)兩側(cè)配合面上分別以止口定位，螺栓連接固定，配合面裝有

30、密封環(huán)；靜葉可調(diào)機(jī)構(gòu)機(jī)殼內(nèi)部采用氮?dú)獗Ｗo(hù)；3.3排氣機(jī)殼由法蘭錐體、擴(kuò)壓器及渦殼等組成。碳鋼材料組焊結(jié)構(gòu)，為方便排氣機(jī)殼的安裝與調(diào)整，排氣機(jī)殼四個(gè)支耳與機(jī)座支撐之間設(shè)置調(diào)整墊片；為了保證排氣機(jī)殼的熱脹自由，四個(gè)支耳上開設(shè)與膨脹相同方向的長圓孔，孔中裝有套筒、墊圈及固定螺栓；根據(jù)套筒的限位，墊圈與支耳之間留有必要的熱膨脹間隙；在排氣機(jī)殼（法蘭錐體）兩側(cè)支耳和底座的支撐之間設(shè)置橫向?qū)蜴I；在排氣機(jī)殼后端下方與機(jī)座之間設(shè)置和垂直導(dǎo)向鍵。4軸承箱軸承箱由軸承箱體及軸承箱蓋組成，水平剖分結(jié)構(gòu)形式；軸承箱體用螺栓固定在底座上；底座與軸承箱體之間應(yīng)設(shè)有調(diào)整墊片，以便于調(diào)整和找正轉(zhuǎn)子與排氣底殼之間的位置；在軸

31、承箱體上配置進(jìn)、回油法蘭接口；兩個(gè)進(jìn)油口，結(jié)構(gòu)形式為法蘭聯(lián)接；一個(gè)回油口，結(jié)構(gòu)形式為法蘭聯(lián)接；在軸承箱前側(cè)設(shè)置獨(dú)立的密封氣氣密封系統(tǒng),以防止?jié)櫥拖蛲庑孤?；在軸承箱蓋上開設(shè)可供軸振動(dòng)、軸相位、軸轉(zhuǎn)速檢測的探頭安裝孔；在軸承箱蓋上設(shè)置油氣平衡管及呼吸帽罩。5軸承徑向軸承型式：LEG可傾瓦軸承，強(qiáng)制供油；相關(guān)參數(shù)：前徑向軸承 后徑向軸承軸徑： 185mm 160mm前、后徑向軸承瓦塊中最低的兩個(gè)瓦塊分別設(shè)置雙支Pt100型鉑熱電阻。推力軸承型式：LEG可傾瓦軸承，強(qiáng)制供油；主、副推力軸承兩個(gè)瓦塊上分別設(shè)置一支Pt100型鉑熱電阻。6密封與冷卻系統(tǒng)6.1冷卻氣系統(tǒng)利用少量的入口煤氣冷卻輪盤；6.2軸

32、端密封碳環(huán)組合封，緩沖氣（氮?dú)猓┩ㄟ^孔板閥組進(jìn)入氣封環(huán)組與氣封環(huán)組I之間的空腔，少量氮?dú)饨?jīng)密封環(huán)組的間隙排放大氣，另一部分少量氮?dú)饨?jīng)氣封環(huán)組的前端進(jìn)入氣封與輪盤之間的空腔，防止煤氣的泄漏；6.3 軸承箱密封系統(tǒng)軸承箱的前端設(shè)有軸承箱密封系統(tǒng)。該系統(tǒng)采用氮?dú)?，由氮?dú)猓?.4MPa，常溫）管線引出，通過節(jié)流孔板閥組或密封空氣管線上的截止閥，將密封氮?dú)庾⑷胼S承箱前端的密封，以防止?jié)櫥托孤丁?軸系檢測系統(tǒng)軸振動(dòng)檢測：前、后徑向軸承處，各配置2個(gè)探頭檢測前、后軸振動(dòng)。探頭分別安裝在與軸承箱水平中分面互為45角的軸承箱蓋的探頭座上；探頭與延長電纜、前置器連接，分別提供前、后徑向軸承處X、Y方向上的軸振動(dòng)

