【正文】 站區(qū)內 火災報警設計； 5 7） 主控樓、主廠 房的 暖通設計。 設計內容和設計范圍 設計內容 （ 1） 3 套 3000kW 高爐煤氣余壓透平發(fā)電（ TRT）成套機組的站區(qū)布置和配管。 (4) 在保證高爐爐況穩(wěn)定的前提下，爭取多發(fā)電。 8kPa； 透平甩負荷時，爐頂壓力波動≤177。其控制標準： 透平正常運行時，爐頂壓力波動≤177。 工程設計指導思想 雖然全干式 TRT 裝置不僅回收了高爐煤氣的壓力能和潛熱能，又改善了高爐頂壓調節(jié)品質，另外又減少了原減壓閥組的噪聲污染，盡管如此， TRT 仍然是高爐的輔助設施， TRT 機組在設計、運行中必須遵循以下原則： (1) 在正常啟動、運行、停機過程中，不得影響高爐正常生產。 (2) 安泰 在中 、 小高爐上具有豐富的管理和操作經(jīng)驗，利用系數(shù)高、爐況穩(wěn)定，這也為 TRT 長期高效運行提供了保證。干法除塵后的煤氣溫度高，因此 TRT 的發(fā)電量要較以往的濕法除塵提高 25～ 40% 。 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，回報社會為自己的使命，把資源高效開發(fā)與綜合利用技術為作為重點，致力于成為大型工業(yè)企業(yè)節(jié)能減排專家。 工程建設的 有利條件 承辦單位經(jīng)驗豐富 思安新能源有限公司總部位于國家級西安高新技術產業(yè)開發(fā)區(qū)，主要從事新能源技術和產品研發(fā)、生產與工程項目實施，是集開發(fā)、設計、工程建設、運營服務與投資于一體的技術服務型企業(yè)。國家發(fā)展改革委 發(fā)布的《 產業(yè)結構調整指導 目錄 》中，“高爐爐頂壓差發(fā)電（ TRT） ”列為鋼鐵行業(yè)鼓勵建設項目。另外采用 TRT 同時也改善了爐頂壓力的調節(jié)品質，有利于穩(wěn)定高爐生產。 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)電機組 （簡稱 TRT） ， TRT 的工作原理是：用透平膨脹機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換成機械能，再通過發(fā)電機將機械能變成電能輸送給廠內電網(wǎng)。常規(guī)的工藝流程是：高爐爐頂出來的高溫（ 150～ 250℃）、高壓（ ～ ）煤氣，經(jīng)除塵處理后就送往減壓閥組，在減壓閥組里將煤氣壓力降至 10kPa（ MPa）左右。因此充分利用冶金企業(yè)的副產煤氣（如 高爐煤氣），對節(jié)約能源具有重大意義。 工程建設的意義 冶金企業(yè)是全國最大的 能源用戶。 山西安泰集團股份有限公司 為余壓發(fā)電項目提供項目建設所需的場地、余壓資源、電站的生產生活用水、氮氣等 ； 計劃自 2021 年12 月 開始， 1 年內建設完成。 工程概況及建設進度 為了節(jié)能降耗和提升經(jīng)濟效益， 山西安泰集團股份有限公司 委托思安新能源有限公司出資為 3座 450m3高爐配套建設高爐 煤氣余壓發(fā)電裝置，本項目在建 設 、運行和轉讓（ EMC）的基礎上實施。 1 1 總論 企業(yè)概況 山西安泰集團股份有限公司經(jīng)過十幾年的發(fā)展，已成為集科工貿、產供銷于一體，跨洗煤、焦化、冶煉、建材、發(fā)電等產業(yè)的國家級鄉(xiāng)鎮(zhèn)企業(yè)集團，公司被認定為山西省高新技術企業(yè)，獲得 ISO14001 環(huán)境管理體系認證，主導產品獲得 ISO9002 國際質量體系認證。 煉鐵廠 現(xiàn)有 3 座 450m3 高爐、 1 座 1080m3 高爐 ， 高爐煤氣 均 采用干法 布袋 除塵 工藝 ，目前生產正常。 思安新能源有限公司提供項目設計、設備采購、建設、運行管理所需資金。 設計依據(jù) （ 1） 山西安泰集團股份有限公司 3450m3 高爐的相關設計、運行資料； （ 2） 山西安泰集團股份有限公司 提供的建設地址區(qū)域的地形圖； （ 3） 國家現(xiàn)行的規(guī)程、規(guī)范及有關標準。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。 2 高爐煤氣的化學能一般工廠均能較好的利用（如作燃料使用），而對高爐煤氣的余壓和余熱卻未充分利用。這樣，不僅浪費了煤氣大量的壓力能，還在減壓閥組 附近產生非常大的噪音（可達 120 分貝以上），污染了周圍環(huán)境。