全干式TRT技术及在重钢的应用

张朋

（重庆钢铁股份有限公司能源管控中心，重庆401254）

全干式TRT技术及在重钢的应用

张朋

（重庆钢铁股份有限公司能源管控中心，重庆401254）

综述了三种TRT技术，有湿式TRT技术、全干式TRT技术以及干湿两用TRT技术，并主要介绍了重钢全干式TRT技术运行情况以及其中存在不足之处和改进措施。

TRT技术；全干式；应用现状

1 前言

重钢环保搬迁一期工程新建2500 m3高炉3座，年产钢600万t左右，3座高炉分别于2009年12月、2010年11月、2011年11月投产。为了构建循环经济，发展清洁生产，促进节能降耗，建设绿色钢城，重钢新区采用了诸多先进节能减排技术，包括烧结余热发电技术、炼钢轧钢余热发电技术、CCPP技术、CDQ技术、烧结脱硫技术、煤调湿技术、转炉干式除尘技术等，而全干式TRT技术是其中重要节能减排技术之一。

2 TRT技术

高炉煤气余压透平发电技术（简称TRT技术）是利用高炉炼铁过程中产生的高温高压煤气，经透平机膨胀做功，从而驱动发电机组发电。TRT发电机正常运转时，不仅可回收大量电能，降低炼铁工序成本，而且可降低减压阀组区域的噪声和振动，大大改善了炼铁区域的环境。这种发电方式既不消耗任何燃料，也不产生环境污染，发电成本十分低廉。

高炉煤气是钢铁企业中的重要二次能源，有很高的利用价值，但因高炉煤气中含有大量粉尘，必须经过除尘净化后才能使用。因此，按对高炉煤气净化方式的不同，TRT技术可分为湿式TRT技术、干湿两用TRT技术和全干式TRT技术三类。

攀钢4#高炉，当时设计采用的是湿式双文系统。1996年，在保留原湿式双文系统的基础上，并联了一套布袋除尘系统，并配套了相应的干式TRT。当时因布袋除尘器在大型高炉上只是处于试用阶段，运行初期，出现许多问题，如果不配备湿式备用系统，存在一定风险性，两种系统状态必要时可以自动切换运行，适应煤气温度变化性强，且可提高发电效率。

3 重钢新区全干式TRT技术

3.1 工艺流程简述

重钢新区3×2500 m3高炉的TRT技术均为全干式TRT技术。高炉煤气除尘系统采用的是二级除尘，即重力除尘器—干式布袋除尘器两级除尘。荒高炉煤气先经过重力除尘器粗除尘后，当温度在正常范围时（80℃～280℃）,再经过干式布袋除尘器精除尘，除尘后的煤气经TRT系统后，一部分热煤气输送到高炉热风炉，剩余煤气经降温装置降温后进入煤气管网，供CCPP、烧结石灰等用户使用。当TRT不运行时，除尘后的煤气经减压阀组、消音器减压后与TRT出口管道汇合。其工艺流程如图1所示。

3.2 布袋除尘系统

重钢新区除尘系统由12个大直径（6 m）布袋除尘器和1个大灰仓组成，采取双排并联布置，有效地减少了占地面积。每个布袋除尘器内由450条直径为160 mm，长度为6m，具有耐高温、高强度、抗腐蚀、耐负荷等特点的氟美斯9806布袋构成，总过滤面积为16000 m2。大灰仓内由120条直径为160 mm，长度为2 m的防水纤维针刺毡的布袋构成。每个除尘器都设有煤气进、出口切断阀，含尘量检测装置，氮气脉冲反吹装置，卸灰装置、振动装置及氮气包流化装置。重钢1#高炉煤气净化工艺流程如图2所示。

图1 重钢新区全干式TRT系统工艺流程图

图2 重钢1#高炉煤气净化工艺流程

3.2.1 含尘量检测装置

为确保煤气质量，提高煤气利用效率，在除尘器出口均设有含尘量检测装置。当某个布袋除尘器煤气出口管上含尘量超过设定值时，会自动报警并切断该除尘器，需及时进行维护和更换布袋。

3.2.2 氮气脉冲反吹装置

为保证布袋脉冲反吹清灰和气力输灰正常运行，安装有氮气脉冲反吹清灰调压装置和气力输灰调压装置。两套调压装置均采用一级调压，阀前压力均为1.6 MPa，阀后压力分别为0.45～0.5 MPa和0.2 MPa。

在脉冲反吹清灰调压装置和气力输灰调压装置前设置了一台容积为30 m3，压力为1.8 MPa的氮气储气罐，以保证布袋净化系统用氮气的稳定性。

3.2.3 卸灰装置

布袋除尘器的卸灰采用氮气气力输送方式，除尘器卸下来的瓦斯灰（含铁尘泥），通过气力输灰管道，在氮气的驱动下，输入大灰仓后，定时通过加湿给料机卸到输灰车上外运，并进行回收利用。