33、信號；探頭配置保護(hù)罩，延長電纜配置保護(hù)管并接至前置器防護(hù)箱。軸位移檢測：主軸推力盤處，配置2個(gè)探頭檢測軸位移。該探頭安裝在徑向止推軸承座上，并通過主推力軸承；探頭引線由軸承箱體引出并與延長電纜、前置器連接。提供推力盤處的軸位移信號；引出軸承箱體外的延長電纜配置保護(hù)管并接至前置器防護(hù)箱。探頭與延長電纜、前置器連接，通過主軸上的凹槽或孔提供軸相位信號。探頭配置保護(hù)罩，延長電纜配置保護(hù)管并接至前置器防護(hù)箱。軸轉(zhuǎn)速監(jiān)測：同一個(gè)監(jiān)測面上的3個(gè)探頭分別與電纜集合體連接，通過主軸上的凹槽，以三取二表決方式提供機(jī)組超速聯(lián)鎖保護(hù)信號；另一支轉(zhuǎn)速探頭給調(diào)速器提供信號。安裝4個(gè)轉(zhuǎn)速探頭，其中一個(gè)用于就地顯示，同時(shí)遠(yuǎn)

34、傳4-20mA信號到控制系統(tǒng)；3個(gè)用于PLC機(jī)組轉(zhuǎn)速控制。安裝一個(gè)相位探頭。軸瓦溫度監(jiān)測：采用予埋在瓦塊內(nèi)的Pt100鉑熱電阻進(jìn)行測量；前、后徑向支撐軸承軸瓦分別在1塊下瓦上設(shè)置2個(gè)測點(diǎn)；主、副推力軸承軸瓦分別在2塊瓦上各設(shè)置1個(gè)測點(diǎn)；鉑熱電阻由軸承引出后，經(jīng)軸承座體和軸承箱的引線槽進(jìn)入接線箱。（2）聯(lián)軸器及護(hù)罩采用先進(jìn)的程序進(jìn)行軸系橫向及扭轉(zhuǎn)振動(dòng)臨界轉(zhuǎn)速計(jì)算，通過調(diào)整聯(lián)軸器剛度使之符合標(biāo)準(zhǔn)。（3）發(fā)電機(jī)系統(tǒng)發(fā)電機(jī)系統(tǒng)包括勵(lì)磁機(jī)，勵(lì)磁屏，并具有恒電壓、恒無功、恒功率因數(shù)調(diào)節(jié)的功能型號：QF-J3-2額定電壓：10.5kV額定功率：3000kW額定電流：206A工作轉(zhuǎn)速：3000r/min功率因

35、數(shù)：0.8效率：96.2%絕緣等級：F級（B級檢測）防護(hù)等級：IP54冷卻方式：上水冷發(fā)電機(jī)允許超載10%連續(xù)運(yùn)行。發(fā)電機(jī)總重：16700kg定子重量：6800kg轉(zhuǎn)子重量：3600kg最大運(yùn)輸重量：12800kg（4）底座透平主機(jī)與發(fā)電機(jī)均配置底座，碳鋼組焊結(jié)構(gòu)。用于支撐排氣機(jī)殼和固定軸承箱；底座下表面與機(jī)組基礎(chǔ)之間設(shè)有調(diào)整斜墊鐵，并采用地腳螺栓將底座固定在基礎(chǔ)上。2.2.2.2 大型閥門系統(tǒng)每套TRT機(jī)組的大型閥門系統(tǒng)包括如下閥門：表2-1 大 型 閥 門 系 統(tǒng)序號閥 門 名 稱性 能 及 參 數(shù)數(shù)量用 途1電動(dòng)三偏心硬密封蝶閥PN0.3MPa、DN1400、t2501臺檢修TRT使用2

36、電動(dòng)三偏心硬密封蝶閥PN0.05MPa、DN1600、t2501臺檢修TRT使用3電動(dòng)敞開式插板閥PN0.25MPa、DN1400、t2501臺檢修TRT使用4電動(dòng)敞開式插板閥PN0.05MPa、DN1600、t2501臺檢修TRT使用5液壓快速切斷閥PN0.25MPa，DN1400、t2501臺TRT緊急停車使用6旁通液動(dòng)快開閥PN0.25MPa、DN600、t2502臺TRT緊急停車使用7電動(dòng)三偏心硬密封蝶閥PN0.3MPa、DN250、t2501臺快切閥均壓閥注： 液壓快速切斷閥具有快關(guān)、慢關(guān)、慢開以及015范圍內(nèi)游動(dòng)等功能，快關(guān)時(shí)間 0.50.8 秒可調(diào)，包括液壓執(zhí)行機(jī)構(gòu)和液壓閥臺。T

