TRT高爐煤氣余壓發(fā)電系統(tǒng)

1、高爐煤氣余壓發(fā)電系統(tǒng)高爐煤氣余壓發(fā)電系統(tǒng)u TRT Top Gas Pressure Recovery Turbineu 高爐煤氣余壓透平發(fā)電裝置，是利用高爐冶煉的副產(chǎn)品高爐爐頂煤氣具有的壓力能及熱能，使煤氣通過透平膨脹機(jī)做功，將其轉(zhuǎn)化為機(jī)械能，驅(qū)動發(fā)電機(jī)發(fā)電，或驅(qū)動其它裝置的一種二次能量回收裝置。u TRT裝置的顯著特點：一不消耗任何燃料，不改變原高爐煤氣的品質(zhì)；二無公害的最經(jīng)濟(jì)的發(fā)電設(shè)備；三可以替代高爐系統(tǒng)中減壓閥組調(diào)節(jié)穩(wěn)定爐頂壓力。 什么是什么是TRTTRT裝置？裝置？裝置的用途裝置的用途u傳統(tǒng)的工藝流程中，高爐煤氣在通過除塵后再經(jīng)過減壓閥組減壓到0.1bar(G)左右，排入儲氣罐供工廠

2、熱風(fēng)爐作為燃料用，多余部分被放散掉。原高爐煤氣所具有的壓力能和熱能被白白地浪費在減壓閥組上，造成大量的能源浪費和噪聲污染。 120dB(A) 安裝濕式安裝濕式TRTTRT裝置的高爐煉鐵流程圖裝置的高爐煉鐵流程圖30%煤氣經(jīng)濕式除塵后溫度下降很多，大量的熱值被除塵用的水帶走而造成浪費。隨著干式除塵技術(shù)的發(fā)展，除塵效率高，壓力損失小，溫度下降小，能使進(jìn)入TRT的煤氣溫度由濕式除塵后的50左右提高到干式除塵后的150-250左右，從而大大增加了TRT的輸出功率和發(fā)電量。 安裝干式安裝干式TRTTRT裝置的高爐煉鐵流程圖裝置的高爐煉鐵流程圖 節(jié)能降耗、降低冶煉成本、增加效益、提高競爭力。 降低噪音，減

3、少污染。 改善爐頂壓力控制品質(zhì)，提高控制水平。 TRT裝置是目前國內(nèi)外公認(rèn)的最先進(jìn)的冶金節(jié)能環(huán)保裝置。 日本TRT的普及率100%，節(jié)能效果顯著。 我國行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)鋼鐵企業(yè)設(shè)計節(jié)能技術(shù)規(guī)定(YB9051-98) 要求設(shè)TRT裝置。高爐系統(tǒng)中為什安裝高爐系統(tǒng)中為什安裝 TRTTRT裝置裝置uTRT裝置在高爐整個工藝系統(tǒng)中處于輔助地位。u在任何情況下必須保證高爐正常運行。u保證高爐爐頂壓力波動在工藝允許范圍內(nèi)。u高爐煤氣是有毒氣體，要求TRT裝置必須安全可靠。高爐系統(tǒng)高爐系統(tǒng)TRTTRT裝置的要求裝置的要求 對于500-1000m3高爐配套濕法TRT 每年可回收1200-2400萬度電 對于1000-

4、2000m3高爐配套濕法TRT 每年可回收2400-4800萬度電 對于2000-3200m3高爐配套濕法TRT 每年可回收4800-9000萬度電 對于3200-4300m3高爐配套濕法TRT 每年可回收9000-15000萬度電 如果高爐工藝采用干法除塵，配套干法TRT，則可以較濕法TRT同比提高25-50%的發(fā)電量。同時，每套機(jī)組年可節(jié)省320-640萬噸除塵用水，可以節(jié)約新水2-3萬噸，減少污泥處理量約2萬噸。 采用TRT發(fā)電，每年一套機(jī)組可避免由于燃煤發(fā)電而向大氣排放約2萬噸的CO2氣體量，這對改善日益嚴(yán)重的溫室效應(yīng)和酸雨的環(huán)境污染都將發(fā)揮積極的作用。TRT的結(jié)構(gòu)高爐煤氣高爐煤氣 進(jìn)

