TRT——(BlastFurnaceTopGasRecoveryTurbineUnit,以下簡稱TRT)高爐煤氣余壓透平發電裝置(即TRT)是利用高爐冶煉的副產品——高爐爐頂煤氣具有的壓力能及熱能,使煤氣通過透平膨脹機做功,將其轉化為機械能.

工藝流程

高爐產生的煤氣，經重力除塵器，兩級文氏管，進入裝置。經入口電動碟閥，入口插板閥，調速閥，快切閥，經透平機膨脹作功，帶動發電機發電，自透平機出來的煤氣，進入低壓管網，與煤氣系統中減壓閥組并聯。

發電機出線斷路器，接于10KV系統母線上，經當地變電所與電網相連，當運行時，發電機向電網送電，當高爐短期休風時，發電機不解列作電動運行。

裝置由透平主機，大型閥門系統，潤滑油系統，液壓伺服系統，給排水系統，氮氣密封系統，高，低發配電系統，自動控制系統八大系統部分組成。

1，高爐煤氣透平機

特點；高爐煤氣透平主機，通過的煤氣和壓力均不高，但流量頗大，雖然多次除塵，仍含有不少爐灰粒子，并且水蒸汽呈飽和狀態。據此透平設計不能*銜用燃氣輪機方法，而是采用大通流面積，底圓周速度，平直粗壯葉型等新設計方法而特殊設計。

結構：由定子、轉子、靜葉可調、軸承、底座等組成。

部件功能：

軸承：支撐軸承四油葉滑動軸承制供油潤滑推力軸承金斯貝雷式強制供油潤滑

調節：二級全靜葉可調伺服調節

密封：充氣氮氣密封根據頂壓波動自動連續調節

清洗：低壓噴霧水間斷或連續噴水

定子：由靜葉可調擴壓器盤車裝置等機構組成

轉子：由主軸二級動葉珊危急保安器盤車裝置等組成

方向：從進口方向看，轉子旋轉方向為順時針

盤車：電動盤車超6r/min時自動脫開

超速保護：超10%轉速

電氣系統：先迅速打開調壓閥組快開閥，同時關快速切斷閥、調速閥及靜葉。

機械系統：危急保安器油門動作，關閉快速切斷閥。

2．大型閥門系統

2．1入口電動二次偏心閥D947H-3

公稱通經DN1800mm

公稱壓力PN0.3MPa

介質溫度≦250℃

適用介質高爐煤氣

結構原理

結構：主要由閥門、電動機、一級電動裝置、二級傳動裝置和控制器等部分組成。

原理：本閥動作時通過控制器或點動按紐啟動發電機，驅動一、二級傳動裝置并帶動閥桿轉動，使蝶閥實現0～90℃范圍內的旋轉，從而完成閥門的起閉或在某一角度上停止，從而達到隔斷管道內介質或調節截止流量的目的，由于閥體采用了彈性閥座及偏心密封結構，使得閥門在關閉狀態越關越緊，保證了閥座雖有少量磨損而仍能可靠密封條件。

2．2入口液壓插板閥YZG749AX—2c

公稱通徑：DN1800mm

公稱壓力PN0．2MPa（G）

適用介質高爐煤氣

介質溫度250℃

驅動方式全液壓

結構原理：

閥門由主閥體和左`右側閥體形成骨架，在主閥體內設有閥板及閥板執行機構（包括閥板夾緊、松開機構和閥板運行機構）。

在主閥體頂部設有放散管及取樣管，底部設有N2管，排水管及清灰孔，左右側與左右側閥體用螺栓固定在設定位置上

液壓傳動系統的組成

由球塞馬達、彈簧返回缸、離合器用油缸、齒輪油泵、控制調節裝置、單向閥、順序閥、溢流閥。三位四通閥、油箱、冷卻器、濾油器、電加熱器、壓力表等組成。

出口電動二次偏心閥YZG749AX—0.3

公稱通經DN2400mm

公稱壓力PN0.03MPa

介質溫度≦250℃

適用介質高爐煤氣

驅動方式：全液壓

閥門結構及原理同入口插板閥油站，閥門液控裝置各自自成系統，獨立操縱。

2．5快速切斷閥KD743—2

公稱通經DN（mm）1800

公稱壓力PN（bar）2

泄漏量：（Nm/h）5000

阻損：

快關時間：

適用溫度：

適用介質：含塵煙氣、空氣、煤氣。

結構及原理

結構：快速切斷閥主要由閥門、傳動裝置‘液控箱、電控箱組成。閥門采用雙偏心碟閥型式，閥座堆焊有不銹鋼。耐腐，耐磨，提高了密封付的壽命，液控箱用高壓膠管與傳動裝置連接，

控制油使油缸活塞動作達到閥門開啟和關閉，液壓元件安裝在液控箱內。

電控部分設就地手操和控制室遠控分別在兩地獨立地實現慢開、慢關、快關、游動功能操作。

原理：采用彈簧液壓衡型、雙偏心碟閥、工作狀態液壓油壓緊彈簧，閥門打開，在裝置異常時（動作信號一路來自系統控制信號，一路來自透平機危機保安器的液壓信號）電磁閥動作，快速泄油彈簧松開，閥門緊急關門，切斷時間0.5~1sec可調。