37、RT事故時(shí)，緊急停車使用，閥門必須可靠，能保證TRT系統(tǒng)的安全。 旁通液動(dòng)快開閥，TRT緊急停車使用，避免TRT緊急停車時(shí)，高爐調(diào)壓組未打開前，高爐爐頂壓力升高。2.2.2.3 潤滑油系統(tǒng)潤滑油系統(tǒng)由潤滑油站、高位油箱、機(jī)旁潤滑油管道及閥門、檢測儀表等組成。潤滑油系統(tǒng)的功能是，給各軸承潤滑點(diǎn)提供一定量的潤滑油。（1）系統(tǒng)技術(shù)性能： 潤滑油名稱：透平油ISO VG46 油箱容量： 4000 L 油泵流量： 433 L/min 油泵出口壓力：0.5 MPa 油泵電機(jī)功率： 7.5 kW 冷卻水耗量：54 m3/h 冷卻水進(jìn)水溫度：35 冷卻水進(jìn)水壓力：0.4MPa 高位油箱容積：1000L（2）系

38、統(tǒng)主要設(shè)備的功能電動(dòng)油泵：2臺，一用一備，轉(zhuǎn)速1450 r/min高位油箱：由不銹鋼板焊接的立式圓筒形油箱，安裝高度距機(jī)組中心57m，作為機(jī)組因故停電、停機(jī)時(shí)靠自然高差維持對機(jī)組軸承的供油。就地儀表盤：設(shè)在油站上，設(shè)有壓力、溫度等測點(diǎn)顯示。潤滑系統(tǒng)的管路均采用不銹鋼管，在各潤滑點(diǎn)的附近均設(shè)置必要的閥門和油流指示器等附件。2.2.2.4液壓伺服控制系統(tǒng)液壓伺服控制系統(tǒng)由動(dòng)力油站、液控單元、伺服油缸及檢測儀表等組成。液控單元包括：透平主機(jī)靜葉液控單元、入口緊急切斷閥液控單元和旁通快開閥液控單元三部分組成。這三部分共用一個(gè)動(dòng)力油站，通過三部分既各自獨(dú)立又相互聯(lián)系的液壓伺服控制系統(tǒng)，能夠?qū)崿F(xiàn)自動(dòng)調(diào)節(jié)，

39、以控制透平平穩(wěn)升速和控制高爐爐頂壓力波動(dòng)在允許范圍內(nèi)。（1）系統(tǒng)技術(shù)性能： 主油泵供油壓力：12 MPa 主油泵供油流量：50 L/min 油箱容量： 670 L 系統(tǒng)清潔度： ISO17/14 冷卻水耗量： 2 m3/h2.2.2.5氮?dú)饷芊庀到y(tǒng)該系統(tǒng)用于透平軸端密封，防止煤氣泄漏。透平軸端密封用氮?dú)鈮毫σ话銥?.30.4MPa。（氮?dú)鈮毫σ话愀哂诒幻芊獾拿簹鈮毫s 0.010.03MPa左右），以保證煤氣不外泄，原則上無氮?dú)馔C(jī)，平均耗量約30m3/h。煤氣管道吹掃也采用氮?dú)庾鳉庠础?.2.2.6給排水系統(tǒng)給排水系統(tǒng)主要由閥門和管道等組成。為潤滑油站、動(dòng)力油站的油冷卻器和發(fā)電機(jī)空冷器供水，

40、并且考慮TRT透平主機(jī)和發(fā)電機(jī)的消防用水。供水要求 ： TRT系統(tǒng)總冷卻水用量：300 m3/h 供水壓力： 0.35MPa 溫度： 35 PH值： 6.08.5 懸浮物： 50mg/LTRT系統(tǒng)的凈循環(huán)給水，由站區(qū)自建循環(huán)水站提供。2.2.2.7 高低壓發(fā)配電系統(tǒng) 高低壓發(fā)配電系統(tǒng)包括發(fā)電機(jī)及勵(lì)磁系統(tǒng)、高低壓配電系統(tǒng)、電氣控制系統(tǒng)以及同期并網(wǎng)系統(tǒng)。發(fā)電機(jī)采用無刷勵(lì)磁三相同步發(fā)電機(jī)，額定功率為3000kW，額定電壓10.5kV。發(fā)電機(jī)可按自動(dòng)恒電壓、自動(dòng)恒功率因數(shù)或自動(dòng)恒無功調(diào)節(jié)方式運(yùn)行。該系統(tǒng)詳細(xì)說明見3.3電氣專業(yè)設(shè)計(jì)內(nèi)容。2.2.2.8自動(dòng)控制系統(tǒng)TRT機(jī)組自控系統(tǒng)設(shè)計(jì)原則為在確保高爐正

