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摘要：在现今钢铁企业中，高炉煤气余压透平发电装置是一项重要的生产设施。在本文中，将就高炉煤气余压透平发电装置（TRT）的发展与创新进行一定的研究。
关键词：高炉煤气；余压透平发电装置（TRT）；发展；创新
1 引言
近年来，我国的钢铁事业得到了较为快速的发展，并以此对我国经济发展起到了积极的带动作用。而随着我国同世界接触的愈发紧密，我国钢铁市场也面临到了较大的挑战，需要能够通过节能降耗、技术创新方式的应用获得更强的市场竞争优势。在钢铁企业运行中，高炉运行需要消耗大量的能源，如果高炉煤气没有得到充分的利用，则可能会在污染环境的同时对大量的热能、化学能以及煤气压力能造成了浪费。为了能够对该种情况进行有效的解决，我们则需要通过高炉煤气余压透平发电装置的应用与创新获得更好的运行效果。
2 TRT技术特点
TRT为钢铁企业高炉运行附属设备，对高炉正常生产具有着非常重要的作用，即保证高炉在生产过程中的正常运行。在高炉煤气生产中，具有着膨胀比小、流量波动大等情况，具有较大的含尘量，在实际生产中非常容易对管道产生磨损甚至是堵塞现象，且产生的有毒易燃易爆物质以及腐蚀性物质都会对TRT的设计与应用产生较大的困难。主要技术特点方面：第一，其通过专用叶栅与叶型应用避免管道在生产中出现磨损以及积灰现象，并通过适当圆周速度的控制避免叶片出现磨损现象；第二，其通过三元流理论的应用，并在具体设计时对水蒸气凝结情况引起了充分的重视；第三，其通过静叶可调方式的应用在满足基本工况的基础上使工作效率得到了提升；第四，采用了全闭型静叶对顶压与升速进行控制，并装设有喷水装置负责对流道与叶片的清洗，以此最大程度降低积灰现象；第五，使用充氮式组合密封防止煤气泄漏。
3 TRT发展方向
在现今钢铁企业大型炼铁高炉中，都通过高压炉顶操作方式的应用来起到提升冶炼产量以及强度的效果，并保证从炉顶上方排出的煤气具有着较高的温度与压力。在以往工艺中，高炉煤气经过除尘器净化之后通过减压阀组的应用将压力进行降低，并将其导入供热风炉作为燃料，而多余的煤气则得到了放散。对于这种情况来说，由于大量煤气的放散，并因此使煤气的热能与压力能在造成较大浪费的同时也对环境造成了较大的污染。而TRT则能够在减压阀之前将煤气引入到透平膨胀机作功，并将煤气所具有的热能与压力能转化为机械能作为发电机发电的驱动力，较好的起到了对于能量进行回收的效果。
在TRT设备实际运转中，其并不需要消耗燃料，不仅不会对高炉的正常使用以及煤气品质产生影响，还能够在此基础上回收相当可观的能量，以此在降低噪音、净化煤气的基础上对炉顶压力控制品质进行了有效的改善，且在此过程中不仅不会造成污染，也具有着较低的发电成本，可以说是一种非常高效、典型的节能环保装置。而随着现今钢铁企业高炉逐渐向着高压炉顶以及大型化方向的发展，TRT也向着干湿两用以及干式的方向发展，且炉顶压力也由调压阀、调压阀加静叶控制方式逐渐演变为仅仅以静叶方式进行控制。对于我国目前情况来说，除了需要对更大型高炉TRT进行建设、发展之外，也需要对中、小高炉TRT进行开发。
4 TRT技术创新
4.1 两级静叶全可调技术
目前，我国国内透平方式主要为第一级静叶可调，第二级静叶固定的方式进行，并能够以人工揭盖的方式对角度进行改变。从叶栅理论我们可以得知，在我们对静叶变角度进行应用时，在工况发生改变时则能够对冲角的损失情况进行减小。而如果仅仅对一级静叶角度进行改变，则会使进入到设备中的第二级气流角也会随着实际工况情况的变化而出现一定的偏移，并以此使第二级静叶冲角存在着损失的情况。而当现场工况变化情况增大时，这种损失情况也会随之增加，甚至会对整个设备的正常运行产生影响，所以，以两级静叶可调方式进行调试具有着非常好的优点。同时，以一级可调方式进行还存在着一个缺陷，即当为防止流量偏大而透平吃不了时，经常会将设计点选择在大流量区，而如果实际平均流量同最大流量比较低时，则会使透平长期处于一个低负荷情况，无论是功率还是效率都会受到较大影响。而当以两级可调方式运行时，则能够对工况范围进行有效的拓宽，以此使通过透平的流量可以根据实际需求降低或者增加。而通过将设计点设置在长期运行的高效区，则能够使以往流量过低吃不饱、过高吃不了的问题进行较好的解决，以此对装置运行的经济性进行了有效的提升。
4.2 两台高炉共用一台TRT
随着TRT开发至今，很多地区都是以一座高炉配置一台TRT的单流程方式进行，对于一座或者多座中大型高炉来说，这种单路、单机方式较为合理，且系统操作容易、自成体系，具有着较高的可靠性。而对于两座以上的中小型高炉，如果还是以单路单机方式运行则显得存在着设备重叠情况，不仅投资较大，且经济性也不尽如人意。根据此种特点，我国制造厂近年来一般都会研制两座高炉共同一台TRT的方案，即透平为具有两个排气、进气通道的共轴式结构，且每个高炉顶压都对应煤气通道的第一级可调静叶来控制。在共用型TRT中，其将两个流道结合在一起，对同一个转子、发电机以及机壳进行使用，不仅具有着占地小、机械损失小以及成本低的优点，对于设备的投资回收期也具有着较好的缩短作用，当一座高炉停产时，另一座高炉则会带动TRT运行，在运行过程中只需分出少量煤气来冷却停产通道转子由于轮阻损失而产生的热量并克服其损失功，具有着较好的经济性以及推广价值。
4.3 BPRT的应用
BPRT即煤气透平与电动机同轴驱动的高炉鼓风机组，该装置将冶金行业炼铁生产工艺中高炉供风系统工艺与高炉煤气余压发电工艺相结合，同时具备两个机组的功能，即高炉鼓风和能量回收。在该机组中，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，能量回收效率更高。随着技术的日渐成熟，BPRT装置在钢铁企业的工程设计中的应用也越来越广泛。
5 结束语
可以说，在现今钢铁企业生产过程中，高炉煤气余压透平发电（TRT）是一项重要的生产设备，对企业生产的稳定性、经济性都具有着十分积极的意义。在上文中，我们对高炉煤气余压透平发电装置（TRT）的发展与创新进行了一定的研究，需要我国钢铁企业在现有技术基础上能够不断创新、发展，通过新技术的研发、应用获得更好的生产稳定性以及经济性。
参考文献：
[1]闫海斌.高炉煤气余压透平发电装置工艺流程概述及常见故障与处理[J].科技创新导报.2012（14）：56-57.
[2]裴辉斌，张廷辉，杨旭，隋玉玺.高炉煤气余压透平发电装置安全分析[J].现代职业安全.2011（01）：77-78.
论文作者:陈娟
论文发表刊物:《基层建设》2015年24期供稿
论文发表时间:2016/3/23
标签：高炉论文; 煤气论文; 装置论文; 炉顶论文; 方式论文; 情况论文; 钢铁企业论文; 《基层建设》2015年24期供稿论文;