一、煉鐵生產與TRT工藝概述
1.概述
TRT是“高爐煤氣余壓透平發(fā)電裝置”的縮寫，是國際公認的鋼鐵企業(yè)很有價值的二次能源回收裝置，它利用高爐爐頂煤氣所具有的壓力能和熱能，通過透平機膨脹做功轉化為機械能，從而驅動發(fā)電機發(fā)電。這種發(fā)電方式既不消耗任何燃料，也不產生環(huán)境污染，發(fā)電成本極低，是高爐冶煉工序的重大節(jié)能項目，經(jīng)濟效益十分顯著。
在煉鐵生產中，當高爐爐頂煤氣壓力大于30kPa時，即可采用TRT裝置將這部分壓力能回收。其工作原理是煤氣的余壓使煤氣在透平機內進行膨脹做功，推動透平機轉動，進而帶動發(fā)電機轉動，發(fā)出一定的電量。TRT裝置所發(fā)出的電量與高爐煤氣的壓力、流量和溫度有關，一般噸鐵發(fā)電量為30～40kWh（目前我公司為24 kWh/噸鐵）。高爐煤氣如采用干法除塵可以使發(fā)電量提高36%，且溫度每升高10℃，會使透平機出力提高10%，進而使TRT裝置最高發(fā)電量可達54千瓦時/噸鐵。
在設備上，TRT裝置代替了原來煤氣系統(tǒng)的高壓閥組。不同的是，原煤氣系統(tǒng)的高壓閥組將煤氣的壓力能白白泄漏掉了，而TRT裝置可以回收高爐鼓風能量的30%左右。
目前，全國已有成百套TRT系統(tǒng)在運行，但是其發(fā)電量有很大的差異。
運行方式：在減壓閥組之前轉入TRT進口管。高爐煤氣經(jīng)全封閉液壓插板閥，緊急切斷閥，啟動閥和速關閥，可調靜葉進入透平膨脹，帶動發(fā)電機發(fā)電。TRT的運行工況有：起動、正常運行、電動運行、正常停機、緊急停機；在能量利用方式上分為：部分回收方式和全部回收方式；在操作方式上分為：手動、半自動和全自動。
閥位開度：閥位開度控制是將可調靜葉按一定速率逐漸開啟或關閉，使系統(tǒng)平穩(wěn)過渡，防止爐頂壓力過大的波動，并將開度停留在事先設定的位置上，以限制流過透平的煤氣量，進而控制發(fā)電機的轉速和輸出功率和作用。另外還有一個更重要的作用是從高爐拉煤氣的作用�？烧{靜葉在未參與自動調節(jié)時，是通過開度設定來控制可調靜葉開度的。
轉速調節(jié)：轉速關系到發(fā)電機與電網(wǎng)的同步和安全運行，也關系到其它輔機的啟停。當轉速過高或發(fā)電機周波過高和過低時都要跳閘而緊急停機。
負荷調節(jié)：負荷控制功能是防止電網(wǎng)發(fā)生故障，使發(fā)電機超負荷，使透平發(fā)電機輸出功率在設計范圍內波動，通過專用調節(jié)器進行控制，用最大負荷設定限定負荷。
TRT與減壓閥組并列運行時，送入TRT爐頂壓力調節(jié)器的爐頂壓力測量值與高爐原有爐頂壓力~~減壓閥組控制回路的測量值是同一信號；同時將高爐原有爐頂壓力~~減壓閥組控制回路的設定值送入TRT爐頂壓力調節(jié)器，經(jīng)過爐頂壓力設定值偏差（減去或加上一個固定差值）運算后，使其略低于或高于高爐原有爐頂壓力~~減壓閥組控制回路的設定值，然后作為TRT爐頂壓力調節(jié)器的設定值。這樣就能使TRT爐頂壓力調節(jié)器自動跟蹤高爐的設定值，同時也決定了高爐頂壓的設定權仍在高爐，高爐操作工只需同以往一樣操作即可。高爐爐頂壓力可由TRT控制，也可由減壓閥組控制，有時是兩者同時進行爐頂壓力的控制。
