BPRT装置是一种节能环保装置

2019-03-11 19:03:00
高炉 BPRT 装置节能技术 BPRT 装置是一种节能环保装置,它是把以往高炉减压阀组白白浪 费掉的煤气余压余热能量加以利用,使其通过煤气透平转化为机械 能,并将回收的能量直接作为旋转机械能补充在轴系上,避免能量转 换的 损失,使驱动鼓风机的电机降低电流而节能。 主要科技内容:BPRT 机组将煤气透平和高炉鼓风机作为同一系统来 设计,使 TRT 原有的庞大系统简化合并,取消发电机及发配电系统, 合并自控系统,润滑油系统,动力油系统等,并将回收的能量直接作 为旋转机械能补充在轴系上,避免能量转换的损失,使驱动高炉鼓风 机的电机降低电流而节能。 电动机与透平机间用离合器联接,透平转速升到 3000r/min 时离合器 自动啮合,与电机一起驱动轴流压缩机。当透平机自身有故障时,透 平转速降到 2900r/min 时离合器自动脱开,不影响轴流压缩机向高炉 正常送风。 陕鼓集团已将此技术应用于为安阳永兴 450m3 高炉配套的 BPRT 机 组中,填补了国内外空白,为世界首创。 技 术 经 济 指 标 : TRT 回 收 功 率 : 2465 kW ; 年 回 收 能 量 : 2465 kW X8000 h=1972 kW h;折合电费:1972 × 元/ kW h=986 万 0.5 元;透平主体部分投资:610 万元;主体设备投资回收期:1 年。这 样的测算不含用户高炉生产所取得的经济效益在内。 该同轴机组的研制成功, 不仅结束了我国国内没有独立开发同轴机组 的历史,填补了国内外空白,同时,在中国较大的冶金行业,回收煤 气能量的同轴机组,应用有非常广阔的前景,不仅有效解决了煤气环 保问题,同时取得了良好的回收效益。 高炉煤气余压透平发电装置(TRT)是利用高炉炉顶的余压,把煤气 导入透平膨胀做功, 驱动发电机发电的能量回收装置。TRT 装置可回 收高炉鼓风机能量的 30%~50%, 降低炼铁能耗, 同时还能净化煤气, 降低管网噪音污染。 随着节能意识的增强,钢铁企业高炉上马 TRT 项目的热情越来 越高, 我国自主开发研制 TRT 设备的技术水平也不断提高。 “国字号” TRT 设备不仅大大满足了国内钢铁企业的需要,还成功出口到巴西、 印度、 韩国等国家。 据不完全统计, 国内目前大约有 400 台 (套) TRT 机组。每台若按平均发电 8000 千瓦时计算,年回收电能 6912 万千瓦 时/台,电价按 0.50 元/千瓦时计算,可实现年总收益 3456 万元/台; 如果生产成本按收益的 10%计算,则每年的净收益达到 3110 万元/ 台。若按 300 台计算,则每年的净收益达到 93 亿元,节能增效明显。 发展提高稳定性和可靠性的相关技术 高精度顶压智能稳定控制技术:整合了传统 TRT 装置稳定控制 的实践经验,通过运用管网流体力学原理,建立起顶压波动量与控制 调节量之间的高级数学模型和先进控制算法, 同时采用了一种具有自 我修正完善功能的混合式智能专家控制算法和高级切换算法。在柳 钢、韶钢、太钢、宝钢不锈、天钢等生产现场进行实际应用时,TRT 正常运行时,高炉顶压波动范围为±1.5 千帕~±2 千帕(国际先进 水平为±5 千帕) ;TRT 甩负荷时,高炉顶压波动范围为±2.5 千帕~ ±4 千帕(国际先进水平为±8 千帕) 。该技术提高了 TRT 装置运行 的安全可靠性,提高了炼铁的冶炼强度及生铁产量,其控制技术处于 国际领先水平。 优化中增强节能环保功效 3H-TRT 技术:目前 TRT 的使用,仍然停留在节能发电、控制炉 顶压力的一般使用上,能否在此基础上深挖潜力,发挥更大的节能效 益成为相关装备制造企业和技术研发单位关注的重点。 国内有关企业 通过研发提出了一个新的观点, 推出了提高高炉冶炼强度的顶压能量 回收系统,简称 3H-TRT。该系统通过安装 TRT 装置,不仅能回收高 炉炉顶煤气具有的压力能和热能, 而且通过采用具有国际领先水平的 STPC 技术(TRT 顶压稳定性高精度控制技术)对高炉顶压进行高精 度的智能控制,可升高高炉顶压的设定值,增大高炉送风的质量和流 量, 从而提高高炉的冶炼强度, 降低焦比, 实现高炉高效化。 据报道, 高炉高压操作可以达到强化冶炼、提高产量、降低焦比的效果。高炉 炉顶压力每提高 10 千帕,可增加风量 2%~3%;对于大型高炉来说, 顶压每提高 10 千帕,可增产 1.1%±0.2%,焦比下降 0.5%~1.0%。 