陕西鼓风机（集团）有限公司与浙江大学历经五年合作研发的新一代高炉煤气余压透平发电装置（TRT）———3H-TRT系统，日前推向市场。专家称，该系统是目前世界上最先进的TRT装置，不仅环保降噪，高效回收电能，而且可确保高炉顶压稳定，使高炉增产，降低成本。3H-TRT系统在钢铁行业的推广，必将为冶金行业产生巨大的经济效益和社会效益。
高炉煤气余压透平发电装置（TRT）是冶金行业一项重要的余压余热能量回收装置。它利用高炉炉顶煤气的余压和余热，把煤气导入透平膨胀机膨胀做功，驱动发电机发电的能量回收装置。该装置不仅可以回收煤气的压力能和热能，又可净化煤气，降低噪音污染，同时装置在正常运转时，能替代减压阀组，很好地调节和稳定炉顶压力，对保证高炉顺利运行、增产具有良好的作用。
能量回收透平主机子系统是陕鼓集团公司通过引进瑞士苏尔寿轴流压缩机技术，并进行消化吸收和结合中国国情研制而成。通过20多年的积累，陕鼓开发出的TRT技术水平已经达到了世界先进水平，生产的TRT产品累计达到200余台套，其中干式、干湿两用型、二合一共用型等系列TRT是专门根据中国国情开发，并拥有多项自主知识产权。
3H-TRT系统的三大特点
据介绍，3H-TRT系统是在传统TRT装置的基础上，采用一种先进的具有自我修正完善功能的混合式算法，其控制精度已经达到国际领先水平。据了解，该系统具有以下三大特点：高精度顶压稳定性控制技术。高精度顶压稳定性控制技术的核心是陕鼓集团与浙江大学合作研发的STPC06系统。该系统的控制方法是根据TRT管网系统中煤气流动压力流量变化的流体力学平衡方程以及压力流量瞬态变化的响应特性，同时结合最先进的高级智能控制算法，计算确定静叶或旁通阀的动态开度，以保证顶压的高精度稳定。
通过高精度顶压稳定性控制技术的应用，可使炉顶压力稳定在±2kPa以下，大大低于以往控制顶压±5kPa的范围，确保了炉顶压力的高度稳定，为提高顶压设定值提供了重要条件。
该项技术2005年初已在柳钢6号高炉TRT装置上实施，运行表明，顶压波动值小于1.5kPa。2005年12月陕西省科技厅进行了现场鉴定，评价该项技术已达到世界领先水平，该成果获得2006年陕西省科技一等奖。
提高顶压设定值。高炉系统在设计时，炉顶设定值是标定的，实际运行时，高炉设定值与安全极限留有一定的裕度，每个高炉设定的安全裕度值有所不同。在安全值以下的顶压通常留有5%~10%的安全波动范围，因此当使用了高精度顶压稳定性控制技术以后，由于能确保炉顶压高度稳定，可将预留的波动余量大大减少，这样顶压设定值可提高3%~8%。
提高高炉利用系数降低焦比。3H-TRT系统与传统TRT装置的区别是在传统TRT系统的基础上，增加了集成STPC06专利技术的高精度顶压智能稳定装置。当顶压高精度稳定控制时，通过提高顶压的设定值，提高高炉的冶炼效率，达到提高高炉利用系数降低焦比的效果。
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。
装置设备自动化控制子系统除了满足TRT控制系统所需的全自动升速、升功率、并网、调顶压、自动停机、紧急保护等系统控制功能外，还可增加远程在线检测及故障分析、高炉煤气粉尘监测、静叶叶片抗粉尘冲击分析、主机自动清洗等多项拥有自主知识产权的核心技术。
3H-TRT系统的四大功效
除此之外，3H-TRT系统还具有以下四大功效：
能量回收。利用高炉煤气的余压和余热，把煤气导入透平膨胀机，驱动发电机发电或驱动其他设备进行能量回收；同时，通过使用高精度顶压稳定性控制技术以后，可以在原基础上提高高炉顶压3%~8%。
环保降噪。由于原来高炉的炉顶压力调节是依靠减压阀组阀门关闭的程度来升高和调控炉顶压力，使得高炉煤气的压力能通过减压阀组以噪音能的形式泄放出来，造成噪音污染。通过采用高精度顶压稳定性控制技术，可使顶压中高炉煤气所具有的压力能通过透平膨胀机，驱动发电机发电，达到了降噪环保的功能。
提高高炉利用系数。据介绍，顶压提高10kPa，可增加风量3%，提高冶炼强度3%，在焦比不变条件下增产3%。一般高炉顶压每提高10kPa，增产率为2%~3%。现代大型高炉，顶压每提高10kPa，增产率为1.1±0.2%。而陕鼓新推出的3H-TRT系统，可提高高炉顶压利用系数0.56%。
降低入炉焦比。在提高顶压情况下，有利于加快炼铁的氧化还原反应。由于现在使用的球团矿和烧结矿具有微孔隙和小孔隙，存在着大量的内表面，高压加快了气体在这些微小孔隙内的扩散速度，加快了矿石还原的速度。另外，提高炉顶压力后，加速CO分解反应，也能加速矿石还原反应，还能使瓦斯灰吹出量降低，吹出的碳量相应减少。这些综合作用使得焦比有所下降。具相关资料显示，首钢高炉顶压每提高10kPa，降低焦比9.66kg/t，相对百分比为1.8%；梅钢高炉顶压每提高10kPa，降低焦比6.7kg/t，相对百分比为1.27%；而西欧和日本高炉顶压每提高10kPa，相对百分比为1.5%左右。而陕鼓新推出的3H-TRT系统，每提高顶压设定值1%，就可降低焦比0.28%。
3H-TRT的工程成套技术
据了解，为了避免设计和施工的矛盾，降低项目的成本和缩短工期。国际上普遍采用设计—建造—交钥匙工程的项目管理模式。为此，陕鼓将依托3H-TRT系统，以成套技术为纽带，运用现代项目管理方法，将主导产品与配套设备有机结合，形成以用户单项工程为核心，整体成套设计供货、安装调试的优势，向用户提供完善的整体服务———交钥匙工程。
用户在签订工程总承包项目后，陕鼓将从成套设计、产品制造、供货周期、工程施工及调试投运等方面进行全面的负责，组织用户并参加设计技术审查、供货质量跟踪、现场工程施工质量管理、技术服务、调试试车及用户技术培训，直至交付用户投入使用，全方位地提供成套技术一条龙服务。
近年来，陕鼓承揽TRT大成套工程项目有：宝钢集团上钢一厂2500m3高炉TRT项目、酒钢TRT机组总包工程、济南钢铁公司1号高炉TRT总包工程、济南钢铁公司2号高炉TRT总包工程、韶钢2500m3高炉TRT总包工程等，目前，这些项目已完成投产并运行。其中，天津铁厂395m3高炉TRT总包工程、济南钢铁公司3号高炉TRT总包工程、日照钢铁控股集团有限公司1～6号高炉TRT项目正在建设施工中。
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