高炉煤气余压透平发电（TRT）装置及电机变频控制系统节能建设项目立项初步设计报告

表减压阀组前净煤气主要参数序号项目单位参数值备注压力温度流量灰尘含量机组主要性能参数主要性能参数见表。

表主要性能参数序号项目名称单位设计点最大点透平入口煤气流量入透平煤气压力入透平煤气温度出透平煤气压力透平效率透平功率发电机效率发电机功率入网电压炉顶压力波动值系统组成高炉煤气余压透平发电装置由以下八大系统组成透平主机和发电机系统高低压发配电系统大型阀门及煤气管道系统液压伺服控制系统润滑油系统氮气密封系统冷却水系统自动控制系统工艺流程高炉煤气净化采用干法布袋除尘工艺，净煤气温度高，含水量少含尘量低，由于炉容不大，工艺设计拟采用全量回收法，并选用全干式主机，使高炉所产生煤气能够全量经过透平膨胀机，装置不仅能全部回收高炉煤气压力能，还能回收煤气显热，尽可能多发电。

系统与高炉调压阀组并联布置。

高炉干法除尘净化后煤气送至余压透平发电系统，在干法除尘系统中已预留透平系统高压侧进口接口，在外部管网调压阀组后亦预留透平系统低压侧出口接口。

透平主机发电机为高架式，为检修和调试方便，主厂房内配置桥式起重机，厂房侧面设置主控楼，层为低配室，二层为电缆层和工具间更衣室，三层为控制室。

工艺过程是由布袋除尘器出来高压高温干燥洁净煤气经电动二次偏心蝶阀电动敞开式插板阀快速切断阀进入透平膨胀机，透平第级静叶为可调，用其调节进透平机煤气流量，并用其控制炉顶压力。

通过导流器使煤气转成轴向进入叶栅，煤气在静叶栅和动叶栅组成流道中不断膨胀作功，压力和温度降低，并转化为动能作用于工作轮即转子及动叶片使之旋转，工作轮通过联轴带动发电机起转动而发电。

叶栅出口煤气经过扩压器进行扩压，以提高其背压达定值，然后经排气蜗壳流出透平，进入减压阀组合后煤气管道。

膨胀后煤气压力为，经过出口煤气管上电动封闭式插板阀接入外部管网启动时，为控制煤气流量在入口蝶阀旁设个电动启动蝶阀当发生故障时，因原有调压阀组不能及时开启，增加个旁通管，设置个液动快开阀，在出现重大故障时，紧急切断阀将在小于时间内关闭，此时联锁旁通快开阀般约打开，使高压煤气短时间内快速泄压至煤气管道低压侧，避免炉顶压力突然升高，同时调压阀组其它阀自动打开，在旁通快开阀慢关时般约，调压阀组自动阀逐渐开大，自动调节炉顶压力，炉顶压力转至高炉侧控制，使系统安全脱离高炉煤气系统，保证高炉正常运行。

