【正文】 各種圖表和 操作畫面； f) 數(shù)據(jù)管理、歸檔及打印； g) 數(shù)據(jù)通訊。 因 TRT 裝置所用的工藝介質(zhì)是易燃、易爆炸氣體，因此將按照《爆炸和火災(zāi)危險(xiǎn)環(huán)境電力設(shè)計(jì)規(guī)范》 (GB5005892)要求進(jìn)行設(shè)計(jì)。 （ 3）防爆、防雷接地及照明 電氣防雷及接地設(shè)計(jì)將按照國家的規(guī)程、規(guī)范設(shè)計(jì)。 TRT 系統(tǒng)所有高、低壓開關(guān)柜、控制柜均由陜鼓配套供貨。 2）控 制 樓為磚混結(jié)構(gòu) 兩 層樓房 ,卷材防水屋面上設(shè)架空隔熱層，采用 無 組織排水。 土建 高爐煤氣余壓透平發(fā)電 (TRT)工程主要構(gòu)筑物有 TRT 主廠房、透平機(jī)發(fā)電機(jī)基礎(chǔ) 、 TRT 控制樓和煤氣管道支架及平臺等。 TRT 主廠房為封閉廠房。 7）高低壓發(fā)配電裝置 發(fā)配電系統(tǒng)包括發(fā)電機(jī)及勵磁系統(tǒng)、高低壓配電系統(tǒng)、電氣控制系統(tǒng)及同期并網(wǎng)系統(tǒng)。 4）液壓伺服控制系統(tǒng) 由液控單元、動力油站、伺服油缸及檢測儀表等組成。 (b) 無刷勵磁同步發(fā)電機(jī)： ● 型號： QFJ32 ● 額定功率： 3000kW ● 額定電壓： ● 額定轉(zhuǎn)速： 3000r/min 2）潤滑油系統(tǒng) ● 該系統(tǒng)同時(shí)向透平主機(jī)和發(fā)電機(jī)提供潤滑油， 設(shè) 2 臺電動泵，一用一備 。 TRT 機(jī)組主要性能和組成 （ 1） TRT 機(jī)組主要性能參數(shù) 表 11 主 要 性 能 參 數(shù) 序號 項(xiàng) 目 名 稱 單 位 設(shè)計(jì)點(diǎn) 最大點(diǎn) 備 注 1 工作介質(zhì) 高 爐 煤 氣 2 透平入口煤氣流量 104m3/h 2 入透平煤氣壓力 kPa 135 150 3 入透平煤氣溫度 ℃ 150 250 4 透平入口煤氣含塵量 mg/m3 10 10 5 出透平煤氣壓力 kPa 8 12 6 6 透平輸出功率 kW 2640 3335 7 發(fā)電機(jī)輸出功率 kW 2500 3200 8 透平轉(zhuǎn)速 r/min 3000 3000 9 并網(wǎng)電壓 kV 10 爐頂壓力波動值 kPa 177?？蛇x用全干式 TRT 主機(jī)，使高爐所產(chǎn)生的煤氣能夠全量經(jīng)過透平膨脹機(jī)， TRT裝置不僅能全部回收高爐煤氣的壓力能，還能回收煤氣的顯熱，盡可能多發(fā)電。內(nèi)容包括如下八大系統(tǒng)： 1） TRT 透平主機(jī)和發(fā)電機(jī)系統(tǒng)； 2）高低壓發(fā)配電系統(tǒng)； 3）大型閥門系統(tǒng)； 4）液壓伺服控制系統(tǒng) ； 5）潤滑油系統(tǒng)； 6）氮?dú)饷芊庀到y(tǒng)； 7）冷卻水系統(tǒng)； 8）自動化控制系統(tǒng)。 8kPa； (3) 不能單獨(dú)向用戶供電，只能與工廠電力系統(tǒng)并網(wǎng)運(yùn)行。 (2) 當(dāng) TRT 機(jī)組在運(yùn)行中發(fā)生重大事故而緊急停車時(shí)，也不能對高爐頂壓造成大的波動。 