马钢4号高炉TRT平面布置探析

郭海波

（中冶南方工程技术有限公司， 湖北　武汉　430023）



马钢4号高炉TRT平面布置探析

郭海波

（中冶南方工程技术有限公司， 湖北武汉430023）

结合马钢4号高炉TR T系统的工艺概况、系统组成等方面介绍了其平面布置，并从选址、防火间距、煤气净化、设施间距、检修空间等方面介绍在进行TR T系统平面布置时需要注意的问题。

高炉TR T平面布置

高炉炼铁工序是钢铁企业生产流程中最大的能耗单元，一般情况下高炉炼铁能耗占整个流程的70%左右，因此降低炼铁工序的能耗是钢铁企业降本增效的着力点。高炉产生的煤气具有一定的温度和压力，利用煤气余压发电装置（top gas pressure recovery turbine，简称TRT）回收其压力能及热能，一般可回收鼓风机所需能量的30%，是炼铁工序节能降耗的必然选择。《高炉炼铁工艺设计规范》中规定：高炉必须设置炉顶煤气余压发电装置，并应与高炉同步投产。因此，无论是从技术方面还是从经济效益方面考虑，TRT系统都是高炉系统必备的配套项目。

1　TRT工艺概况

马钢4号高炉容积为3 200 m3，炉顶压力为0.25 MPa。高炉煤气净化采用干法布袋除尘系统；TRT装置采用干式机组，装机容量为24 000 kW，与减压阀组并联布置。

2　TRT系统组成

TRT系统由透平主机、润滑油系统、液压伺服系统、冷却水系统、氮气密封系统、高/低压发配电系统、自动控制系统、大型阀门及管道系统等组成。

马钢4号高炉TRT系统在建构筑物单元上由TRT装置、主控楼、大型阀门及管道系统组成。TRT装置采用室外（露天）布置，上设遮雨棚。高低压配电室、液压系统、润滑油系统、控制系统等集中于TRT控制楼。

TRT装置有室外（露天）布置、室内布置两种形式。从安全角度考虑，室外（露天）布置有利于煤气扩散，煤气不宜聚集，也有利于节省土建投资。但北方地区由于天气原因，考虑到气侯对设备的影响及设备维护、检修的需要，一般采用室内布置。马钢地处南方地区，气侯条件对设备的影响较小，因此选择室外（露天）布置形式。

3　TRT系统平面布置

马钢4号高炉TRT系统与干法布袋除尘集中布置于高炉东北角的公辅区，位于干法布袋除尘的东侧，与减压阀组并联布置。主控楼位于TRT装置西北角与其毗连布置，大型阀门及煤气管道围绕TRT进、出口布置，详细布置见图1。

图1　TRT系统平面布置图

4　TRT系统平面布置需注意的问题

TRT系统是高炉煤气处理流程中的一环，为煤气净化系统的后工序，不宜与高炉距离太远，一般布置在高炉公辅区，靠近煤气净化系统，以缩短高压段的煤气管线，减少压力和温度损失，提高发电量。

TRT系统中的运行介质是高炉煤气，属于易燃、有毒气体，具有中度危险性。为防止对人员或其他系统建构筑物造成危害，应避开人员密集地段和重要建构筑物；同时，为防止周围环境对TRT系统本身造成危害，TRT系统应避开明火或其他危险源。

室内布置TRT装置，其主厂房为乙类建筑；室外布置TRT装置，其构造物也可视为乙类建筑。为满足消防扑救，防止火灾蔓延，应严格执行最新版《建筑设计防火规范》、《钢铁冶金企业设计防火规范》、《煤气余压发电装置技术规范》规定的防火间距。下列几个防火间距在平面布置时需要注意的事宜如下：

