钢炼铁厂为提高余压透平装置的发电量对高炉减压阀组进行改造

怎么改进钢铁厂焦炉燃气减压阀组

摘要:文章介绍了钢冶炼厂为增加余压透平装置的发电量对转炉减压阀组进行整修。此次修缮取得显著经济效益,并有推广作用。

关键词:转炉燃气;TRT;减压阀组转炉燃气减压阀组

:ThepapertheoftheofNo.1andNo.4BFofIron-PlantSteelCo.inordertotheofTRT.Theandhas.

Keywords:topgas;TRT;

转炉燃气余压透平装置简称TRT,TRT的燃气入口从彭氏管后的燃气管接出,燃气出口与减压阀组后的净燃气经理相连结,因此TRT是与减压阀组并联在净燃气管路上的。其运行原理是高压燃气在透平机内膨胀做功,促进透平机轴套摇动,推动发电机发电。透平机有轴流向心式、轴流冲动式和轴流反共式3种。其中轴流反共式的品质小、效率高[1]。鞍钢转炉TRT透平机选用的就是这些方式。转炉余压发电装置,要求转炉压力小于0.1MPa,燃气压力愈高、流量愈多发电量就愈高。与火力发电相比,其特点在于不消耗任何能源,而是充分运用了先前白白抛掉的燃气压力,实现冶炼转炉的铁电联产。对于现场工作环境而言,除了去除了噪声,缓解了工作环境,也清除了因为管线震动而对燃气管路形成的破坏作用。该技术经过多年的实践检测已非常成熟,在各大钢铁企业已广泛应用,经济效益和社会效益十分明显。

11#、4#转炉减压阀组运行情况

1999年,公司在4#转炉完工我公司*TRT项目,2003年1#转炉的TRT装置也投入运行,电厂1#、4#转炉炉容均为2200m3的小型转炉,设计转炉压力为0.2MPa,因为转炉所用鼓水泵能力所限,转炉转炉压力通常控制在0.155MPa。其燃气处理系统工艺步骤见图1。它选用双文式转炉燃气处理装置,属干法除尘。在没有安装余压发电装置TRT时,其系统压力（转炉顶压）靠减压阀组来调节控制。减压阀组之前为高压段,减压阀组后来为低压段。减压阀组是控制转炉转炉压力的关键设备。而转炉压力的稳定又是转炉生产稳定顺行的重要条件。在TRT余压发电装置运行之后,减压阀组既要保证TRT的稳定发电又要保证转炉燃气系统的安全运行。TRT正常运转时,减压阀组处于*关掉状态,转炉转炉压力是由余压发电透平机的静叶视角的调节来控制的。即便余压发电系统出现故障,其燃气入口的快切阀将快速关掉,而同时转炉减压阀组要快速打开,以保证转炉燃气流的通过,且依照转炉的要求控制转炉压力。否则将造成转炉燃气系统及电厂鼓水泵的重大车祸。

2存在的问题

原转炉减压阀组是由4个并联的750mm碟型调节阀与一个200mm的常通阀组成,这些阀假如脱开控制轴杆,它是可以360旋转的。没有密封面,起不到密封作用。随着使用时间的下降,其磨蚀也相应加强,从阀饼周围空隙的泄露量也与日俱增,根本不能*截断燃气流的通过。那样就使一部份转炉燃气经减压阀组踏入燃气管网。因而造成踏入TRT透平机的燃气量相对降低,使得TRT的发电量逐渐提高。与其他钢铁厂同类别装置的发电量相比只是过高。另一种状况是减压阀组处于关掉状态时,燃气中的细小烟尘和污垢挡住阀饼周围的空隙,将阀饼挤死,即便TRT故障发生,减压阀组又无法迅速打开,将造成车祸的逐步扩大。很多问题在较长时间内恐吓着转炉的炉况顺利和TRT余压发电装置的运行正常。图2为新旧阀门对比。