3．潤滑油系統

3．1系統的作用

大型透平機，壓縮機都是靠軸承支撐進行旋轉工作的，要保證機的組安全可靠的運，其重要的一個環節，就是要給個各軸承潤滑點及時提供一定量的稀油循環潤滑，以滿足機組在正常工況下及事故狀態下潤滑油供給，這種系統就是潤滑油系統。

3．2系統的構成

系統由潤滑油站、高位油箱、油泵、閥門及檢側儀表等組成。

潤滑油站，是把一定壓力、一定流量

的潤滑油，經過油箱冷卻器散熱、濾油器過濾干凈后的潤滑油送到軸承各潤滑油點潤滑。

高位油箱，是在停電、緊急事故狀態下、停車時，靠自然位差維持機化組惰走油流時間潤滑油的供給。

檢測儀表，分就地儀表及遠傳儀表。就地表在現場設控制盤，顯示各測點的壓力、溫度值。遠傳表，在重要的測點處安裝變送器，把測量信號值送到主控室記錄、顯示、報警連鎖滿足透平機組正常運行時的控制需要。

3．3系統的控制原理

當機組在正常運行中，操作員只需觀控制盤上各測點的溫度、壓力顯示數值，就可掌握油系統的運行情況。

當油泵閥門元件有小故障時，或油臟慮油器壓差超*，潤滑油供給的壓力逐漸將降低，當zui遠點的壓力降低時78．4KPa時，主控室表盤上光字牌燈亮，蜂鳴器響，不管操作員是否觀察到，此時已提醒他開始檢查并處理，同時另一臺油泵自動投入供油。當短時期故障排除，輔泵可自動或手動停，若短時期故障無法排除，即系統將轉入重故障的處理方式。

當報警、輔泵投入后，操作員不能及時排除設備問題，但油壓仍降繼續下降，壓力達到49KPa時自動報警、停機,來保證機組的安全,避免重故障的發生。

當設備停電或油泵發生重故障不能供油時,機組的停機,靠高位油箱自然位差維護機組的供油,即旋轉慣性所需的油流潤滑。

4.電液伺服控制系統

4.1系統的作用

電液伺服控制系統,在裝置中,屬于八大系統之一的分系統。根據主控室的指令,來實現的開,停,轉速控制,功率控制,爐頂壓力以及過程檢測等系統控制,要實現以上系統的功能控制,zui終將要反映在控制透平機的轉速上,就要控制透平靜葉的開度,而控制靜葉開度的手段就是電液位置伺服系統。控制系統的精度,誤差,直接影響系統各階段過程的控制。由此可見,該系統在中的地位,作用是十分重要的。

4.2系統的構成

系統由液控單元、伺服油缸、動力油站三大部分組成。

液控單元包括調速閥控制單元和透平靜葉控制兩單元，每一單元均由電液伺服閥、電動用電磁閥、快關用電磁閥、油路塊及底座等組成。

伺服油缸為雙活塞桿結構，摩擦力很小，密封性能好。

動力油站由油箱、變量油泵、濾油器、冷卻器、管道閥門、檢測器表等組成。

4.3系統原理

經過方案設計,確定由機、電、液共同構成電液伺服控制系統，其控制方框見圖

油源

液壓鎖

伺服控制器

伺服閥

油缸

曲柄機構

閥板

位置傳感器

由自控系統發出的指令信號，在伺服控制器中與油缸的實際位置信號相比較，成為誤差信號放大后，送入電液伺服閥，伺服閥按一定的比例將電信號轉變成液壓油流量推動油缸運動，由位置傳感器發出的反饋信號不斷改變，直至與指令信號相等時，油缸停止運動，即停在的位置上，是透平靜葉穩定在此開度上。

油缸的直線運動，通過一套曲柄轉變成閥板的旋轉運動，改變閥板或靜葉的工作角度。

通過以上的分析說明，隨著系統信號的不斷變化，透平靜葉的開度也將不斷改變，并通過靜葉開度的變化，達到控制轉數、控制煤氣流量、控制透平出力的目的。

5．給排水系統

給排水系統由排水密封罐、排水器、閥門及各油站水冷卻器組成。（干式也需保留濕法的給排水系統設備）

排水密封罐和排水器均勻鋼板焊接而成，其它油、水冷卻器為外購選配。

系統原理

為了防止透平積灰、堵塞，設有軟水噴霧設施。噴水點在調速閥體前及透平主機一級靜葉前。根據透平入口煤氣含塵量的高低及透平積灰情況，可選擇連續噴水還是間斷噴水。

在緊急快切閥前及調速閥體設有定期沖洗噴嘴。

為了將透平主機前、后管道及主機內的機械水、冷凝水安全排放，設有一個排水密封罐和三級排水器（有效水封4800mmH2O）。各不同壓力點的排水通過排水管上和節流孔板流入排水密封罐（隨排水漏泄的煤氣經密封罐頂的氣相管返回透平出口管）。然后污水經三級排水器外排。排水密封罐底部設有定期沖洗噴嘴，起攪拌、防止積灰作用，也可以通過這些噴嘴補充水量。