41、常生產(chǎn)的前提下，盡量多發(fā)電；無論在任何情況下，保證TRT機(jī)組的安全和轉(zhuǎn)速不超過允許范圍；具有高自動(dòng)化程度，能自動(dòng)啟動(dòng)、自動(dòng)調(diào)速、自動(dòng)調(diào)功率、自動(dòng)調(diào)高爐頂壓、自動(dòng)停機(jī)功能?？刂葡到y(tǒng)選用PLC控制系統(tǒng)，完成機(jī)組所必須的過程控制、邏輯控制和過程監(jiān)視、故障報(bào)警顯示功能。操作站具有工程師編程功能及操作員操作功能。打印機(jī)具有報(bào)警打印、報(bào)表打印、畫面拷貝功能。操作站具有足夠的能滿足用戶要求的實(shí)用直觀的監(jiān)視操作畫面，操作簡便可靠。具有歷史數(shù)據(jù)存儲，事故追憶功能。本控制系統(tǒng)應(yīng)保證能與整個(gè)高爐基礎(chǔ)自動(dòng)化系統(tǒng)聯(lián)網(wǎng)通訊。該系統(tǒng)詳細(xì)說明見3.4自動(dòng)化專業(yè)設(shè)計(jì)內(nèi)容。由以上系統(tǒng)對TRT機(jī)組進(jìn)行啟動(dòng)運(yùn)行，過程檢測控制。在保證

42、高爐正常生產(chǎn)、頂壓波動(dòng)不超限的前提下，順利完成TRT裝置的啟動(dòng)、升速、并網(wǎng)、升功率、頂壓調(diào)節(jié)、正常停機(jī)、緊急停機(jī)、電動(dòng)運(yùn)行、正常運(yùn)行等項(xiàng)操作及控制。2.3 TRT站區(qū)布置2.3.1 TRT站區(qū)擬建地點(diǎn)擬建在煉鐵廠與燒結(jié)廠之間的空地。2.3.2 TRT站區(qū)布置3臺TRT機(jī)組布置在同一個(gè)主廠房內(nèi)，透平膨脹機(jī)和發(fā)電機(jī)采用單層布置，基礎(chǔ)頂面標(biāo)高約為+0.100m。TRT主廠房為封閉廠房。為檢修方便，主廠房內(nèi)配置1臺16t防爆電動(dòng)橋式起重機(jī)，并留有檢修通道。TRT控制樓為兩層磚混結(jié)構(gòu)，一層為高低壓配電室，二層為電氣儀表控制室。2.3.3站區(qū)煤氣進(jìn)、出口管道根據(jù)煤氣流量，每臺透平膨脹機(jī)的煤氣進(jìn)口管道為DN

43、1400，煤氣出口管道為DN1600。3 站區(qū)公輔設(shè)施3.1總圖3.1.1站區(qū)組成TRT站區(qū)主要由TRT主廠房、TRT控制樓和大型閥門操作平臺及外部管線等組成。3.1.2場地排水由于站區(qū)周圍排水系統(tǒng)已形成，本設(shè)計(jì)僅考慮新建設(shè)施的排水，排水方式采用暗管，場地雨水經(jīng)道路兩側(cè)雨水蓖子引入下水管排出，排水路徑經(jīng)原有排水系統(tǒng)排出。3.1.3消防鑒于站區(qū)周圍已設(shè)有消防設(shè)施，本設(shè)計(jì)僅考慮沿道路一側(cè)設(shè)消防給水管道，并設(shè)有消火栓。消防設(shè)備和人員由安泰統(tǒng)籌考慮。3.2土建高爐煤氣余壓透平發(fā)電(TRT)工程主要構(gòu)筑物有TRT 主廠房、透平機(jī)發(fā)電機(jī)平臺、TRT控制室樓和煤氣管道支架及平臺等。本工程建筑物、構(gòu)筑物地震烈

