1650高炉TRT程序完善提高煤气余能利用
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摘 要 高炉炉顶余压透平发电(Top Gas pressure Recovery Turbine简称TRT)是国际、国内公认的钢铁企业重大的能量回收装置,它是利用高炉炉顶煤气的余压,把煤气导入透平膨胀机,通过受压气体膨胀作功将压力能转化为机械能,驱动发电机发电的能量回收装置。太原钢铁(集团)有限公司炼铁厂1650高炉TRT已运行七年,经过对其控制程序改造、完善,提高了其发电效率,取得了良好的效果。
关键词 TRT程序改造
1 前 言
1650高炉TRT始建于2000年1650高炉扩容改造, 采用陕西鼓风机厂制造的TP2332/2.375—1.048型煤气透平机,其主要技术参数为:P入口=1.40Kpa、P出口=10Kpa、功率5700kw、转速3000rpm:采用的发电机为南京汽轮发电机厂制造的QFW一6.0一2—10.5型发电机,其主要技术参数为:功率6000kw、电压10.5kv、f=50Hz、cos ¢=0.8。建成后的TRT与高炉的减压阀组v为并列运行,正常TRT情况下,TRT余压发电投入运行,静叶调整顶压,当TRT余压故障时返回减压阀组运行调整顶压。
2 1650高炉TRT运行现状
太钢1650高炉TRT控制系统自2001年8月运行以来,静叶调节顶压时波动很大,已超过±15Kpa,严重影响了高炉生产。因此,TRT系统只能采用功率控制方式,顶压由高炉减压阀组控制,TRT系统只能部分负荷运行,大大减少了发电量,没有达到预期的。TRT设计目标。
2003年由于公司内部高炉煤气管网的改造,加上TRT本身设计存在的漏洞即煤气管网太长,静叶调节滞后,造成TRT无法在顶压调节的状态下运行,而只能运行在小功率调节的状态,远远达不到设计的发电量,即便这样都不能稳定顶压,严重的影响到了高炉的正常生产。
3 原因分析
经对1650高炉TRT调研分析,现有TRT控制系统造成静叶调节顶压波动大的原因主要有以下两方面:
现有控制软件顶压调节功能简单、控制作用不准确;
现有静叶调节机构可靠性和精度不高。
4 项目概况及实施
针对1650高炉TRT的运行状况,2007年3月在太钢炼铁厂、陕鼓及浙大等多方的密切配合和友好合作下,太钢1650高炉TRT控制系统在硬件条件不变的情况下经过软件升级改造,于2007年3月23日成功投入项压调节。该系统采用先进的3H—TRT优化控制技术,综合考虑高炉冶炼生产和TRT运行工况,实现了高炉顶压的优化控制,TRT系统运行情况非常好。
工作进度如下:(表)
5实施结果
项目实施完成后,TRT透平机组完全采用顶压调节,基本发挥出机组的最大能力,实施效果良好,机组小时发电量在4#高炉正常生产情况下,可稳定在5000~5200Kwh之间,顶压控制在±3Kpa内,完成了预定目标。
5.1顶压控制精度对比分析
改造前,TRT系统透平静叶控制顶压波动值大于±10Kpa,如下图所示
改造后TRT正常运行时运用先进的混合智能顶压控制技术,高炉顶压波动值为±2.0KPa一土3.0KPa,控制精度大于期望值,效果很好,如下图所示。
5.2 高炉顶压设定值对比分析
改造前,由于TRT系统透平静叶控制顶压波动值大于±10KPa,顶压设定值仅为172KPa。
改造后顶压控制精度为±2.0KPa,顶压设定值提高为186KPa,甚至更高,顶压设定值提14Kpa。
由于高炉鼓风机实行定流量送风,增高顶压就意味着增大质量流量,也就是增大了单位时间送入高炉的氧气量,从而提高了高炉冶炼强度。同时,增高顶压可提高炉温,加快氧还原反应速度,从而降低了高炉入炉焦比。(具体数据见前面顶压调节曲线图)
5.3 TRT系统发电量对比分析
改造前,由于静叶调节顶压时波动很大,严重影响了高炉生产,TRT系统只能采用功率控制方式,项压由高炉减压阀组控制,TRT系统只能部分负荷运行,发电量仅为4000KW。
改造后TRT系统发电量基本达到5200KW左右。
5.4 TRT系统升转速控制对比分析
改造前,转速控制方式为手动,操作不方便,控制精度低,并网困难。
改造后,转速控制方式可选择手动或自动,操作非常方便,控制精度高,并网容易;在整个自动升速过程中,转速跟踪准确,顶压的波动一直很小,对高炉没有影响。
5.5系统操作可靠性对比分析
改造前,系统操作可靠性差,经常出现静叶手动操作时发生误动作。改造后,系统操作可靠性高,静叶和阀门手动操作时动作正确。
6 经济效益分析
按4000KWh/h提高到5000KWh/h,月增加发电量:1000*24*30=72万KWh
每月可增加效益(按0.46/KWh):72万*0.46=33.12万元
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