5、氣蝸殼進(jìn)氣蝸殼 導(dǎo)流器導(dǎo)流器 靜葉動葉靜葉動葉 擴(kuò)壓器擴(kuò)壓器 排氣蝸殼排氣蝸殼 煤氣透平發(fā)電裝置機(jī)組布置圖共用型高爐煤氣能量回收系統(tǒng)共用型高爐煤氣能量回收系統(tǒng)高爐供風(fēng)系統(tǒng)高爐供風(fēng)系統(tǒng)和煤氣系統(tǒng)和煤氣系統(tǒng)高爐煤氣能量回收系統(tǒng)高爐煤氣能量回收系統(tǒng)合并了自控系統(tǒng)、潤滑油系合并了自控系統(tǒng)、潤滑油系統(tǒng)和動力油系統(tǒng)統(tǒng)和動力油系統(tǒng)取消了發(fā)電機(jī)及發(fā)配電系統(tǒng)取消了發(fā)電機(jī)及發(fā)配電系統(tǒng)超越離合器超越離合器煤氣煤氣蒸汽聯(lián)合循環(huán)發(fā)電蒸汽聯(lián)合循環(huán)發(fā)電鋼鐵行業(yè)聯(lián)合循環(huán)發(fā)電裝置（鋼鐵行業(yè)聯(lián)合循環(huán)發(fā)電裝置（CCPPCCPP）鋼鐵廠燃用低熱值煤氣燃?xì)?蒸汽聯(lián)合循環(huán)發(fā)電裝置（簡稱CCPP，Combined Cycle Power

6、Plant），回收放散的低熱值煤氣用于發(fā)電、供熱，熱電轉(zhuǎn)換效率在4046。CCPPCCPP（Combined Cycle Power PlantCombined Cycle Power Plant）簡介）簡介 u由燃?xì)廨啓C(jī)發(fā)電和蒸汽輪機(jī)發(fā)電疊加組合起來的聯(lián)合循環(huán)發(fā)電裝置。u根據(jù)熱力學(xué)第二定律,對任何一種熱力發(fā)動機(jī),循環(huán)工作介質(zhì)的加熱溫度越高、放熱溫度越低,熱效率就越高。u先用高溫高壓煙氣驅(qū)動燃?xì)廨啓C(jī)發(fā)電；再將排出的500600的煙氣用于余熱鍋爐產(chǎn)生蒸汽，產(chǎn)生的蒸汽驅(qū)動汽輪機(jī)發(fā)電。這就組成了燃?xì)庹羝?lián)合循環(huán)發(fā)電。燃料的熱能，既參與了燃?xì)廨啓C(jī)的勃萊敦循環(huán)又參與了蒸汽輪機(jī)和鍋爐組成的郎肯循環(huán)，既利用

7、了煙氣的作功能力發(fā)電，又利用了蒸汽的作功能力發(fā)電。鋼鐵廠鋼鐵廠CCPPCCPP特點特點 u鋼鐵廠CCPP與常規(guī)CCPP主要區(qū)別是：它采用鋼鐵廠大量放散的低熱值高爐煤氣為主要燃料。而常規(guī)CCPP的主要燃料是輕油和天然氣。高爐煤氣熱值低，一般為31403559kJ/m3，僅為同體積天然氣熱值的1/10。uCCPP發(fā)電效率高，成本低，經(jīng)濟(jì)效益好CCPP發(fā)電效率高，目前最高可達(dá)58以上，并且還可以進(jìn)一步提高。以鋼鐵廠50MW規(guī)模機(jī)組為例，CCPP發(fā)電效率可達(dá)4046，而同規(guī)模鍋爐蒸汽發(fā)電效率為2330左右，CCPP的熱效率高出80以上。CCPP的供電成本低，一般鋼鐵廠CCPP在回收的高爐煤氣不計費時，