1）TRT控制楼与TRT装置之间的防火间距。马钢4号高炉TRT控制楼与TRT装置外缘间距为4.5 m。TRT控制楼是TRT装置的生产辅助用房，与生产流程有着密切联系。其安全主要靠工艺流程上的各种检测仪器、连锁功能、设备自身安全设置、管理制度来保证；其防火间距主要根据检修、操作的要求确定，一般不小于3m。

2）TRT装置与铁路之间的防火间距。马钢4号高炉TRT装置与高炉铁水线的间距为84m。TRT装置作为乙类构筑物，在《建筑设计防火规范》中对乙类建筑与铁路的防火间距未做明确规定，但在《煤气余压发电装置技术规范》中对TRT装置与铁路的防火间距作出了规定：与厂外铁路中心线非电力机车线路不小于25 m，与电力机车线路不小于20 m；与厂内铁路中心线非电力机车线路不小于20 m，与电力机车线路不小于15 m。高炉铁水多采用铁路运输，铁路在高炉区普遍存在，甚至在某种程度上决定着高炉区的平面布置，TRT系统应适应其布置，并满足防火间距的要求。

3）TRT装置与架空电力线的防火间距。马钢4号高炉TRT装置与现有110 kV架空线的间距为64 m，大于1.5倍杆塔高度。TRT装置作为乙类构筑物，在《建筑设计防火规范》中对乙类建筑与架空电力线的防火间距未做明确规定，但在《煤气余压发电装置技术规范》中规定其防火间距不小于1.5倍杆塔高度。为满足生产需要、降低成本及检修率，企业多采用架空线的方式，所以在进行TRT系统平面布置时需要注意TRT装置与架空电力线的间距问题。

钢铁企业作为控制系统，需计量进入TRT系统的煤气量，一般在煤气净化设施与TRT系统之间设置流量计。为保证计量的精度，流量计前后需保证一定的直管段，根据计量精度要求不同，流量计选型不同，流量计前端一般需要5～10D（D为煤气管直径）长度的直管段，后段一般需要3～5D长度的直管段，否则可能造成计量不准。若是为了满足直管段的要求将煤气管环绕布置，使管线布置曲折，则会造成弯头增加、气流不顺、压力损失增加、TRT效率降低。

TRT装置的透平机、发电机、大型阀门需要定期检修维护，而这些部件的体积大、重量大，大修时需要大型吊车、平板车配合作业及足够的检修场地。

马钢4号高炉TRT装置发电机最大吊装部件重达70余吨，需要125t以上的吊车进行作业。此类吊车的车体尺寸、回转半径、支腿间距都比较大，125 t吊车支腿间距不小于7.5 m，场地宽度必须大于吊车支腿间距，并留有一定的安全间距，否则将无法进行检修。马钢4号高炉TRT装置北侧设置了10 m宽的检修通道，可满足TRT装置检修的需要。

马钢4号高炉TRT的出口插板阀长达11.5 m，重达38.5t，需要75t以上吊车作业。可在大型阀门区域预留11 m×29 m的检修区域，以满足吊车及平板车作业需求；在阀门周围煤气管线预留6 m以上的净空，以满足车辆通行的要求。

5　结语

TRT系统作为钢铁企业高炉的配套公辅设施，属乙类建构筑物，具有火灾和爆炸隐患，因此其平面布置对选址、防火间距、检修等方面有着特殊的要求。希望本文对类似的工程项目的平面布置有所启发。

（编辑：贺焱）

Masteel No.4 BF TRT Layout Analysis

GUO Haibo
（WISDRI Engineering&Research Incorporation Limited，Wuhan Hubei 430023）

Combined with the process general situation and system composition of Masteel No.4 BF TRT system,this paper introduces its layout.And from the location,fire separation,gas purification,facilities and maintenance space,it presents the problems need to be aware of in TRT system layout.

blast furnace,TRT,layout

TF57

A

1672-1152（2016）02-0063-02

10.16525/j.cnki.cn14-1167/tf.2016.02.24

2016-01-29

郭海波（1979—），男，主要从事钢铁企业工程设计工作，高级工程师。