3 座 高爐 建設(shè) 3 套 全干式 TRT 后，不但將煤氣壓力能轉(zhuǎn)換成電能 ，還可充分利用煤氣顯熱，提高發(fā)電效率，在高爐生產(chǎn)正常的情況下，約可回收高爐煤氣鼓風(fēng)機(jī)所耗能量的 35～ 40%左右，其 經(jīng)濟(jì)效益很好?；陂L期的發(fā)展積累，針對性地開發(fā)了多套余熱余壓 資源回收利用系統(tǒng)，形成了余熱余壓利用工程總承包、設(shè)備成套、技術(shù)服務(wù)等多種業(yè)務(wù)運(yùn)營模式。 目前全國電力供應(yīng)緊張， TRT 發(fā)電符合國家能源政策 。這樣，不僅浪費(fèi)了煤氣大量的壓力能，還在減壓閥組 附近產(chǎn)生非常大的噪音（可達(dá) 120 分貝以上），污染了周圍環(huán)境。單以用電來說，約占全國總用量的 13～ 15%，而高爐又是冶金企業(yè)中的能耗大戶，約占冶金企業(yè)用電的 40%左右。 思安新能源有限公司提供項(xiàng)目設(shè)計(jì)、設(shè)備采購、建設(shè)、運(yùn)行管理所需資金。 1 1 總論 企業(yè)概況 山西安泰集團(tuán)股份有限公司經(jīng)過十幾年的發(fā)展，已成為集科工貿(mào)、產(chǎn)供銷于一體，跨洗煤、焦化、冶煉、建材、發(fā)電等產(chǎn)業(yè)的國家級鄉(xiāng)鎮(zhèn)企業(yè)集團(tuán)，公司被認(rèn)定為山西省高新技術(shù)企業(yè)，獲得 ISO14001 環(huán)境管理體系認(rèn)證，主導(dǎo)產(chǎn)品獲得 ISO9002 國際質(zhì)量體系認(rèn)證。 山西安泰集團(tuán)股份有限公司 為余壓發(fā)電項(xiàng)目提供項(xiàng)目建設(shè)所需的場地、余壓資源、電站的生產(chǎn)生活用水、氮?dú)獾?； 計(jì)劃自 2021 年12 月 開始， 1 年內(nèi)建設(shè)完成。因此充分利用冶金企業(yè)的副產(chǎn)煤氣（如 高爐煤氣），對節(jié)約能源具有重大意義。 為了充分回收高爐煤氣的壓力能和潛熱能， 冶金企業(yè) 采用 高爐煤氣余壓透平發(fā)電機(jī)組 （簡稱 TRT） ， TRT 的工作原理是：用透平膨脹機(jī)將原來損耗在減壓閥組上的高爐煤氣的壓力能和潛熱能轉(zhuǎn)換成機(jī)械能，再通過發(fā)電機(jī)將機(jī)械能變成電能輸送給廠內(nèi)電網(wǎng)。國家發(fā)展改革委 發(fā)布的《 產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)調(diào)整指導(dǎo) 目錄 》中，“高爐爐頂壓差發(fā)電（ TRT） ”列為鋼鐵行業(yè)鼓勵建設(shè)項(xiàng)目。 思安新能源有限公司秉承凝聚智慧，追求卓越的理念，以攜手并 3 進(jìn)，回報(bào)社會為自己的使命，把資源高效開發(fā)與綜合利用技術(shù)為作為重點(diǎn)，致力于成為大型工業(yè)企業(yè)節(jié)能減排專家。 (2) 安泰 在中 、 小高爐上具有豐富的管理和操作經(jīng)驗(yàn)，利用系數(shù)高、爐況穩(wěn)定，這也為 TRT 長期高效運(yùn)行提供了保證。其控制標(biāo)準(zhǔn)： 透平正常運(yùn)行時(shí)，爐頂壓力波動≤177。 (4) 在保證高爐爐況穩(wěn)定的前提下，爭取多發(fā)電。 （ 2）與高爐煤氣余壓透平發(fā)電（ TRT）成套機(jī)組配套的公 輔設(shè)施： 1） 建筑、結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)： TRT 主控樓、 TRT 廠房、設(shè)備基礎(chǔ)、管道支架和操作平臺； 2）高低壓發(fā)配電系統(tǒng)工廠設(shè)計(jì)； 3）自動化儀表系統(tǒng)工廠設(shè)計(jì)； 4） 站區(qū)內(nèi) 、外 煤氣管道 設(shè)計(jì)； 5） 站區(qū)內(nèi)消防和 循環(huán) 冷卻水 站 設(shè)計(jì)； 6） 站區(qū)內(nèi) 火災(zāi)報(bào)警設(shè)計(jì)； 5 7） 主控樓、主廠 房的 暖通設(shè)計(jì)。 ● 3 座 450 m3 高爐 對應(yīng) 采 用 3 臺 TRT 機(jī)組。 177。 ● 同時(shí)設(shè)有高位油箱系統(tǒng)，以確 保系統(tǒng)的安全運(yùn)行。主要通過液壓元件控制可調(diào)靜葉、緊急切斷閥、旁通閥等的動作，以實(shí)現(xiàn)自動調(diào)節(jié)，控制透平平穩(wěn)升速和控制高爐爐頂壓力波動在允許范圍內(nèi)。 8）自動控制系統(tǒng) 系統(tǒng)采用 PLC 控制系統(tǒng)，完成機(jī)組的過程控制、邏輯控制和監(jiān)視、故障報(bào)警顯示功能，保證 TRT 系統(tǒng)的正常運(yùn)行和不影響高爐的正常生產(chǎn)。為檢修方便，主廠房內(nèi)配置 1 臺 16t 防爆 電動橋式起重機(jī)，并留有檢修通道。 本工程建筑物、構(gòu)筑物地震烈度按 8 度設(shè)防。 3）控 制 樓建筑裝修 : 一層地面為 30 厚防滑釉面磚面層； 二 層樓面 采用 防靜電地板； 二 層頂棚為輕鋼龍骨吊平頂，一層頂棚為乳膠漆面；鋁合金窗，木門 ， 內(nèi)外墻面為 混合砂漿粉刷 。 （ 1）電氣布置 TRT 電氣室設(shè)在 TRT 控制樓的 一 層，高、低壓開關(guān)柜及變壓 9 器均布置在 TRT 電氣室內(nèi)。低壓配電系統(tǒng)接地采用 TNS 系統(tǒng)，接地電阻不大于 4?。 自動控制部分 本設(shè)計(jì)為 3 座高爐 采 用 3 套 TRT 裝置，高爐的爐頂壓力由其對應(yīng)的 TRT 可調(diào)靜葉 調(diào)節(jié)。 （ 3） TRT 機(jī)組與高爐中控室往來信號 TRT 機(jī)組與高爐中控室往來信號發(fā)出側(cè)采取隔離措施，通過硬接線的方式完成（并預(yù)留適量的空余點(diǎn)位）。 （ 2）生產(chǎn)消防給水系統(tǒng) TRT 區(qū)域的消防給水由煉鐵廠區(qū)現(xiàn)有 的消防給水提供。生活用水量為 1m3/h，可直接接自 TRT 區(qū)域附近的生活給水管道。在 TRT 控制室設(shè)置區(qū)域報(bào)警控制器 1 臺。本設(shè)計(jì)線纜全部采用阻燃型。 另外，從本項(xiàng)目財(cái)務(wù)指標(biāo)來看，項(xiàng)目總投資利潤率為 32%，項(xiàng)目稅前全部投資內(nèi)部收益率 (IRR)高達(dá) 41% ，稅后全部投資內(nèi)部收益率 13 (IRR)高達(dá) %，項(xiàng)目投資回收期為 年 (含建設(shè)期 1 年 ) ，上 TRT裝置的經(jīng)濟(jì)效益是相當(dāng)理想的，詳見表 86。 