2.TRT發(fā)電的運行控制
TRT準備啟動時，先開啟潤滑油系統(tǒng)和液壓系統(tǒng)，靜葉手動靈活，并能讀出靜葉開度，檢查電氣正常，各系統(tǒng)閥門正常，旁通閥在“手動“位置并處于關閉狀態(tài)，盤車啟機升速。
并網(wǎng)階段；把轉速調整到接近3000r/m時；自動準同期裝置微調控制轉速上升或下降，自動接近電網(wǎng)的頻率和相位（也可手動控制一轉轉接近），當頻率和相位與電網(wǎng)一致后，自動或手動并網(wǎng)。發(fā)電機并列以后即保持與電網(wǎng)周波同步，轉速測量值穩(wěn)定在約3000轉基本不變。
并網(wǎng)步驟(手動升壓自動準同期操作）：
1. 按順序投入勵磁屏開關1KKA、2KKA、1KKB、2KKB；
2. 按下勵磁屏SB1鈕，紅燈亮起；
3. 將1QK鈕投到通道A；
4. 將2QK鈕投到就地；
5. 將3QK鈕投到恒電壓；
6. 待透平機轉速至2850轉以上時，操作4QK增磁升壓；
7. 待透平機轉速接近3000r/min時，用“增磁”旋鈕調發(fā)電機電壓至與系統(tǒng)電壓相同。
8. 檢查開關柜DCS聯(lián)跳發(fā)電機壓板在“投入”位。
9. 檢查開關柜發(fā)電機保護出口壓板在“投入”位。
10. 檢查發(fā)電機系統(tǒng)無接地。
11. 將同期屏中的同期開關投到自動；
12. 保持透平機機轉數(shù)在3000r/min，調整“增/磁”鈕將系統(tǒng)電壓與發(fā)電機電壓、系統(tǒng)頻率與發(fā)電機頻率調至一致，按下同期屏的同期鈕，投合閘控制開關，待自動準同期表屏幕顯示“同期合閘成功”及遠端電腦的鈴聲響起，確認并網(wǎng)成功。
13. 將同期屏中的同期開關投到切除。
14. 視發(fā)電機定子電流表，調整“增磁”旋鈕，適當增加無功負荷。
15. 當無功Q=1MW時，3QK運行方式開關由恒電壓切換至恒無功運行方式。
16. 全面檢查、匯報、記錄。
TRT正常停機：通知高爐主控減壓閥組，待高爐確認后，將靜葉的控制方式轉為“手動”，慢關靜葉減少有功，同時減少無功。當靜葉慢關到5%時，關閉入口蝶閥，將旁通閥轉手動，聯(lián)系高爐轉減壓閥組控制，點擊停機按鈕發(fā)給高爐，慢關緊急切斷閥，到位后，TRT自動解列。
1）重故障停機時，立即點擊緊急停機，向高爐發(fā)出緊急停機信號。
2）當自動緊急停機未實現(xiàn)時，應立即按下操作臺緊急停機按鈕，如不動作，在做好防煤氣的情況下立即到透平機主油泵側拍下危急保安器。
3）確認快切閥和靜葉全關，旁通快開A、B閥應根據(jù)高爐頂壓開到預定開度（若未開，應立即根據(jù)高爐爐頂壓力手動調整旁通快開閥A、B開度），發(fā)電機解列，機組轉速下降。記錄轉子惰走時間
4）緊急停機時注意輔助油泵是否在潤滑油遠點壓力＜0.1MPa 時自動投運，如未自動投入立即手動投運。
5）匯報調度室TRT緊急停機。
6）轉子靜止后投入盤車裝置。
7）聯(lián)系相關人員查找停機原因。
二、高爐煤氣氣體產生與傳輸