3.3 TRT系统

煤气余压回收透平发电成套设备由煤气膨胀透平机、发电机、润滑油系统、液压系统、给排水系统、氮气密封系统、煤气进出口阀门系统、高低压发配电系统和自动控制系统几大部分组成。重钢2#高炉TRT工艺流程如图3所示。

TRT技术的应用，能够有效平衡炉顶压力，确保高炉安全生产。当TRT不运行时，炉顶压力仅通过调节减压阀组单独控制；当TRT启动、正常运行、正常停车和紧急停车时，通过对两级透平静叶开度和减压阀组开度的有机协调来控制炉顶压力，以实现TRT的安全稳定高效运行。

3.4 采用的关键技术措施

图3 重钢2#高炉TRT工艺流程

（1）高炉炉顶设有无级喷水降温装置。当荒煤气温度高于280℃时，高炉炉顶喷水降温装置自动启动，以降低荒煤气温度，有效地防止了高温煤气烧毁布袋现象的发生。

（2）除尘器进口前设有荒煤放散塔。当荒煤气温度低于80℃时，荒煤气将通过荒煤放散塔进行燃烧放散，有效地防止了低温煤气中的含铁尘泥堵塞布袋。

（3）除尘器设有过压保护装置。每个箱体均设有安全阀，当压力过高时，安全阀自动打开泄压，保护除尘系统及TRT系统的安全运行。

（4）箱体和热煤气管道采用保温措施。通过对箱体和热煤气采用外保温措施，减少煤气热量的损失，提高TRT发电量。

（5）TRT煤气出口管道附近安装有煤气喷淋降温装置。通过对透平出口煤气的降温，有效地提高了透平入口与出口的能差，进一步提高TRT发电效率。

（6）氮气密封系统。为了防止高炉煤气泄漏，在透平主机轴端通入氮气进行密封。

（7）采用耐高温、高强度的氟美斯布袋。在保证高炉稳定正常运行情况下，通过采用氟美斯布袋，可始终保持炉顶高温高压状态下运行，进而提高了TRT入口侧煤气稳定和压力，以提高发电量。

3.5 应用现状

3.5.1 布袋除尘系统

布袋除尘系统自在重钢新区投运以来，运行稳定，除尘效率高，出口煤气含尘量在5 mg/m3以下。但刚投运时仍存在以下不足之处，并已先后进行了改进和完善。

（1）放灰时产生大量扬尘。大灰仓放灰采用的是加湿给料机的方式向运灰车中放灰，因加湿给料机加湿不均，导致放灰时产生扬尘。改进措施：①在大灰仓周围设置半封闭围墙；②将加长加湿给料机机身的长度，提高混合均匀度。通过采用以上措施后，扬尘大幅度降低。

（2）箱体和大灰仓安全附件为泄爆膜，当压力过大，泄爆膜打开后不能复位，煤气外泄可能引发次生生产安全事故。改进措施：将所有泄爆膜更换为自动复位式安全阀。

（3）输灰管道在弯头处由于干灰摩擦易泄漏。改进措施：减小输灰管道弯头角度；加厚拐弯处管道壁厚；在输灰管道内壁采用耐磨衬里。

3.5.2 TRT系统

TRT系统运行优良，发电效率最高可达95%（设计值86%）。通过加强管理，强化协调、精细操作，在保证煤气管网压力的前提下，不断提高煤气综合利用率。并加强与高炉之间的沟通，在保证高炉炉顶压力的前提下，缩短电动运行和手动运行时间，保证自动调节运行作业率，提高TRT吨铁发电量。

目前，重钢新区全干式TRT发电系统月平均吨铁TRT发电量最高可达51.33 kW·h，达到国内行业先进水平。今年上半年3套全干式TRT系统总发电量超2.1亿kW·h，约占重钢新区自发电量的18%，按平均电价0.6元/kW·h计算，创造效益超1.26亿元，经济效益显著。

4 总结

全干式TRT技术可有效提高二次能源的回收利用率，是降低炼铁工序成本重要技术措施之一，是钢铁企业构建循环经济，促进节能减排的必由之路，钢铁企业应该大力推广全干式TRT技术的应用，淘汰高能耗、低效率的落后工艺，实现钢铁企业经济转型。

[1]李光强，朱诚意.钢铁冶金的环保与节能（第2版）[M].北京：冶金工业出版社，2010，284.

[2]关绅，王振平.高炉煤气干法布袋除尘技术在大型高炉上的应用[A].中国钢铁工业节能减排技术与设备概览[C].北京：冶金工业出版社，2008，312-315.

Full-dry TRT Technology and Its Application in Chongqing Steel

ZHANG Peng
(The Energy Management and Control Center of Chongqing Iron and Steel Co.,Ltd.,Chongqing 401254,China)

The three types of TRT technology,which are wet TRT,full-dry TRT and dry/wet TRT technology,are overviewed;and the operation state,shortcomings as well as improvement measures of the full-dry TRT technology of Chongqing Steel are mainly introduced.

TRT technology;full-dry;application state

TM61

B

1006-6764(2014)01-0023-qq

2013－10－22

张朋（1987－），男，毕业于辽宁石油化工大学环境工程专业，助理工程师，现从事安全环保管理工作。