高爐干法除塵凈化后的煤氣送至 TRT 發(fā)電系統(tǒng)，在 3 座高爐干法除塵系統(tǒng)與調(diào)壓閥組之間凈煤氣管道上開口 DN1400，分別接 至 3組 TRT 主機(jī)進(jìn)口； TRT 主機(jī)出口煤氣管道接入 廠區(qū)凈煤氣外部管網(wǎng)（ 調(diào)壓閥組后 ）。 當(dāng) TRT 發(fā)生故障時(shí)， TRT 進(jìn)口快速切斷閥在小于 1s 內(nèi)緊急切斷， TRT 主機(jī)停機(jī)，因調(diào)壓閥組不能及時(shí)開啟，在進(jìn)出口之間 設(shè)置兩根 DN600 旁通管，每根旁通管上設(shè)置一個 DN600 液動快開閥。 TRT 系統(tǒng)和性能 工廠設(shè) 計(jì)條件 （ 1）高爐爐容： 450m3（ 3 座）； （ 2）煤氣凈化采用先進(jìn)的干法布袋除塵工藝； （ 3）透平入口煤氣條件（單座高爐） ● 入口煤氣流量 正常 ： 110000m3/h； 最大 ： 130000 m3/h ● 入口煤氣壓力 正常 ： 135KPa(G)； 最大： 150KPa(G) ● 入口煤氣溫度 正常： 150℃； 最大 ： 250℃； ● 出口煤氣壓力 正常 ： 8KPa(G)； 最大 ： 12KPa(G) ● 透平入口煤氣含塵量：≤ 10mg/m3 15 TRT 機(jī)組的組成 高爐煤氣余壓透平發(fā)電裝置（ TRT）由以下八大系統(tǒng)組成： ● 透平主機(jī)和發(fā)電機(jī)系統(tǒng) ● 高低壓發(fā)配電系統(tǒng) ● 大型閥門及煤氣管道系統(tǒng) ● 液壓伺服控制系統(tǒng) ● 潤滑油系統(tǒng) ● 氮?dú)饷芊庀到y(tǒng) ● 冷卻水系統(tǒng) ● 自動控制系統(tǒng) 透 平主機(jī) 和發(fā)電機(jī)系統(tǒng) 由透平主機(jī)、聯(lián)軸器及護(hù)罩、發(fā)電機(jī)、底座等組成。 具備在線葉片狀態(tài)觀測條件。拉桿螺栓、螺母用于將輪盤和主軸連接、拉緊固定。 主軸 采用合金鋼鍛件 30Cr2Ni4MoV，設(shè)置用于提供轉(zhuǎn)速、軸相位信號的凹槽（或孔）。 3 機(jī)殼 機(jī)殼由進(jìn)氣機(jī)殼、靜葉可調(diào)機(jī)構(gòu)機(jī)殼、襯環(huán)和排氣機(jī)殼組成，采用垂直剖分結(jié)構(gòu)形式。 襯環(huán)和靜葉可調(diào)機(jī)構(gòu)機(jī)殼 襯環(huán)和靜葉可調(diào)機(jī)構(gòu)機(jī)殼裝配于進(jìn)氣機(jī)殼與排氣機(jī)殼之間，襯環(huán)兩側(cè)配合面上分別以止口定位，螺栓連接固定，配合面裝有密封環(huán)；靜葉可調(diào)機(jī)構(gòu)機(jī)殼內(nèi)部采用氮?dú)獗Ｗo(hù)； 排氣機(jī)殼 由法蘭錐體、擴(kuò)壓器及渦殼等組成。 推力軸承型式： LEG可傾瓦軸承，強(qiáng)制供油； 主、副推力軸承兩個瓦塊上分別設(shè)置一支 Pt100 型 鉑熱電阻。探頭分別安裝在與軸承箱水平中分面互為 45176。提供推力盤處的軸位移信號；引出軸承箱體外的延長電纜配置保護(hù)管并接至前置器防護(hù)箱。 19 安裝 4個轉(zhuǎn)速探頭，其中一個用于就地顯示，同時(shí)遠(yuǎn)傳 420mA信號到控制系統(tǒng)； 3個用于 PLC機(jī)組轉(zhuǎn)速控制。 （ 3） 發(fā)電機(jī)系統(tǒng) 發(fā)電機(jī)系統(tǒng)包括勵磁機(jī)，勵磁屏，并具有恒電壓、恒無功、恒功率因數(shù)調(diào)節(jié)的功能 型號： QFJ32 額定電壓： 額定功率： 3000kW 額定電流： 206A 工作轉(zhuǎn)速： 3000r/min 功率因數(shù)： 效率： % 絕緣等級： F 級（ B 級檢測） 防護(hù)等級： IP54 冷卻方式：上水冷 發(fā)電機(jī)允許 超載 10%連續(xù)運(yùn)行。范圍內(nèi)游動等功能，快關(guān)時(shí)間 ～ 秒可調(diào)，包括液壓執(zhí)行機(jī)構(gòu)和液壓閥臺 。潤滑油系統(tǒng)的功能是，給各軸承潤滑點(diǎn)提供一定量的潤滑油。 液壓伺服控制系統(tǒng) 液壓伺服控制系統(tǒng)由動力油站、液控單元、伺服油缸及檢測儀表等組成。透平軸端密封用氮?dú)鈮毫σ话銥?～ 。為潤滑油站、動力油站的油冷卻器和發(fā)電機(jī)空冷器供水，并且考慮 TRT 透平主機(jī)和發(fā)電機(jī)的消防用水。發(fā)電機(jī)可按自動恒電壓、自動恒功率因數(shù)或自動恒無功調(diào)節(jié)方式運(yùn)行。操作站具有工程師編程功能及操作員操作功能。本控制系統(tǒng)應(yīng)保證能與整個高爐基礎(chǔ)自動化系統(tǒng)聯(lián)網(wǎng)通訊。 TRT 站區(qū)布置 TRT 站區(qū)擬建地點(diǎn) 擬建在煉鐵廠與燒結(jié)廠之間的 空地。 TRT 控制樓為兩層磚混結(jié)構(gòu)，一層為高低壓配電室，二層為電氣儀表控制室。 消防 鑒于站區(qū)周圍已設(shè)有消防設(shè)施，本設(shè)計(jì)僅考慮沿道路一側(cè)設(shè)消防給水管道，并設(shè)有 消火栓。 地質(zhì)條件根據(jù) 安泰 提供的工程地質(zhì)勘察報(bào)告， 建議 地基 處理方式為：采用沉管灌注樁 。 3）控 制 樓建筑裝修 : 一層地面為 30 厚防滑釉面磚面層； 二層樓面采用 防靜電地板； 二 層頂棚為輕鋼龍骨吊平頂，一層頂棚為乳膠漆面；鋁合金窗，木門，內(nèi)外墻面為 混合砂漿粉刷 。 發(fā)電機(jī)中心點(diǎn)設(shè)備安裝在勵磁電壓互感器柜下部，與其它 10kV開關(guān)柜布置在一起。 （ 4）直流系統(tǒng) 為了提供電氣系統(tǒng)的控制和保護(hù)電源，本站設(shè)置一套微機(jī)控制高頻開關(guān)直流電源裝置， 1 220AH， 220VDC。采用數(shù)字式勵磁控制系統(tǒng)，能滿足自動和手動勵磁調(diào)節(jié)及強(qiáng)勵磁的要求，并且有恒電壓自動調(diào)節(jié)的功能，和按恒無功功率、恒功率因數(shù)自動調(diào)節(jié)的功能，能使發(fā)電機(jī)在失磁狀態(tài)下短時(shí)運(yùn)行，以便卸掉負(fù)荷，并且能從發(fā)電機(jī)運(yùn)行狀態(tài)過渡到電動機(jī)運(yùn)行狀態(tài)，同時(shí)也能滿足在運(yùn)行中由電動機(jī)狀態(tài)恢復(fù)到發(fā)電機(jī)運(yùn)行狀態(tài)，勵磁裝置也同樣具有自動適應(yīng)的能力。 低壓輔機(jī)系統(tǒng)連鎖及控制納入自動化控制系統(tǒng)，控制室不再設(shè)備用手操設(shè)備，機(jī)旁操作僅用于檢修試驗(yàn)，正常采用集中控制，操作方式選擇開關(guān)設(shè)在機(jī)旁。 ● 直流電源裝置選用 1 220AH， 220VDC 微機(jī)控制高頻開關(guān)直流電源裝置。 TRT 控制室設(shè)在 TRT 控制樓的 二 層，布置有 TRT