正常运行时，煤气不经过减压阀组，炉顶压力由调节。

透平主机及发电机系统透平主机系统是装置核心，包括透平膨胀机和发电机。

透平主机本次设计以国产透平主机为依据，初步拟选用陕鼓集团产品，型号。

透平膨胀机型式干式轴流二级反动式第级静叶可调并可实现全关闭煤气透平膨胀机。

结构特点采用大流通面积，低圆周速度，平直粗壮叶型。

透平转数，允许超速包括发电机转子。

透平工作转向从透平进气端看为顺时针方向。

设计寿命主机万小时，透平连续不开盖运行时间个月。

透平主机效率。

透平主机包括机壳转子静叶伺服油缸危机保安器轴承箱盘车装置密封装置主油泵底座和联轴器等部件。

机壳是透平机最重要承压件，采用铸造结构，水平剖分，厚中分面法兰，预紧应力螺栓，中分面经过精密加工，以防泄漏。

机壳强度按压力，温度设计制造，机壳进行水压试验。

机体为机壳和静叶承缸双层结构，变形适应力强。

转子叶片采用斜棱型纵树叶根，径向插入，隔叶块固定，两级叶片用重熔不锈钢制成，转子动平衡精度为级。

叶型采用专用高效叶型，大弦长大节距，不易积灰堵塞磨损，气体流动性能好，透平出力效率高，第级静叶可作到全关闭，且启动调节性能好。

叶片端面加工成以转子为中心球面，全关全开转动调节间隙不变，流动效率高。

叶能全关，泄漏量小。

④静叶伺服油缸安装内缸体上，采用双伺服油缸同步带动调节圈来调节静叶角度，并配有位置传感器及行程开关，确保动作灵敏可靠性高。

在指令信号电液伺服控制下，尘工艺，净煤气温度高，含水量少含尘量低，由于炉容不大，工艺设计拟采用全量回收法，并选用全干式主机，使高炉所产生煤气能够全量经过透平膨胀机，装置不仅能全部回收高炉煤气压力能，还能回收煤气显热，尽可能多发电。

系统与高炉调压阀组并联布置。

高炉干法除尘净化后煤气送至余压透平发电系统，在干法除尘系统中已预留透平系统高压侧进口接口，在外部管网调压阀组后亦预留透平系统低压侧出口接口。

透平主机发电机为高架式，为检修和调试方便，主厂房内配置桥式起重机，厂房侧面设置主控楼，层为低配室，二层为电缆层和工具间更衣室，三层为控制室。

工艺过程是由布袋除尘器出来高压高温干燥洁净煤气经电动二次偏心蝶阀电动敞开式插板阀快速切断阀进入透平膨胀机，透平第级静叶为可调，用其调节进透平机煤气流量，并用其控制炉顶压力。

通过导流器使煤气转成轴向进入叶栅，煤气在静叶栅和动叶栅组成流道中不断膨胀作功，压力和温度降低，并转化为动能作用于工作轮即转子及动叶片使之旋转，工作轮通过联轴带动发电机起转动而发电。

叶栅出口煤气经过扩压器进行扩压，以提高其背压达定值，然后经排气蜗壳流出透平，进入减压阀组合后煤气管道。

膨胀后煤气压力为，经过出口煤气管上电动封闭式插板阀接入外部管网启动时，为控制煤气流量在入口蝶阀旁设个电动启动蝶阀当发生故障时，因原有调压阀组不能及时开启，增加个旁通管，设置个液动快开阀，在出现重大故障时，紧急切断阀将在小于时间内关闭，此时联锁旁通快开阀般约打开，使高压煤气短时间内快速泄压至煤气管道低压侧，避免炉顶压力突然升高，同时调压阀组其它阀自动打开，在旁通快开阀慢关时般约，调压阀组自动阀逐渐开大，自动调节炉顶压力，炉顶压力转至高炉侧控制，使系统安全脱离高炉煤气系统，保证高炉正常运行。

正常运行时，煤气不经过减压阀组，炉顶压力由调节。

透平主机及发电机系统透平主机系统化财务评价指标汇总表附表单位万元序号项目名称数据项目总投资建设投资建设期利息流动资金其他资产资金筹措项目资本金项目负债资金其他资金年均销售收入年均总成本费用年均销售税金及附加年均增值税年均息税前利润年均利润总额年均所得税年均净利润总投资收益率投资利税率项目资本金净利润率贷款偿还期基建借款年平均利息备付率平均偿债备付率项目投资税前指标财务内部收益率财务净现值全部投资回收期年项目投资税后指标财务内部收益率财务净现值全部投资回收期年资本金内部收益率盈亏平衡点生产能力利用率销售价格主机系统是装置核心，包括透平膨胀机和发电机。