供水：透平噴霧水——工業新水

快切閥、調速閥、油冷卻器——高爐凈環水

6．氮氣密封系統

透平工作、工質為高爐煤氣、屬于可燃有毒氣體，不能讓其外泄，其密封介質為氮氣。

由兩個支路組成

透平機軸端密封（低壓密封支路）

氣源氮氣壓力一般為0.3~0.4MPa,然后經氣動薄膜調節閥調節后至密封處的氮氣壓力高于被密封的煤氣壓力0.02~0.03MPa左右,以保證煤氣不外泄。氮氣耗量以較低為宜。無備用氣源，原則上無氮氣時停機。

高壓密封支路

供緊急快切閥軸封、調速閥軸封用氮氣。

7．高低壓發配電系統

高爐煤氣余壓透平發電裝置，是利用高爐煤氣壓力能，通過透平膨脹作功驅動發電機的回收裝置，是高爐系統的一項附屬設備。由余壓發電的特點決定了發電機的出力不能根據負荷的需要調節，而只能根據高爐工況變化進行調節，在保證高爐爐頂壓力穩定的前提下，盡可能多發電，u出力隨著高爐爐頂壓力波動而變化。

7．1系統的構成

同步發電機：發電機選用北京這重型發電廠無刷勵磁通步發電機。由于使用現場多灰塵，發電機采用封閉自循環同風、水冷卻通風的方案。發電機采用帶永勵磁方式，能滿足自動和手動勵磁調節及滅磁、強礪磁的要求狀態下運行5分鐘，以便卸掉負荷，并且能從發電機運行狀態過渡到電動運行狀態，同時也能滿足在運行中由同步電動機狀態恢復到發電機狀態，礪磁裝置也同樣具有自動適應的能力，而發電機在電機運行狀態下輸出的無功功率可以根據電網的需要進行調節。

7．2高低配電系統：由4臺手車式高壓柜組成。并網設置有手動準同期并網、自動準同期并網；保護功能設置有：縱聯差動保護、過電流保護、低電壓保護、失磁、低周波、逆功率等項保護功能。

7．3低壓電控系統

液壓油站電氣控制：

兩臺油泵互為備用，當系統壓力低于11MPa時（110kgf/c㎡）備用油泵自動投入，故障排除后手動停止。油溫低于20℃，油泵不能自啟動。此時必須加溫，待溫度上升至25℃時，加熱器自動斷開，方可啟動油泵。

潤滑油站電氣控制：

加熱器控制。手動操作加溫，溫度到25℃時，自動斷開，加熱器停止工作。

兩臺油泵互為備用：當潤滑油管、zui遠處油壓低于約0。08MPA（0。8KGF/CM2）時，輔助油泵自動投入，系統油壓高于約0。2MPA（2KGF/CM2）時，手動停止。

閥門聯鎖

噴霧水電動球閥的啟閉操作可在控制室及現場兩地操作。運行方式可連續噴水或間斷噴水，通過時間繼電器，整定延時，定時對噴霧水電動球閥開啟和關閉，達到間斷噴水，當密封罐水位超限，聯鎖動作，關閉該閥門。

沖洗水電動球閥，開啟與關閉可在控制室及現場操作箱進行。同時當密封罐水位超限，聯鎖動作，關閉該閥門。

排水電動球閥，開啟與關閉可以控制及現場操作箱進行。同時于緊急快切閥啟、閉互鎖，當緊急快切閥全關時，經整定延時約120秒后，排水閥自動全開。當緊急快切閥全開時，自動系統觸點閉合，排水閥自動關閉。

泄壓旁通，啟閉可在控制室及現場兩地手動操作，同時與入口液壓插板閥互鎖。當液壓插板閥全開時，泄壓旁通閥關閉。當液壓插板閥全關時，泄壓旁通閥自動開啟。

電動盤車可在現場就地手操，啟動盤車電機。起動時，掛上盤車裝置，當超6R/MIN時，行程開關動作，自動停電機。

8．自動控制系統

本系統儀表，主要采用日本橫河株式會社UXL中小型集散型控制系統，美國HONEYWELLG公司TDC3000集散控制系統。

透平軸運動的測控儀表采用BENTLY公司的3300儀表。

電液伺服控制器，選用航天部609所研制的產品。

系統組成

由反饋控制系統、轉數調節系統、功率調節系統、高爐頂壓復合調節系統、超馳控制系統、電液位置伺服控制系統、氮氣密封壓差調節系統、順序邏輯控制系統等組成。

由以上系統對機組進行啟動運行，過程檢測控制。在保證高爐正常生產、頂壓波動不超限的前提下，順利完成裝置的啟動、升速、并網、升功率、頂壓調節、正常停機、緊急停機、電動運行、正常運行等項操作及控制。