某鋼鐵集團(tuán)生產(chǎn)系統(tǒng)余熱余壓利用技術(shù)改造工程可行性研究報(bào)告

- - 目 錄 1 概述 . 1 1.1 項(xiàng)目概況 . 1 1.2 項(xiàng)目建設(shè)的必要性、有利條件和意義 . 2 1.3 可行性研究的編制依據(jù)、原則及范圍 . 5 2 工藝設(shè)計(jì)方案 . 8 2.1 高爐煤氣余壓透平發(fā)電裝置（ TRT） . 8 2.2 轉(zhuǎn)爐煤氣回收 . 16 2.3 轉(zhuǎn)爐余熱鍋爐裝置 . 25 3 總圖運(yùn)輸 . 31 3.1 廠區(qū)概況 . 31 3.2 總平面布置 . 32 3.3 豎向布置 . 32 3.4 運(yùn)輸 . 32 3.5 綠化及消防 . 33 3.6 總圖運(yùn)輸主要技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo) . 33 4 電力 . 34 4.1 概述 . 34 4.2 高爐爐頂壓差發(fā)電 . 34 4.3 轉(zhuǎn)爐煤氣回收及余熱鍋爐 . 34 4.4 照明 . 35 5 給排水 . 37 5.1 概述 . 37 5.2 高爐爐頂壓差發(fā)電 . 37 - - 5.3 轉(zhuǎn)爐煤氣回收 . 37 5.4 轉(zhuǎn)爐余熱鍋爐 . 38 5.5 排水 . 38 6 采暖通風(fēng) . 39 6.1 當(dāng)?shù)貧庀筚Y料 . 39 6.2 通風(fēng) . 39 6.3 采暖 . 40 7 自動(dòng)化儀表 . 41 7.1 概述 . 41 7.2 設(shè)計(jì)原則 . 41 7.3 高爐爐頂壓差發(fā)電系統(tǒng) . 41 7.4 轉(zhuǎn)爐煤氣回收及余熱鍋爐系統(tǒng) . 44 8 環(huán)境保護(hù) . 46 8.1 設(shè)計(jì)依據(jù)及標(biāo)準(zhǔn) . 46 8.2 工程概況 . 46 8.3 環(huán)境影響分析及治理 . 47 8.4 噪聲 . 49 8.5 廠區(qū)綠化 . 49 8.6 環(huán)境監(jiān)測(cè)和管理 . 49 8.7 本次技術(shù)改造的環(huán)境效益 . 50 9 勞動(dòng)安全和工業(yè)衛(wèi)生 . 51 9.1 編制依據(jù) . 51 9.2 采用的標(biāo)準(zhǔn)與規(guī)范 . 51 9.3 工程概況 . 52 9.4 生產(chǎn)過(guò)程中職業(yè)危險(xiǎn)、危害因素分析及防范措施 . 52 - - 10 節(jié)能 . 56 10.1 編制依據(jù) . 56 10.2 概述 . 56 10.3 綜合節(jié)能情況 . 57 10.4 節(jié)能措施 . 57 11 消防 . 59 11.1 編制依據(jù)及采用的標(biāo)準(zhǔn)、規(guī)范 . 59 11.2 工程火災(zāi)因素分析 . 59 11.3 防范措施 . 59 12 投資估算 . 62 2.1 概況 . 62 12.2 編制依據(jù) . 62 12.3 投資分析 . 63 12.4 投資估算表 . 63 12.5 說(shuō)明 . 63 13 技術(shù)經(jīng)濟(jì)分析 . 66 13.1 資金來(lái)源 . 66 13.2 項(xiàng)目實(shí)施進(jìn)度 . 66 13.3 流動(dòng)資金 . 67 13.4 成本預(yù)測(cè) . 67 13.5 銷售收入 . 67 13.6 利潤(rùn)分配 . 67 13.7 評(píng)價(jià)指標(biāo)計(jì)算 . 68 13.8 盈虧平衡分析 . 68 13.9 敏感性分析 . 