8、供電成本僅為0.07-0.08元/kWh。CCPP的項目投資收益率在25以上，投資回收期一般為35年，經(jīng)濟(jì)效益良好。uCCPP發(fā)電冷卻水用量少。燃?xì)廨啓C(jī)發(fā)電占CCPP發(fā)電的60，蒸汽輪機(jī)發(fā)電只占40。燃?xì)廨啓C(jī)發(fā)電不需要冷卻水。因此，CCPP的冷卻水量只有同規(guī)模鍋爐蒸汽發(fā)電機(jī)組的40。u燃?xì)廨啓C(jī)的發(fā)電環(huán)保性能好.燃?xì)廨啓C(jī)排氣污染小。由于燃?xì)夂涂諝饩鶅艋梁瑝m量約1mg/m3進(jìn)入燃?xì)廨啓C(jī)，所以排氣含塵量僅1mg/m3。NOX含量為30PPM，遠(yuǎn)低于常規(guī)鍋爐1000mg/m3以上的排氣NOX含量。鋼鐵廠鋼鐵廠CCPPCCPP特點特點 5萬KW CCPP煤氣壓縮機(jī)、燃?xì)廨啓C(jī)組高壓煤高壓煤氣壓縮氣壓縮機(jī)

9、機(jī)發(fā)電機(jī)減速箱低壓煤低壓煤氣壓縮氣壓縮機(jī)機(jī)燃?xì)廨喨細(xì)廨啓C(jī)機(jī) 蒸汽輪蒸汽輪機(jī)機(jī)余熱鍋爐凝汽器高爐煤氣電氣除塵器電氣除塵器煤氣加熱器煤氣加熱器煤氣中間冷卻器補給水箱水泵水泵煤氣冷卻器供氣啟動蒸汽供電主變壓器轉(zhuǎn)爐汽化冷卻煙道余熱利用轉(zhuǎn)爐汽化冷卻煙道余熱利用鋼與鐵的區(qū)別鋼與鐵的區(qū)別 u鋼和鐵都是鐵碳合金，同屬于黑色金屬，但它們的性質(zhì)有明顯不同。u生鐵硬而脆，焊接性差。鋼具有很好的物理化學(xué)性能與力學(xué)性能，可進(jìn)行拉、壓、軋、沖、拔等深加工，其用途十分廣泛。u鋼與鐵性能差別的原因：碳和其它合金元素的含量不同。在鋼中碳元素和鐵元素形成Fe3C固熔體，隨著碳含量的增加，其強(qiáng)度、硬度增加，而塑性和沖擊韌性降低。煉

10、鋼的基本任務(wù)煉鋼的基本任務(wù) u脫碳：將鐵水中的碳大部分去除，同時隨著脫碳的進(jìn)行，產(chǎn)生大量CO氣泡，在CO排出過程中，攪拌熔池促進(jìn)化渣，同時脫除H、N和夾雜。u去除雜質(zhì)：鐵水中P、S含量高，而鋼中P會造成“冷脆”，S造成“熱脆”。通常大多數(shù)鋼種對P、S含量均有嚴(yán)格要求，煉鋼必須脫除P、S等有害雜質(zhì)。u去除氣體及夾雜物；在煉鋼過程中通過熔池沸騰（碳氧反應(yīng)、底吹惰性氣體攪拌）脫除H、N和非金屬夾雜物。u脫氧合金化 u升溫（保證合適的出鋼溫度）。鐵水溫度一般在12501300，而鋼水的出鋼溫度一般在1650以上，才能順利澆注成鑄坯，因此煉鋼過程也是一個升溫過程。 轉(zhuǎn)爐煉鋼 converter stee

11、lmaking這種煉鋼法使用的氧化劑是氧氣。把氧氣鼓入熔融的生鐵里，使雜質(zhì)硅、錳等氧化。在氧化的過程中放出大量的熱量 （含1%的硅可使生鐵的溫度升高200攝氏度），可使?fàn)t內(nèi)達(dá)到足夠高的溫度。因此轉(zhuǎn)爐煉鋼不需要另外使用燃料。爐料主要為鐵水和造渣料（如石灰、石英、螢石等），為調(diào)整溫度，可加入廢鋼以及少量的冷生鐵塊和礦石等。 什么是轉(zhuǎn)爐煉鋼？什么是轉(zhuǎn)爐煉鋼？ u耐火材料性質(zhì)：分為堿性（用鎂砂或白云石為內(nèi)襯）和酸性（用硅質(zhì)材料為內(nèi)襯）;酸性轉(zhuǎn)爐不能去除生鐵中的硫和磷，須用優(yōu)質(zhì)生鐵，因而應(yīng)用范圍受到限制。堿性轉(zhuǎn)爐適于用高磷生鐵煉鋼，曾在西歐得到較大發(fā)展。u氣體吹入爐內(nèi)的部位：分為底吹、頂吹和側(cè)吹;u按吹