44、度按8度設(shè)防。地質(zhì)條件根據(jù)安泰提供的工程地質(zhì)勘察報(bào)告，建議地基處理方式為：采用沉管灌注樁。3.2.1設(shè)計(jì)主要數(shù)據(jù) 基本風(fēng)壓： 0.5 kN/m2 灰荷載： 按工藝專業(yè)委托或按建筑結(jié)構(gòu)荷載規(guī)范取值。3.2.2主要建筑物的建筑設(shè)計(jì)1）廠房為封閉式，框架結(jié)構(gòu)，鋼吊車梁，廠房采用保溫型鋼結(jié)構(gòu)墻皮，廠房柱為鋼筋混凝土型式。2）控制樓為磚混結(jié)構(gòu)兩層樓房,卷材防水屋面上設(shè)架空隔熱層，采用無組織排水。3）控制樓建筑裝修: 一層地面為30厚防滑釉面磚面層；二層樓面采用防靜電地板；二層頂棚為輕鋼龍骨吊平頂，一層頂棚為乳膠漆面；鋁合金窗，木門，內(nèi)外墻面為混合砂漿粉刷。3.3 電氣部分3.3.1高低壓發(fā)配電系統(tǒng)3.3

45、.1.1發(fā)配電控制系統(tǒng)（1）發(fā)電機(jī)系統(tǒng)發(fā)電機(jī)額定功率3000kW，端電壓10.5kV，頻率50Hz，功率因數(shù)0.8。勵(lì)磁方式采用結(jié)構(gòu)緊湊、維護(hù)方便、無火花、聲音小、并且運(yùn)行安全可靠的無刷勵(lì)磁方式。（2）高壓系統(tǒng)10kV采用單母線接線，一路10kV電源來自用戶上級變電所10kV母線段，共設(shè)7臺開關(guān)柜，包括一臺電站側(cè)聯(lián)絡(luò)柜，一臺站用變出線柜、一臺母線電壓互感器柜、一臺發(fā)電機(jī)并網(wǎng)柜，一臺發(fā)電機(jī)電壓互感器柜、一臺勵(lì)磁電壓互感器及發(fā)電機(jī)中性點(diǎn)電流互感器柜、一臺勵(lì)磁變?nèi)蹟嗥鞴?。發(fā)電機(jī)中心點(diǎn)設(shè)備安裝在勵(lì)磁電壓互感器柜下部，與其它10kV開關(guān)柜布置在一起。（3）低壓配電系統(tǒng)低壓系統(tǒng)采用單母線不分段型式，設(shè)置雙

46、電源自動(dòng)切換裝置。低壓常用電源由電站內(nèi)站用變壓器提供，另外由用戶為每套機(jī)組提供一路獨(dú)立的低壓廠用電備用電源，滿足變壓器故障或10kV系統(tǒng)故障時(shí)電站內(nèi)低壓輔機(jī)和其他公輔供電。兩路電源互相備用，故障時(shí)自動(dòng)投入。（4）直流系統(tǒng)為了提供電氣系統(tǒng)的控制和保護(hù)電源，本站設(shè)置一套微機(jī)控制高頻開關(guān)直流電源裝置，1220AH，220VDC。3.3.1.2控制與保護(hù)（1）發(fā)電機(jī)控制與保護(hù)發(fā)電機(jī)在控制室集中控制，設(shè)一臺同期控制屏，設(shè)手動(dòng)和自動(dòng)準(zhǔn)同期裝置，自動(dòng)同期裝置選用進(jìn)口產(chǎn)品。并網(wǎng)點(diǎn)設(shè)在發(fā)電機(jī)開關(guān)。 發(fā)電機(jī)采用帶無刷整流勵(lì)磁方式，自帶勵(lì)磁調(diào)節(jié)柜，隨發(fā)電機(jī)成套供貨。采用數(shù)字式勵(lì)磁控制系統(tǒng)，能滿足自動(dòng)和手動(dòng)勵(lì)磁調(diào)節(jié)及