68 - - 13.10 評(píng)價(jià)結(jié)論 . 68 - - 1 概述 1.1 項(xiàng)目概況 1.1.1 廠址地理環(huán)境 集團(tuán)有限公司廠（以下簡(jiǎn)稱西鋼）位于小興安嶺南麓的伊春市西林區(qū)。北距伊春 49km，南距南岔 55km。地理位置為東經(jīng) 12917，北緯 4727。四面環(huán)山，松花江支流湯旺河從廠東側(cè)經(jīng)過(guò)，湯旺河為西鋼工業(yè)水源。西林河從廠區(qū)南側(cè)經(jīng)過(guò)并流入湯旺河。廠區(qū)距湯林線西林站西北約 3km，湯林鐵路、鶴伊（高等級(jí)）公路 在廠區(qū)東側(cè)經(jīng)過(guò)，交通運(yùn)輸便利。 1.1.2 企業(yè) 現(xiàn)狀 集團(tuán)公司 始 建于 1966 年，經(jīng)過(guò) 40 多年的發(fā)展建設(shè)，現(xiàn)已 成為大型鋼鐵企業(yè)集團(tuán)，是中國(guó)制造業(yè) 500 強(qiáng)， 2006 年排名第 422 位。集團(tuán)現(xiàn)有總資產(chǎn) 44 億元人民幣，兩個(gè)生產(chǎn)基地分別位于伊春市和阿城市，形成由一個(gè)核心企業(yè)、五個(gè)全資子公司和兩個(gè)控股子公司組成的企業(yè)集團(tuán)。 已形成年鋼 200 萬(wàn)噸的綜合生產(chǎn)能力，年鋼產(chǎn)量占全省的 70%左右， 是黑龍江省最大的鋼鐵聯(lián)合企業(yè)， 是全國(guó) 75 家重點(diǎn)鋼鐵企業(yè)和黑龍江省屬 13 家重點(diǎn)企業(yè)之一 ，也 是黑龍江省唯一的建筑鋼材和中型鋼材生產(chǎn)基地 。 被省企業(yè) 管理協(xié)會(huì)、企業(yè)家協(xié)會(huì)、工業(yè)經(jīng)濟(jì)聯(lián)合會(huì)聯(lián)合譽(yù)名為 “龍江鋼鐵的脊梁 ”。 企業(yè) 是伊春市的重要經(jīng)濟(jì)支柱之一，稅收約占全市的 40%左右。 西鋼現(xiàn)有鐵礦、石灰石礦、選礦、燒結(jié)、焦化、煉鐵、轉(zhuǎn)爐煉鋼、- - 電爐煉鋼、軋鋼等主體生產(chǎn)廠礦和輔料、動(dòng)力、電力、制氧、運(yùn)輸及機(jī)修鑄造等輔助生產(chǎn)廠，還有檢化驗(yàn)、計(jì)控、通訊、安全環(huán)保、原燃輔料供應(yīng)與產(chǎn)品銷售系統(tǒng)，是具有從采礦到軋材的全部主體工藝、輔助與公用設(shè)施各工序的鋼鐵聯(lián)合企業(yè)。 西鋼 1998 年通過(guò) ISO19002 質(zhì)量體系認(rèn)證， 2002 年完成了質(zhì)量體系 GB/T9001-2000 標(biāo)準(zhǔn)轉(zhuǎn)換。企業(yè) 多年來(lái)先后獲得“全國(guó)質(zhì)量效益型先進(jìn)企業(yè)”、“全國(guó)用戶滿意企業(yè)”、“黑龍江省用戶滿意企業(yè)”、“重合同守信譽(yù)企業(yè)”、“質(zhì)量、品種、效益標(biāo)兵企業(yè)”等諸多榮譽(yù)稱號(hào)。 有較高的知名度和信譽(yù)度。建筑鋼材和中異型鋼材質(zhì)量穩(wěn)定， 獲得了國(guó)家建筑鋼材實(shí)物質(zhì)量金杯獎(jiǎng)，并獲得國(guó)家產(chǎn)品質(zhì)量免檢證書。 1.2 項(xiàng)目建設(shè)的必要性、有利條件和意義 1.2.1 項(xiàng)目建設(shè) 的必要性 1.2.1.1 順應(yīng) 形勢(shì) ，落實(shí)節(jié)約資源 的 基本國(guó)策 我國(guó)經(jīng)濟(jì)高速發(fā)展，能源消耗迅速增加，但能源的開發(fā)和生產(chǎn)卻嚴(yán)重滯后于消費(fèi)增長(zhǎng)，使得供需矛盾日益突出。