AV50風機在運行中以穩(wěn)定的風壓，提供穩(wěn)定的風量。送到爐前的風經(jīng)加熱爐（1320℃）后，進入爐內（理想情況下應保持在1900m3/min）與原燃料混合燃燒，產生了高爐煤氣。頂壓調節(jié)，隨爐況、壓力、調整，合理設定值應在150kPa附近，每4分鐘左右翻一次料（TRT的壓力曲線隨即波動），受進料的溫度、濕度影響很大（雨天爐況不順）。操作過程中，隨時對于進風量調整；對于比較大的調整（如坐料、蹦料，鐵水運輸調整出鐵時間等）就需減小風量了。
煉鐵對供熱風的操作主要是保證高爐的順行�，F(xiàn)在采用無料鐘方式，在過渡倉內必須建立與爐內相等壓力，才能將料投入爐中，當測點取的位置應與爐體很近時，應能比較真實的反映高爐的實時情況。再有就是用風量的問題，高爐最希望的就是穩(wěn)定風壓，所以有時用富氧，盡管提高了成本，但對高爐用風量平穩(wěn)要求及整體熱能分布配置。
三、提高TRT發(fā)電量的措施
1.積極采用高爐煤氣干法除塵技術裝備。
2.提高高爐爐頂煤氣壓力，減少煤氣從爐頂?shù)酵钙綑C的壓力損失（新一號高爐的爐頂壓力為80-150kPa）。提高爐頂煤氣壓力還可以帶來產量的提高、高爐工作穩(wěn)定以及可以冶煉低硅鐵等多方面的好處。
3.保持高爐煤氣穩(wěn)定地以最大發(fā)生量供給透平機，這要求高爐生產穩(wěn)定地處于高水平狀態(tài)。這樣就可以關閉煤氣系統(tǒng)的高壓閥組，使高爐煤氣全量通過TRT透平機。
4.適當提高TRT煤氣入口溫度。在煤氣壓力不變的條件下，煤氣溫度高，煤氣壓透平機內體積膨脹大，就會使發(fā)電量提高。但高爐正常生產狀態(tài)下爐頂溫度不能超過350℃，因此優(yōu)化高爐爐頂煤氣溫度和TRT發(fā)電能力，尋找最佳點是運作好TRT的關鍵技術之一。
5.調整好TRT入口的靜葉角度。在煤氣管網(wǎng)中設置能進行煤氣壓力調節(jié)的設備，通過調整靜葉片的角度，來控制煤氣的壓力和輸出功率，可以使高爐爐頂壓力波動小，同時TRT的輸出功率也可以處于穩(wěn)定狀態(tài)，這可以用小型計算機來進行控制。
系統(tǒng)的高壓閥組，使高爐煤氣全量通過TRT透平機。
4.適當提高TRT煤氣入口溫度。在煤氣壓力不變的條件下，煤氣溫度高，煤氣壓透平機內體積膨脹大，就會使發(fā)電量提高。但高爐正常生產狀態(tài)下爐頂溫度不能超過350℃，因此優(yōu)化高爐爐頂煤氣溫度和TRT發(fā)電能力，尋找最佳點是運作好TRT的關鍵技術之一。
5.調整好TRT入口的靜葉角度。在煤氣管網(wǎng)中設置能進行煤氣壓力調節(jié)的設備，通過調整靜葉片的角度，來控制煤氣的壓力和輸出功率，可以使高爐爐頂壓力波動小，同時TRT的輸出功率也可以處于穩(wěn)定狀態(tài)，這可以用小型計算機來進行控制。
6.提高TRT設備運行率。首先，要提高TRT設備的開工率，延長TRT穩(wěn)定運行的時間，并力爭在高水平狀態(tài)下工作。
7.合理優(yōu)化TRT工藝技術參數(shù)。優(yōu)選TRT工作性能曲線，使TRT功能與高爐正常生產進行優(yōu)化匹配。一般TRT透平機出力與高爐有效容積比為4.0～4.3。