12、煉采用的氣體，分為空氣轉(zhuǎn)爐和氧氣轉(zhuǎn)爐?？諝獯禑挼霓D(zhuǎn)爐鋼，因含氮量高，質(zhì)量不如平爐鋼，且原料有局限性，又不能多配廢鋼，未能像平爐那樣在世界范圍內(nèi)廣泛采用。1952年氧氣頂吹轉(zhuǎn)爐問世，逐漸取代空氣吹煉的轉(zhuǎn)爐和平爐，現(xiàn)在已經(jīng)成為世界上主要煉鋼方法。 轉(zhuǎn)爐的分類轉(zhuǎn)爐的分類當(dāng)爐內(nèi)溫度較高時，碳的主要氧化物是當(dāng)爐內(nèi)溫度較高時，碳的主要氧化物是COCO，約，約9090，同時有少量的碳與，同時有少量的碳與氧直接作用生產(chǎn)氧直接作用生產(chǎn)CO2CO2，或，或COCO從鋼液表面逸出后再與氧作用生產(chǎn)從鋼液表面逸出后再與氧作用生產(chǎn)CO2CO2，其總，其總量約量約1010。在轉(zhuǎn)爐冶煉過程的初期和末期，爐氣的發(fā)生量較少，爐內(nèi)

13、溫度較低，在轉(zhuǎn)爐冶煉過程的初期和末期，爐氣的發(fā)生量較少，爐內(nèi)溫度較低，COCO含量也較少，爐氣不具備回收價值。在冶煉中期，爐內(nèi)溫度高達(dá)含量也較少，爐氣不具備回收價值。在冶煉中期，爐內(nèi)溫度高達(dá)1400140016001600，爐氣的產(chǎn)生量大，且主要成分為，爐氣的產(chǎn)生量大，且主要成分為COCO，在這個冶煉過程，在這個冶煉過程中對爐氣凈化、回收、貯存，就形成轉(zhuǎn)爐煤氣。貯存的轉(zhuǎn)爐煤氣溫度一中對爐氣凈化、回收、貯存，就形成轉(zhuǎn)爐煤氣。貯存的轉(zhuǎn)爐煤氣溫度一般般7070，其中顯熱能約占，其中顯熱能約占1/51/5，潛熱能約占，潛熱能約占4/54/5。 煤氣凈化回收與利用技術(shù)按凈化方式分為濕法和干法煤氣凈化回收

14、與利用技術(shù)按凈化方式分為濕法和干法2 2大類大類干法系統(tǒng)包括煙氣冷卻凈化系統(tǒng)與煤氣回收系統(tǒng)。由活動煙罩捕集并經(jīng)干法系統(tǒng)包括煙氣冷卻凈化系統(tǒng)與煤氣回收系統(tǒng)。由活動煙罩捕集并經(jīng)汽化冷卻煙道冷卻至汽化冷卻煙道冷卻至16001600左右的轉(zhuǎn)爐煙氣，首先進(jìn)入蒸發(fā)冷卻器降溫左右的轉(zhuǎn)爐煙氣，首先進(jìn)入蒸發(fā)冷卻器降溫和初除塵，溫度降至和初除塵，溫度降至180180200200左右，進(jìn)入靜電除塵器進(jìn)行精除塵。左右，進(jìn)入靜電除塵器進(jìn)行精除塵。然后根據(jù)然后根據(jù)COCO含量、含量、O2O2含量由閥門切換站進(jìn)行煤氣回收或放散操作。回收含量由閥門切換站進(jìn)行煤氣回收或放散操作。回收期煤氣需經(jīng)冷卻器二次冷卻，溫度降至期煤氣需經(jīng)

15、冷卻器二次冷卻，溫度降至7070后進(jìn)入煤氣柜回收；放散期后進(jìn)入煤氣柜回收；放散期煤氣需點火燃燒，排放氣體的含塵濃度煤氣需點火燃燒，排放氣體的含塵濃度15mg/Nm315mg/Nm3。 煤氣回收工藝煤氣回收工藝 OG（濕法）工藝：冶煉中產(chǎn)生的近1450煤氣，通過冷卻煙道冷卻到約900后進(jìn)入溢流文氏管，使煤氣中80%左右的固體顆粒脫離后進(jìn)人重力脫水器脫水，煤氣溫度降至約70。在風(fēng)機(jī)的抽引下煤氣流速突增并繼續(xù)進(jìn)入RD文氏管，經(jīng)水霧處理去除8m以上的固體顆粒后再水霧分離得到純凈的煤氣。系統(tǒng)設(shè)置有氣體分析儀，當(dāng)煤氣合格（CO 35%、O22%）時三通閥切換至回收狀態(tài)，煤氣借助風(fēng)機(jī)后的正壓，經(jīng)水封逆止閥、