隨著經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，預(yù)計(jì)在 “十一五”期間及以后相當(dāng)長(zhǎng)的的時(shí)間內(nèi)，我國(guó)能源需求將呈強(qiáng)勁增長(zhǎng)態(tài)勢(shì)，供需矛盾繼續(xù)加大。目前，我國(guó)單位國(guó)內(nèi)生產(chǎn)總值的能耗比世界平均水平高 2.4 倍，與國(guó)際先進(jìn)水平比則高出更多。能源的粗放利用，也帶來(lái)了環(huán)境的嚴(yán)重污染。與此同時(shí)，國(guó)際國(guó)內(nèi)市場(chǎng)能源價(jià)格大幅度攀升，使得一些高耗能企業(yè)的生產(chǎn)成本也大幅度上升。為此，國(guó)家提出了 實(shí)現(xiàn) “ 十一五 ” GDP 能耗降低 20%左右的 約束性目標(biāo) 目標(biāo) 。 要實(shí)現(xiàn)節(jié)能降耗的目標(biāo)， 就必須做到 資源開發(fā)與節(jié)約并舉，把節(jié)- - 約放在首位 。 就要 以提高能源利用效率為核心，以企業(yè)為實(shí)施主體，大力調(diào)整和優(yōu)化結(jié)構(gòu)，加快推 進(jìn)節(jié)能技術(shù)進(jìn)步 。 企業(yè)余熱余壓利用工程是解決我國(guó)能源短缺，緩解能源供需矛盾，保障國(guó)家經(jīng)濟(jì)發(fā)展的重大措施之一。 加大余熱余壓利用力度，對(duì)生產(chǎn)工藝過(guò)程中產(chǎn)生的可燃?xì)怏w和壓差加以回收利用，不僅可以提高生產(chǎn)企業(yè)的能源利用效率，節(jié)約大量的能源，而且可以降低生產(chǎn)成本，為企業(yè)創(chuàng)造可觀的經(jīng)濟(jì)效益，增強(qiáng)企業(yè)競(jìng)爭(zhēng)力。 鋼鐵行業(yè)是耗能大戶，占全國(guó)總能耗的 14%（ 2003 年）。近幾年推行節(jié)能措施后，能耗雖逐年下降，但與先進(jìn)國(guó)家相比仍有較大差距。目前， 我國(guó)鋼鐵行業(yè)的余熱余壓 還 沒有得到充分利用，如鋼鐵企業(yè)的高爐煤氣、 轉(zhuǎn)爐 煤 氣 、高爐壓差等 。由此而產(chǎn)生的煤氣的 大量放空，不僅 造成能源的嚴(yán)重浪費(fèi)，同時(shí)也污染了環(huán)境。 因此，迫切需要采取措施，減少能源消耗。 1.2.1.2 抓住機(jī)遇，促進(jìn)企業(yè)發(fā)展 高爐爐頂余壓發(fā)電技術(shù) （ Top Gas Pressure Recovery Turbine 簡(jiǎn)稱TRT） 是國(guó)家 “ 十一五 ” 十大重點(diǎn)節(jié)能環(huán)保推廣項(xiàng)目 ， 是利用高爐爐頂煤氣的剩余壓 力 ，將高爐煤氣導(dǎo)入透平膨脹機(jī)作功推動(dòng)汽輪機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)，帶動(dòng)發(fā)電機(jī)發(fā)電。根據(jù)爐頂壓力的不同，噸鐵發(fā)電約 2030kWh。該技術(shù) 既 回收原 來(lái) 由減壓閥組泄放的能量，又降低噪音、同時(shí)穩(wěn)定了爐頂壓力，改善高爐生 產(chǎn)條件，可實(shí)現(xiàn)不產(chǎn)生任何污染，做到無(wú)公害發(fā)電，是很有價(jià)值的二次能源回收及節(jié)能環(huán)保項(xiàng)目。 