同时高炉高压操作有利于冶炼低硅铁。3H-TRT 系统不仅回收了以往 在减压阀组浪费掉的能量,而且可提高高炉利用系数 2%~3%,降低 焦比 1%~3%,从而增加高炉生铁日产量,降低高炉冶炼成本,进一 步强化高炉冶炼。3H-TRT 对进一步提高我国钢铁工业资源和能源的 利用率、减少废弃物排放量、最大限度地降低产品的能源消耗量和提 高产品质量具有重要战略意义。 湿式转干式改造技术:某钢铁企业 2500 立方米高炉采用湿法两 级文氏管系统对高炉煤气进行净化, 由于湿法高炉煤气净化系统具有 能耗高、净煤气含水量高(煤气热效率低) 、高炉煤气余压发电设施 出力低等缺点,决定改建干法布袋除尘设施代替原有湿法清洗设施, 现有湿法作为干法布袋除尘的备用设施。经 1 年多的努力实践,5~6 座高炉的湿转干改造已经完成。据不完全统计,一座 2500 立方米高 炉由湿转干后,同比可提高 20%~30%的发电量,每套每年可节约除 尘用水数千吨,可增加产值 6000 万元~8000 万元,为节能减排发挥 巨大的功效。 高效低耗成为技术发展方向 BPRT 技术:煤气透平与电机同轴驱动的高炉鼓风机组(简称 BPRT 装置) ,集成了高炉鼓风和能量回收两个机组的功能。它是由 电能和煤气能双能源驱动的鼓风机组, 在该机组中的高炉煤气透平回 收能量不是用来发电,而是直接同轴驱动鼓风机,没有发电机的机械 能转变为电能和电能转变为机械能的二次能量转换的损失, 回收效率 更高。当透平正常工作时,离合器处于啮合工作状态,把透平回收的 功率传递给高炉鼓风机。当炉况不顺且煤气量小或高炉休风时,离合 器自动将高炉煤气透平断开,既保证了高炉的正常生产,又保证了能 量的充分利用。BPRT 机组第一次将煤气透平和高炉鼓风机两套机组 合并,而作为同一系统来设计,取消发电机及发配电系统,合并自控 系统、润滑油系统、动力油系统等,简化了原有的庞大系统,并将回 收的能量直接作为旋转机械能补充在轴系上,避免能量转换的损失。 随着成套技术的研制、应用和经验总结,BPRT 同轴装置取得突破性 的发展,已有 40 多台(套)应用于钢铁企业。 共用型 TRT 技术:两座高炉共用一套高炉煤气余压透平发电装 置,共用型 TRT 是共用型高炉煤气余压透平发电装置的简称。国内 有关企业开发了两座高炉共用一套透平的能量回收装置, 利用两座高 炉各自的大型阀门系统,把煤气导入同一透平的不同流道,驱动一台 发电机发电,使用两套可调静叶同时控制两座高炉的顶压,该机组还 可满足一座高炉运行、另一座高炉休风或没有生产的工艺要求。该技 术可用于同等规格炉型,也可用于不同规格的炉型。 两座高炉的高炉煤气经除尘后, 分别从两侧进入共用型 TRT, 通 过机壳导流使气体转成轴向进入叶栅,气体在静、动叶栅组成的各自 独立的流道中不断膨胀做功,压力和温度逐级降低,转化为动能使之 旋转,带动发电机发电。叶栅出口的气体经过扩压器扩压,以提高其 背压达一定值, 然后经排气蜗壳从中间排出, 进入管道, 即两侧进气, 中间排气。 经过科研攻关,此技术已成功应用于津西钢铁公司二合一高炉 TRT 装置中, 这是第一套应用先进的控制技术且率先投运的国产全干 式共用型高炉 TRT。 目前, 实现应用的共用型高炉 TRT 达 40 多台(套)。 目前, 我国自行生产的 TRT 设备, 煤气流量为 10 万立方米/小时~ 80 万立方米/小时,包括各种高炉除尘方式的干式、湿式及干湿两用 TRT 机组, 具备了以下特点: 自行开发了一级可调静叶及两级全静叶 可调的透平主机,采用国际主流的 DCS/PLC 控制系统,实现 TRT 系 统的过程检测与控制,完成了 TRT 装置的全自动启车、停机、升速、 并网、升功率和调顶压等项功能;实现了机电、电液、仪电一体化的 自动化控制,操作简便,可靠性高。虽然我国高炉 TRT 设备经过多 年创新发展,取得了一些成绩,但在产品的可靠性、在 5000 立方米 以上大型高炉的应用方面仍存在一定差距, 需要国内制造企业不断开 发创新,通过核心技术的掌握和不断优化升级,促进 TRT 的发展应 用,为钢铁企业节能减排作出贡献。 本篇文章由中国节能减排信息网整理发布|www.jn360.net 原文链接: http://www.jn360.net/case/5430.html
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