16、V型水封送入氣柜。如煤氣不合格則三通閥切換至放散狀態(tài)，經(jīng)放散塔點火燃燒后排放到大氣中。 轉(zhuǎn)爐煉鋼是在轉(zhuǎn)爐里進(jìn)行。轉(zhuǎn)爐的外形就像個梨，內(nèi)壁有耐火磚，爐轉(zhuǎn)爐煉鋼是在轉(zhuǎn)爐里進(jìn)行。轉(zhuǎn)爐的外形就像個梨，內(nèi)壁有耐火磚，爐側(cè)有許多小孔（風(fēng)口），壓縮空氣從這些小孔里吹爐內(nèi)，又叫做側(cè)吹側(cè)有許多小孔（風(fēng)口），壓縮空氣從這些小孔里吹爐內(nèi)，又叫做側(cè)吹轉(zhuǎn)爐。開始時，轉(zhuǎn)爐處于水平，向內(nèi)注入轉(zhuǎn)爐。開始時，轉(zhuǎn)爐處于水平，向內(nèi)注入13001300攝氏度的液態(tài)生鐵，并攝氏度的液態(tài)生鐵，并加入一定量的生石灰，然后鼓入空氣并轉(zhuǎn)動轉(zhuǎn)爐使它直立起來。這時加入一定量的生石灰，然后鼓入空氣并轉(zhuǎn)動轉(zhuǎn)爐使它直立起來。這時液態(tài)生鐵表面劇烈的反應(yīng)，

17、使鐵、硅、錳氧化液態(tài)生鐵表面劇烈的反應(yīng)，使鐵、硅、錳氧化 (FeO,SiO2 , MnO,) (FeO,SiO2 , MnO,) 生生成爐渣，利用熔化的鋼鐵和爐渣的對流作用，使反應(yīng)遍及整個爐內(nèi)。成爐渣，利用熔化的鋼鐵和爐渣的對流作用，使反應(yīng)遍及整個爐內(nèi)。幾分鐘后，當(dāng)鋼液中只剩下少量的硅與錳時，碳開始氧化，生成一氧幾分鐘后，當(dāng)鋼液中只剩下少量的硅與錳時，碳開始氧化，生成一氧化碳（放熱）使鋼液劇烈沸騰。爐口由于溢出的一氧化炭的燃燒而出化碳（放熱）使鋼液劇烈沸騰。爐口由于溢出的一氧化炭的燃燒而出現(xiàn)巨大的火焰。最后，磷也發(fā)生氧化并進(jìn)一步生成磷酸亞鐵。磷酸亞現(xiàn)巨大的火焰。最后，磷也發(fā)生氧化并進(jìn)一步生成磷酸亞鐵。磷酸亞鐵再跟生石灰反應(yīng)生成穩(wěn)定的磷酸鈣和硫化鈣，一起成為爐渣。鐵再跟生石灰反應(yīng)生成穩(wěn)定的磷酸鈣和硫化鈣，一起成為爐渣。當(dāng)磷與硫逐漸減少，火焰退落，爐口出現(xiàn)四氧化三鐵的褐色蒸汽時，當(dāng)磷與硫逐漸減少，火焰退落，爐口出現(xiàn)四氧化三鐵的褐色蒸汽時，表明鋼已煉成。這時應(yīng)立即停止鼓風(fēng)，并把轉(zhuǎn)爐轉(zhuǎn)到水平位置，把鋼表明鋼已煉成。這時應(yīng)立即停止鼓風(fēng)，并把轉(zhuǎn)爐轉(zhuǎn)到水平位置，把鋼水傾至鋼水包里，再加脫氧劑進(jìn)行脫氧。整個過程只需水傾至鋼水包里，再加脫氧劑進(jìn)行脫氧。整個過程只需1515分鐘左右。分鐘