TRT 技術(shù)的先進(jìn)性主要在于以下方面： 1、 不消耗任何燃料： TRT 裝置區(qū)別于傳統(tǒng)的發(fā)電裝置，它利用 - - 減壓閥組前后的煤氣壓力差，將凈化后的煤氣導(dǎo)入煤氣透平機(jī)械，使氣體在機(jī)械內(nèi)膨脹做功，推動(dòng)與透平同軸的發(fā)電機(jī)旋轉(zhuǎn)發(fā)電。做功后的高爐煤氣進(jìn)入廠區(qū)的能源分配管網(wǎng)，整個(gè)工藝過(guò)程中高爐煤氣始終在密閉的管道和密封程度很高的透平機(jī)內(nèi)運(yùn)行。 2、 無(wú)污染公害的最經(jīng)濟(jì)的發(fā)電工藝 ：采用 TRT 技術(shù)后，高爐煤氣減壓過(guò)程產(chǎn)生的噪聲由原采用減壓閥組的 110 140 分貝降低到 85 分貝以下，防止震動(dòng)造成管道破裂而產(chǎn)生煤氣泄露。 采用 TRT 發(fā)電，可減少等量燃煤火力發(fā)電的發(fā)電量，可以減少向大氣中排放大量的二氧化碳?xì)怏w，這對(duì)改善環(huán)境污染都將發(fā)揮積極的作用。同時(shí) TRT 發(fā)電屬于二次能量回收，除必要的運(yùn)行成本外不需消耗新的能源，是最經(jīng)濟(jì)的發(fā)電工藝。 轉(zhuǎn)爐煤氣是轉(zhuǎn)爐在冶煉生產(chǎn)過(guò)程中產(chǎn)生的煙氣，其平均熱值約為8995KJ/m3（ CO 含量按 70%計(jì)算），產(chǎn)量約為 70 90 m3/t 鋼。如能有效地加以利用，對(duì)企業(yè)節(jié)能降耗、降低生產(chǎn)成本、提高產(chǎn)品的市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)力將有極大的促進(jìn)作用 。 與此同時(shí)， 轉(zhuǎn)爐 高溫?zé)煔膺€帶有大量的熱能 ， 其 溫度可達(dá) 12001600 ，須將其冷卻后方可進(jìn)行除塵、回收利用。為了對(duì)這一部分熱能進(jìn)行回收，可 在轉(zhuǎn)爐爐口上部設(shè)置煙道式余熱鍋爐，既可利用爐氣余熱產(chǎn)生蒸汽，供發(fā)電 VD 爐等生產(chǎn)及制冷采暖等生活之用，又可將爐氣冷卻 900 以下，以滿足除塵設(shè)施及回收煤氣的要求 ， 同時(shí)降低轉(zhuǎn)爐煉鋼成本。 西鋼本部 現(xiàn) 有 550m3 高爐 1 座， 1080m3 高爐 1 座 、 120t 轉(zhuǎn)爐 2 座。目前，西鋼的高爐爐頂壓差 、 轉(zhuǎn)爐煤氣 及其余熱 均未能加以利用。 - - 綜上所述，開展生產(chǎn)系統(tǒng)余熱余壓利用，建設(shè)高爐爐頂壓差 發(fā)電工程和轉(zhuǎn)爐煤氣 及其余熱 的回收利用工程，不僅是國(guó)家實(shí)行可持續(xù)發(fā)展戰(zhàn)略的需要，也是企業(yè)自身發(fā)展的需要。不僅會(huì)給社會(huì)帶來(lái)巨大節(jié)能效益和環(huán)境效益，也會(huì)為企業(yè)帶來(lái)巨大的經(jīng)濟(jì)效益。因此，盡快實(shí)施此項(xiàng)工程，是擺在在西鋼面前十分必要也是十分緊迫的任務(wù)。 1.2.2 項(xiàng)目建設(shè) 的有利條件和意義 1）西鋼具基礎(chǔ)設(shè)施完備，水電供應(yīng)充足，可滿足項(xiàng)目建設(shè)需要； 2）在西鋼現(xiàn)有 1 座 550m3 高爐 、 1 座 1080m3 高爐 、 2 座 120t 轉(zhuǎn)爐的基礎(chǔ)上 建設(shè)轉(zhuǎn)爐煤氣回收和高爐爐頂壓差發(fā)電，不需要建設(shè)配套公用輔助設(shè)施及生活設(shè)施，可節(jié)約大量資金； 3） TRT 項(xiàng)目實(shí)施后， 可以 解決 西鋼目前由于高爐 所用的原料產(chǎn)地雜，爐頂壓力波動(dòng)，影響高爐發(fā)揮最佳效益 的問題 。