透平主机本次设计以国产透平主机为依据，初步拟选用陕鼓集团产品，型号。

透平膨胀机型式干式轴流二级反动式第级静叶可调并可实现全关闭煤气透平膨胀机。

结构特点采用大流通面积，低圆周速度，平直粗壮叶型。

透平转数，允许超速包括发电机转子。

透平工作转向从透平进气端看为顺时针方向。

设计寿命主机万小时，透平连续不开盖运行时间个月。

透平主机效率。

透平主机包括机壳转子静叶伺服油缸危机保安器轴承箱盘车装置密封装置主油泵底座和联轴器等部件。

机壳是透平机最重要承压件，采用铸造结构，水平剖分，厚中分面法兰，预紧应力螺栓，中分面经过精密加工，以防泄漏。

机壳强度按压力，温度设计制造，机壳进行水压试验。

机体为机壳和静叶承缸双层结构，变形适应力强。

转子叶片采用斜棱型总论概述公司拥有高炉，现拟定为高炉配套高炉煤气余压透平发电装置，同时对拥有热轧带钢固溶生产线配备电机变频控制系统。

设计依据福建有限公司委托书。

福建有限公司提供建设地址区域地形图。

设备生产厂家资料和文件。

工程建设意义冶金行业是全国最大能源用户，用电量约占全国总用量，而高炉又是钢铁企业能耗大户，占钢铁企业用电左右。

国内外钢铁企业高炉煤气余压透平运行情况看，节能效率和环保效果良好，经济效益和社会效益显著，不但能回收煤气余压进行高效发电，而且有效地解决了减压阀组减压时产生噪音污染和管道振动，对高炉稳定生产也有益处。

福建有限公司现有高炉煤气净化均采用脉冲布袋干法除尘工艺，干法除尘发电量较湿法提高以上，故高炉上建设套全干式，不但将煤气压力能转换成电能，还可充分利用煤气显热，提高发电效率，降低炼铁工序能耗及成本，减少噪音污染，是项收效十分显著节能和环保项目。

工程建设范围高由热膨胀结构。

主要部件材质机壳转子主轴动叶片静叶片底座静叶调节优点装置是高炉从属生产设施，直接用其控制稳定炉顶压力，其运行好坏，关系到高炉生产运行，以级可调静叶开度变化控制煤气进透平流速，可有效保证炉顶压力波动控制在要求范围内。

采用可调静叶机构，它最大优势是静叶片转动灵活，调节性能好，级静叶可做到全关，调节范围宽，透平设计点以持续时间最长负荷作为设计点，在负荷降低或提高时，即偏离设计点，对效率影响都较小。

发电机发电机包括主付励磁机空气冷却器数字式励磁柜。

发电机型式无刷励磁同步发电机型号型额定功率额定电压透平转数功率因数频率采用同轴交流主励磁机无刷励磁及永磁式副励磁机方式，由于装置发电机运行工况变化，其励磁调节装置能对发电机实现手动自动强励磁及快速灭磁要求，同时具备以下功能，发电机励磁调节系统在高炉工况变化范围内，能使发电机并网前按恒电压自动调节并网后按恒无功自动调节和恒功率因数自动调节励磁调节装置具备自身故障报警功能。

采用空气密闭循环冷却，空气冷却器放在发电机基础下部。

高炉煤气余压发电与普通发电厂差别，是发电机出力不能按用电负荷需要进行调节，而是保证高炉炉顶压力稳定二是为避免发电机频繁停车及复风后重新启动，在高炉短期休风时，发电机须转入电动运行，当高炉复风时，随着风量增大，煤气量及顶压增高，会自动由电动机运行转到发电机运行。

大型阀门及煤气管道系统入口电动三偏心硬密封蝶阀该蝶阀安装在入口前总论概述公司拥有高炉，现拟定为高炉配套高炉煤气余压透平发电装置，同时对拥有热轧带钢固溶生产线配备电机变频控制系统。

设计依据福建有限公司的委托书。

福建有限公司提供的建设地址区域的地形图。

度。

该阀必须可靠，灵敏度高，选用进口设备出口电动封闭式插板阀该阀安装在出口处，规格为使用温度，电机为防爆型，密封性能要求零泄漏量，作为停机检修切断煤气使用，选用国产设备润滑油系统该系统由润滑油站主油泵透平主机带高位油箱机旁润滑油管道及阀门检测仪表等组成