47、強(qiáng)勵(lì)磁的要求，并且有恒電壓自動(dòng)調(diào)節(jié)的功能，和按恒無功功率、恒功率因數(shù)自動(dòng)調(diào)節(jié)的功能，能使發(fā)電機(jī)在失磁狀態(tài)下短時(shí)運(yùn)行，以便卸掉負(fù)荷，并且能從發(fā)電機(jī)運(yùn)行狀態(tài)過渡到電動(dòng)機(jī)運(yùn)行狀態(tài)，同時(shí)也能滿足在運(yùn)行中由電動(dòng)機(jī)狀態(tài)恢復(fù)到發(fā)電機(jī)運(yùn)行狀態(tài)，勵(lì)磁裝置也同樣具有自動(dòng)適應(yīng)的能力。 發(fā)電機(jī)保護(hù)采用微機(jī)綜合保護(hù)裝置，具備四遙功能，保護(hù)配置符合有關(guān)設(shè)計(jì)規(guī)范。發(fā)電機(jī)初步考慮裝設(shè)差動(dòng)保護(hù)、復(fù)合電壓閉鎖過流、過負(fù)荷、定子接地、轉(zhuǎn)子接地、失磁、低周波和逆功率保護(hù)等。（2）輔機(jī)控制系統(tǒng)TRT輔機(jī)包括動(dòng)力油站、潤滑油站，管道閥門、盤車電機(jī)等。低壓輔機(jī)系統(tǒng)連鎖及控制納入自動(dòng)化控制系統(tǒng)，控制室不再設(shè)備用手操設(shè)備，機(jī)旁操作僅用于檢修試

48、驗(yàn)，正常采用集中控制，操作方式選擇開關(guān)設(shè)在機(jī)旁。3.3.1.3電氣設(shè)備選擇 10kV選用KYN28-12型中置式開關(guān)柜，配VEP-12/1250-40kA型真空斷路器。 低壓開關(guān)柜選用GCS型開關(guān)柜，配ABB電氣元件。 配電變壓器選用SCB11-315/10型干式變壓器。 直流電源裝置選用1220AH，220VDC微機(jī)控制高頻開關(guān)直流電源裝置。 高壓系統(tǒng)保護(hù)設(shè)備選用微機(jī)綜合保護(hù)裝置。注：TRT站區(qū)內(nèi)所有高、低壓開關(guān)柜、控制柜均由總包方配套供貨。3.3.1.4電氣布置TRT高、低壓配電室設(shè)在TRT控制樓的一層，高、低壓開關(guān)柜、變壓器及直流屏均布置在TRT高、低壓配電室內(nèi)。TRT控制室設(shè)在TRT控

49、制樓的二層，布置有TRT系統(tǒng)的PLC柜、微機(jī)綜保屏、勵(lì)磁屏等，為儀電合用。3.3.1.5電纜選擇與敷設(shè)10kV電纜選用阻燃型交聯(lián)聚乙烯銅芯電力電纜，低壓電纜選用阻燃型聚乙烯銅芯電力電纜，控制電纜按用途分別選用普通控制電纜、帶屏蔽控制電纜和計(jì)算機(jī)電纜。電氣室與發(fā)電機(jī)小室之間采用電纜溝敷設(shè)，至其它電氣設(shè)備電纜采用橋架和配管的敷設(shè)方式。3.3.1.6防爆、防雷接地及照明電氣防雷及接地設(shè)計(jì)將按照國家的規(guī)程、規(guī)范設(shè)計(jì)。低壓配電系統(tǒng)接地采用TN-S系統(tǒng)，接地電阻不大于4W。避雷及防靜電接地電阻不大于10W。電氣室電氣照明采用日光燈，發(fā)電機(jī)主廠房采用防爆型燈具。因TRT裝置所用的工藝介質(zhì)是易燃、易爆炸氣體，

50、因此將按照爆炸和火災(zāi)危險(xiǎn)環(huán)境電力設(shè)計(jì)規(guī)范(GB50058-92)要求進(jìn)行設(shè)計(jì)。3.4自動(dòng)化控制部分針對TRT主要是將高爐煤氣（減壓閥組）的壓力損失的能量進(jìn)行回收，自動(dòng)化系統(tǒng)運(yùn)行的先決條件是在任何條件下均能保證高爐爐頂壓力的穩(wěn)定。自動(dòng)化系統(tǒng)通過過程檢測、過程控制及順序邏輯控制來實(shí)現(xiàn)工藝的要求。在保證高爐正常生產(chǎn)、爐頂壓力波動(dòng)不超限的前提下，順利完成TRT裝置的啟動(dòng)、升速、并網(wǎng)、升功率、頂壓調(diào)節(jié)、正常停機(jī)、緊急停機(jī)、電動(dòng)運(yùn)行、正常運(yùn)行等多項(xiàng)操作及控制。TRT機(jī)組自控系統(tǒng)設(shè)計(jì)確保高爐正常生產(chǎn)，盡量多發(fā)電；無論在任何情況下保證TRT機(jī)組的安全和轉(zhuǎn)速不超過允許范圍；具有自動(dòng)化程度高，能自動(dòng)啟動(dòng)、自動(dòng)調(diào)速