這樣既回收了高爐煤氣的壓力能和潛熱能，又減少了噪聲對環(huán)境的污染。 目前全國電力供應緊張， TRT 發(fā)電符合國家能源政策 。由此可見， 山西安泰集團股份有限公司 新建高爐煤氣余壓透平發(fā)電（ TRT）機組，是節(jié)能降耗和提升經(jīng)濟效益的好項目，既有企業(yè)的經(jīng)濟效益又有良好的社會效益，也合乎 國家的建設方針。基于長期的發(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、設備成套、技術服務等多種業(yè)務運營模式。 山西安泰集團股份有限公司 建設 TRT 工程的有利條件 (1) 安泰 3 座 450 m3 高爐的煤氣凈化 均 采用干法 布袋 除塵工藝。 3 座 高爐 建設 3 套 全干式 TRT 后，不但將煤氣壓力能轉換成電能 ，還可充分利用煤氣顯熱，提高發(fā)電效率，在高爐生產正常的情況下，約可回收高爐煤氣鼓風機所耗能量的 35～ 40%左右，其 經(jīng)濟效益很好。 設計原則 (1) 嚴格遵守國家現(xiàn)行的規(guī)程、規(guī)范及有關標準； (2) 設計采用先進、適用、安全、可靠的技術，有利于集中管理、減少定員和提高經(jīng)濟效益； (3) 充分利用現(xiàn)有設施和場地以節(jié)省投資，并使工程實施過程盡量做到不影響或少影響現(xiàn)有生產； (4) 重視安全、消防 和能源計量，提高節(jié)能效益，注意環(huán)境保護。 (2) 當 TRT 機組在運行中發(fā)生重大事故而緊急停車時，也不能對高爐頂壓造成大的波動。 5kPa； 4 透平緊急停車時，爐頂壓力波動≤177。 8kPa； (3) 不能單獨向用戶供電，只能與工廠電力系統(tǒng)并網(wǎng)運行。 (5) 本工程的裝備標準應達到國內先進水平；本工程投產后應達到投資省、質量好、見效快、效益高的優(yōu)質工程。內容包括如下八大系統(tǒng)： 1） TRT 透平主機和發(fā)電機系統(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）氮氣密封系統(tǒng)； 7）冷卻水系統(tǒng)； 8）自動化控制系統(tǒng)。 設計范圍 本次建設我 公司 承擔的設計 范圍 以技術協(xié)議為準。可選用全干式 TRT 主機，使高爐所產生的煤氣能夠全量經(jīng)過透平膨脹機， 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。 （ 2） TRT 工藝流程 TRT 機組與高爐減壓閥組并聯(lián)布置， 即 TRT 的進口管與每座高爐干法除塵系統(tǒng)的高壓管道 （減壓閥組前） 連通 ， TRT 的出口管與 高爐減壓閥組后的低壓 凈煤氣管道 或廠區(qū)凈煤氣管道 連通 。 TRT 機組主要性能和組成 （ 1） TRT 機組主要性能參數(shù) 表 11 主 要 性 能 參 數(shù) 序號 項 目 名 稱 單 位 設計點 最大點 備 注 1 工作介質 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)電機輸出功率 kW 2500 3200 8 透平轉速 r/min 3000 3000 9 并網(wǎng)電壓 kV 10 爐頂壓力波動值 kPa 177。 （ 2） 高爐煤氣余壓透平發(fā)電裝置（ TRT） 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： 1）透平主機和發(fā)電機系統(tǒng) (a) 透平主機 ： ● 透平膨脹機型號： CYLⅡ 3000 ● 雙級軸流式，軸向進氣、向上徑向排氣，懸臂結構，結構簡單可靠。 (b) 無刷勵磁同步發(fā)電機： ● 型號： QFJ32 ● 額定功率： 3000kW ● 額定電壓： ● 額定轉速： 3000r/min 2）潤滑油系統(tǒng) ● 該系統(tǒng)同時向透平主機和發(fā)電機提供潤滑油， 設 2 臺電動泵，一用一備 。 3）大型閥門系統(tǒng) ● TRT 入口：電動三偏心金屬密封蝶閥，敞開式電動插板閥，緊急切斷閥（快關時間≤ ）。 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。 5）氮氣密封系統(tǒng) 透平軸端密封，采用 碳環(huán)組合 密封。 7）高低壓發(fā)配電裝置 發(fā)配電系統(tǒng)包括發(fā)電機及勵磁系統(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)。 