3转炉减压阀组的整修及效益

通过与国外钢铁企业同行交流,发觉三偏心金新旧阀门对比属密封碟阀可以解决我们所遇见的瓶颈。三偏心金属密封阀门的核心就是选用了偏心金属硬密封,其衬套类似一个偏心的圆柱引子,在压力的作用下越关越紧,但还要开启时又能快速脱离,不形成自锁。轴套在0~90之间自由调整。并且继电器时对阀圈污垢有剪切作用。因而它解决了因阀门关不严燃气泄漏和连续生产形成浮渣使阀门不能快速继电器调整的窘境。此种阀还应具备耐低温的功耗,执行机构动态响应好,开启速率快。确定选用4750mm的三偏心金属密封碟阀替换目前的减压阀组中的750mm调节阀,取200mm阀。2005年9月末,随着二炼铁检修安装工程的开始,设备动力部组织炼钢厂、燃气厂、设计院共同论证后,研究决定对1在转炉的控制参数中，转炉压力是十分重要的参数之一。转炉压力的控制精度直接影响转炉的顺行、产量。唐钢转炉除了要实现转炉顶压的稳定控制，需要实现唐钢北区动力厂与之配套的余压发电（TRT）的运行，在顶压稳定的同时使发电功率大化。北京申弘管件专业的生成各类调压阀组，主要使用在各类工业化的载荷中使用，有着挺好的调压疗效，现在北京申弘管件管件就来具体的剖析燃气调压阀组的知识：

（一）工作原理：

燃气调压阀组是由手动调节阀门及常通管组成。在使用中通常用一台ZAJW-1型手动调节阀门通过DDZ型电动单元组合仪表进行手动控制，其余二台（或三台）ZAJW-1型手动调节阀门由管件配制的电动执行器通过仪表盘上的自动操作器控制进行粗调，以达到对系统流量和压力之调节。

（二）产品利用：

燃气减压阀组适用于炼钢厂转炉系统，通过对二氧化碳流量调节来保证转炉压力稳定在一定范围内。安装于除尘装置（干式除尘或湿式除尘）以后的净燃气管路上。也适用于其它还要通过流量、压力调节来保持稳定生产的二氧化碳介质管道系统。

（三）安装知识：

本阀组安装在水平管线上时无方向要求，但常通管应放在阀组下方，以保证在系统气温升高时冷凝水的排出。安装在平行管道上时应考虑电动执行器的工作位置。

（四）主要材料：

阀门、连接筒、大小法兰、蝶板：选用碳素钢。

衬套：选用合金刚。

密封垫：选用石墨橡胶。

（五）特点介绍:

燃气调压阀组大的特性是能在无电、无气的场所工作。既节约了能源，而压力设定值在运行中可随便调整，因此它广泛适于石油、深冷、电子、化工、天然气、食品等各类燃缸盖站、区域调压和二氧化碳、液体的调压要求。能减动压和静压,并将阀前介质传递至阀后,且阀后压力在一定范围内可以自由调节的球阀。按结构型式可分为直接驱动的直接式减压阀和设有先导装置的先导式减压阀。