51、、自動(dòng)調(diào)功率、自動(dòng)調(diào)高爐頂壓、自動(dòng)停機(jī)功能。本工程項(xiàng)目采用單對單的控制模式，即：1套TRT機(jī)組采用1套獨(dú)立的PLC控制系統(tǒng)；3套TRT機(jī)組共配置3套PLC系統(tǒng)。3套PLC系統(tǒng)共配置7臺上位機(jī)，采用2*3+1的結(jié)構(gòu)模式。冷卻水系統(tǒng)3套機(jī)組共設(shè)一個(gè)總的電磁流量計(jì)，采用總管測量的模式。3.4.1過程檢測和控制（1）煤氣系統(tǒng)a) 高爐頂壓指示、記錄、調(diào)節(jié)、超限報(bào)警及連鎖；b）TRT入口煤氣流量指示、記錄、累計(jì)；c) TRT入口煤氣溫度指示、超限報(bào)警及連鎖；d) TRT入口煤氣壓力指示；e)TRT入口可調(diào)靜葉前煤氣溫度指示；f)TRT入口可調(diào)靜葉前煤氣壓力指示；g)TRT出口煤氣溫度指示；h)TRT出口

52、煤氣壓力指示；i)旁通快開調(diào)節(jié)閥開度指示；j)緊急切斷閥開度指示。（2）透平主機(jī)系統(tǒng)a) 透平轉(zhuǎn)速指示、超限報(bào)警及連鎖；b) 發(fā)電機(jī)功率指示、超限報(bào)警及連鎖；c) 透平軸位移指示、超限報(bào)警及連鎖；d)透平軸振動(dòng)指示、超限報(bào)警及連鎖；e)發(fā)電機(jī)軸位移指示、超限報(bào)警及連鎖；f)發(fā)電機(jī)軸振動(dòng)指示、超限報(bào)警及連鎖；g) 透平支承軸承溫度指示、超限報(bào)警及連鎖；h)透平止推軸承溫度指示、超限報(bào)警及連鎖；i)透平軸端密封氮?dú)?煤氣差壓指示、超限報(bào)警；（3）發(fā)電機(jī)系統(tǒng)a) 發(fā)電機(jī)支承軸承溫度指示、超限報(bào)警及連鎖；b)發(fā)電機(jī)定子鐵芯、線圈溫度指示、超限報(bào)警及連鎖；c)發(fā)電機(jī)冷卻器溫度指示、超限報(bào)警及連鎖；d)發(fā)

53、電機(jī)母線電壓指示。（4）潤滑油系統(tǒng)a) 潤滑油總管油冷卻器后溫度指示、超限報(bào)警及連鎖；b) 潤滑油出口總管油過濾器后差壓指示、超限報(bào)警；c) 潤滑油最遠(yuǎn)點(diǎn)壓力指示、超限報(bào)警及連鎖；d) 潤滑油油箱油位指示、超限報(bào)警及連鎖；e) 潤滑油油箱油溫指示、超限報(bào)警及連鎖。（5）動(dòng)力油系統(tǒng)a) 液壓油出口總管壓力指示、超限報(bào)警及連鎖；b) 液壓油出口油過濾器差壓指示、超限報(bào)警；c) 液壓油油箱油位指示、超限報(bào)警及連鎖；d) 液壓油油箱油溫指示、超限報(bào)警及連鎖。（6）氮?dú)饷芊庀到y(tǒng)a) 氮?dú)饪偣軌毫φ{(diào)節(jié)；b) 氮封用氮總管壓力指示、超限報(bào)警及連鎖；c) 氮封用氮總管流量指示、累計(jì)。（7）冷卻水系統(tǒng)a) 冷卻水總管壓力指示、超限報(bào)警；b) 冷卻水總管溫度指示、超限報(bào)警；c) 冷卻水流量指示。（8）CO濃度檢測TRT主機(jī)旁、閥門區(qū)、控制室內(nèi)CO濃度指示、超限報(bào)警。3.4.2 TRT控制系統(tǒng)（1）控制系統(tǒng)包括以下子系統(tǒng)a) 透平轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)及保護(hù)系統(tǒng)；b) 發(fā)電機(jī)功率調(diào)節(jié)系統(tǒng)；c) 高爐頂壓控制及調(diào)節(jié)系統(tǒng)；d)