高爐煤氣余壓透平發(fā)電裝置（ TRT）的站區(qū)布置 （ 1） TRT 站區(qū)擬建地點 擬建在煉鐵廠與燒結廠之間的 空地。 TRT 主廠房為封閉廠房。 TRT 控制樓為 兩 層磚混結構，一層為 高低壓 配電室， 二 層為電氣儀表控制室。 土建 高爐煤氣余壓透平發(fā)電 (TRT)工程主要構筑物有 TRT 主廠房、透平機發(fā)電機基礎 、 TRT 控制樓和煤氣管道支架及平臺等。 （ 1）設計主要數(shù)據(jù) ● 基本風壓： kN/m2 ● 灰荷載： 按工藝專業(yè)委托或按建筑結構荷載規(guī)范取值。 2）控 制 樓為磚混結構 兩 層樓房 ,卷材防水屋面上設架空隔熱層，采用 無 組織排水。 電氣部分 每臺 TRT 發(fā)電 機額定功率 3000kW，端電壓 ，頻率 50Hz，功率因數(shù) 。 TRT 系統(tǒng)所有高、低壓開關柜、控制柜均由陜鼓配套供貨。 TRT 控制室設在 TRT 控制樓的 二 層，布置有 TRT 系統(tǒng)的 PLC柜、微機綜保屏等，為儀電合用。 （ 3）防爆、防雷接地及照明 電氣防雷及接地設計將按照國家的規(guī)程、規(guī)范設計。避雷及防靜電接地電阻不大于 10?。 因 TRT 裝置所用的工藝介質是易燃、易爆炸氣體，因此將按照《爆炸和火災危險環(huán)境電力設計規(guī)范》 (GB5005892)要求進行設計。 TRT 機組自控系統(tǒng)設計確保高爐正常生產，盡量多發(fā)電；無論在任何情況下保證 TRT 機組的安全和轉速不超過允許范圍；具有自動化程度高，能自動啟動、自動調速、自動調功率、自動調高爐頂壓、自動停機功能。 （ 2） TRT 系統(tǒng)控制采用 “ PLC” 控制 ， 基本功能如下 ： a) 過程和基本參數(shù)顯示 ； b) 操作監(jiān)控、參數(shù)設定； 10 c) 事故報警、記錄； d) 控制調節(jié)、顯示； e) 編制各種圖表和 操作畫面； f) 數(shù)據(jù)管理、歸檔及打??； g) 數(shù)據(jù)通訊。 給排水系統(tǒng) （ 1）循環(huán)冷卻給水系統(tǒng) 循環(huán)冷卻給水系統(tǒng)，為 TRT 潤滑油站、動力油站和發(fā)電機提供生產用冷卻水。 TRT 系統(tǒng)的凈循環(huán)給水， 由站區(qū)自建循環(huán)水站 提供。廠區(qū)現(xiàn)有的消防給水系統(tǒng)采用生產凈水 —— 消防給水管網(wǎng)，為低壓消防制。 （ 3）生活給水系統(tǒng) 廠內職工飲用水、生活設施的用水采用生活用水。 （ 4） 排水系統(tǒng) TRT 區(qū)域的排水就近排入廠區(qū)的排水系統(tǒng)。 （ 1） 電話 11 TRT 主控室內設置：調度電話 1 臺； 直通電話 1 臺 （與高爐值班室直通）； 行政電話 1 臺 （ 2）火災自動報警系統(tǒng) 為確保生產安全、及時發(fā)現(xiàn)和通報火災，將火災撲滅在陰燃或初始階段，本工程設置火災自動報警系統(tǒng) 1 套。 火災報警系統(tǒng)保護區(qū)域 : 潤滑油站、動力油站、 TRT 控制室 、電氣室等場所。在所有需要設置火災探測器的場所均設置手動報警按鈕和警鈴。 通風及空調設施 （ 1） 為 改善控制室操作環(huán)境，室內設置立柜空調進行夏季降溫，主廠房 設防爆軸流通風機強制通風 。 工程 主要技術經(jīng)濟指標表 工程投資估算 按費用項目劃分見表 12 表 12 序號 費用名稱 投資估算 （萬元） 占靜態(tài)投資（ %） 1 建筑工程 17% 2 設備及工器具 68% 3 主材費 6% 3 安裝費 % 4 其它基建費 3% 5 預備費 % 6 靜態(tài)投資 100% 12 工程 主要技術經(jīng)濟指標表 表 13 主要投資指標表 序號 名稱 單位 指標 項目工程總投資 萬元 建設投資 萬元 建設期利息 萬元 流動資金 萬元 年銷售收入 萬元 凈利潤 萬元 息稅前利潤 萬元 息稅前利潤加折舊攤銷 萬元 總投資利潤率 % 32% 項目投資內部收益率 所得稅前 % 41% 所得稅后 % % 項目投資財務凈現(xiàn)值 (i=8%) 所得稅前 萬元 所得稅后 萬元 投資回收期 所得稅前 （含建設期一年） a 所得稅后 （含建設期一年） a 資本金內部收益率 % % 盈虧平衡點 % % 經(jīng)濟評價 近年來，煤氣全干式 TRT 應用于中小型高爐是隨著鋼鐵冶