（2）可调式减压阀的组成（沿水流方向）

A、控制阀;B、过滤器;C、阀前后的压力表;D、可调式减压阀;E、可曲挠橡胶接头或管线伸缩器;F、控制球阀。

注:A、当可调式减压阀主阀门带有压力表时,减压阀组可不设置压力表。

B、当可调式减压阀主阀门自身带有过滤装置时,减压阀组可不设过滤器。

C、安装现场应有拆装过滤装置的空间。

（3）生活、生产、消防给水和冷水供应系统,在还要减静压的场所,并符合下述状况时,应装设给水减压阀：

（4）减压阀宜设置两组，其中一组备用。

（5）减压阀的设置诮方便管理、操作、安装和修理;减压阀不宜设置在墙面和别墅户门内;当减压阀设置在管线井内时应留出足够的空间。

2工艺对象刍议转炉的顶压控制由减压阀组及唐钢北区动力厂与之配套的余压发电（TRT）设备组成，如图1所示。

图1转炉压力控制阀组机制结构

减压阀组由4个阀组成：手动阀、量程阀、快开阀、遥控阀组成。手动阀：在减压阀组控制顶压时实现手动调节。阻值阀：在手动阀手动控制时起辅助调节作用。快开阀：适于TRT故障时与减压阀组迅速切换，在转炉减压阀组控制顶压时，作自动阀用。遥控阀：适于中控时应急自动控制顶压及转炉顶压超高限时紧急连锁，避免受损转炉设备。TRT主要由调速阀、透平机静叶、发电锅炉等设备组成。调速阀：适于调节透平机的冲转扭矩，使之达到发电机发电所需的额定扭矩，保证发出的电为50Hz。透平机静叶：在TRT控制顶压时调节顶压，并调节发电功率。工艺上要求在顶压稳定的同时TRT的发电功率大化，那样就要求转炉形成的燃气全部流经TRT，充分运用转炉顶压与管网燃气的压力差进行发电。也就是说在TRT控制顶压时，正常时要求减压阀组的所有球阀均处于关掉状态。为了便于控制与切换采取双方共用一个顶压PID调节器，转炉操作人员随时可以依照炉况调整顶压的设定值可调式减压阀组，通过减压阀组或TRT的静叶进行调节顶压，切换后TRT人员也可以直接控制减压阀组的手动阀、快开阀。

3系统方案使用公司的PLC5控制系统可调式减压阀组，唐钢北区动力厂3#TRT系统使用ABB的PLC系统。控制原理如图2所示。

图2转炉转炉压力控制原理图

转炉切换到TRT控制时，转炉顶压调节器的输出值输出到TRT，这时TRT系统逐步提高对手动阀的输出，加强对透平机静叶的输出，直至手动阀全关，阻值阀根据与手动阀的连锁全关，这时减压阀组的阀全部处于关掉状态，转炉顶压调节器从控制手动阀*控制静叶。但手动阀与静叶虽然是两个不同的执行机构，传递函数不同。假如转炉顶压调节器的PID参数还沿袭手动阀的值会导致顶压波动减小。因此当切换后手动阀全关时，TRT系统将适应静叶的PID参数传入转炉的顶压调节器。

转炉的减压阀组更换为选用三偏心金属密封碟阀的新型减压阀组。图3为新旧减压阀组结构对比。在安装调试时模拟TRT故障演习中,减压阀组能在5s内迅速开启,无卡死滞后现象。可保证TRT锅炉故障时减压阀组迅速开启,安全泄压,使TRT锅炉、高炉燃气系统、热电鼓水泵的安全得到保障。新旧加压阀组结构对比经考察在国外各大钢铁企业此项目广泛应用的是中国生产的三偏心金属密封碟阀,经询价1#、4#转炉的两套减压阀组成本是350亿元人民币,而我们采用国外生产的三偏心金属密封碟阀两套成本为98亿元人民币。经研究论证,决定将其国产化,属国外应用。仅采购成本就节约了252亿元人民币。经过近半年的运行证明,改建后的减压阀组达到了预期目的和疗效。TRT发电量对比见表1。

5结束语

鞍钢现有5座转炉生产,其全部搭载余压发电装置,其中1#转炉、3#转炉、4#转炉都是双文式转炉燃气处理系统带TRT运行,2#转炉、5#转炉为环缝燃气处理系统带TRT运行。3#炉可借鉴以上经验选适当时机对其减压阀组进行整修,也可使其余压发电量急剧上升。更值得一提的是4#转炉和在建的6#转炉将使用袋子式湿法除尘取代现有的干法除尘。这不仅可节约大量的水资源以外,还可使处理过滤后的燃气气温有较大升幅的增加,即可急剧减少TRT发电量。运行正常的炉膛燃气余压发电装置,所回收的电量相当于转炉原本设备系统（不包括水泵）的用电量[2]。同时它只是冶金企业节能环保的重要措施。

3推论

（1）在现今原料条件下,焙烧矿产率为20时,焙烧脱硝率在84%~90%之间,焙烧脱氟率通常在10%以下;

（2）高血钙焙烧,酸性碳化物降低,焙烧过程脱硝率、脱氟率减少;

（3）焙烧矿铁品味增加,混和料中碳化物降低,焙烧反应室温增加,有促使增加脱硝率;

（4）自产铁精矿含氟量不断增加及焙烧配加无氟矿比列减小,使焙烧混和料含氟量增长,是焙烧脱氟率增加的主要缘由。

（5）焙烧过程脱臭的硫和氟踏入焙烧烟气中,由此可以估算出烟气含磷和氟量,作为改进焙烧烟气洁净工艺的依照。

阀门厂家专业针对各类减压阀、球阀、防腐阀门

当前文章标签：减压,高炉,煤气,发电,调节