改善高爐生產(chǎn)條件，提高高爐生產(chǎn)效率； 4）項(xiàng)目建成后，不僅可以回收利用大量的 二次能源 ， 進(jìn)一步降低企業(yè) 能耗和產(chǎn)品成本，提高 產(chǎn)品的市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)能力和企業(yè) 經(jīng)濟(jì)效益。 而且可推進(jìn)企業(yè)節(jié)能進(jìn)步，并且使公司的裝備水平和管理水平達(dá)到一個(gè)新的層面； 5）本項(xiàng)目不僅具有顯著的節(jié)能效益，同時(shí)也具有 良好的環(huán)保效益，可 做到節(jié)約能源與環(huán)保并舉，實(shí)現(xiàn)真正的 節(jié)能 減排。 1.3 可行性研究的編制依據(jù)、原則及范圍 1.3.1 編制依據(jù) - - 1）國(guó)家 有關(guān)法律、法規(guī)及相關(guān)設(shè)計(jì)規(guī)范； 2）工程設(shè)計(jì)委托書； 3）建設(shè)單位提供的有關(guān)資料。 1.3.2 編制原則 根據(jù)集團(tuán)的實(shí)際情況和發(fā)展要求，本工程設(shè)計(jì)遵循以下設(shè)計(jì)原則： 1）嚴(yán)格執(zhí)行國(guó)家、部門、行業(yè)和地區(qū)現(xiàn)行的有關(guān)設(shè)計(jì)規(guī)范、標(biāo)準(zhǔn)及規(guī)定； 2）采用成熟、先進(jìn) 、適用 的 工藝 技術(shù) 和設(shè)備， 確保 工程投產(chǎn)后能夠可靠、安全、穩(wěn)定、連續(xù)地生產(chǎn)，達(dá)到預(yù)期的設(shè)計(jì)效果； 3）充分 考慮公司的資金狀況、承受能力、場(chǎng)地問題和實(shí)際需求的具體情況，充分利用西鋼現(xiàn)有的工藝設(shè)備 和公用輔助設(shè)施 。在各個(gè)方面合理掌握降低造價(jià)，盡最大努力減少工程投資。 4） 綜合布局、整體協(xié)調(diào)， 總圖布置合理， 力爭(zhēng)節(jié)省投資和建設(shè)用地； 5）確保 工藝順暢 ， 與 所依托的主體工程 合理對(duì)接 ， 且充分考慮建設(shè)時(shí)不影響 已運(yùn)行設(shè)施 的正常生產(chǎn)； 6）在設(shè)計(jì)中嚴(yán)格 執(zhí)行國(guó)家和行業(yè)在環(huán)保、職業(yè)安全衛(wèi)生、消防設(shè)計(jì)等方面的有關(guān)規(guī)定 。 1.3.3 設(shè)計(jì)范圍 根據(jù)西鋼設(shè)計(jì)委托書要求， 本可行性研究范圍包括： 西鋼 現(xiàn)有 1座 550m3 高爐 、 1 座 1080m3 高爐 配套的高爐壓差發(fā)電 工程 、現(xiàn)有 2 座120t 轉(zhuǎn)爐產(chǎn)生的轉(zhuǎn)爐煤氣回收 利用工程的工藝 及相關(guān)內(nèi)容的設(shè)計(jì)。 - - - - 2 工藝設(shè)計(jì)方案 2.1 高爐煤 氣余壓透平發(fā)電裝置（ TRT） 2.1.1 主要建設(shè)內(nèi)容和生產(chǎn)規(guī)模 本項(xiàng)目主要建設(shè)內(nèi)容為集團(tuán)公司現(xiàn)有的 1 座 550m3 高爐和 1 座1080m3高爐分別各自配套建設(shè) 1套 高爐煤氣余壓透平發(fā)電裝置（ TRT）。 550m3 高爐 煤氣余壓透平發(fā)電裝置（ TRT）發(fā)電能力為 3500kW，1080m3 高爐 煤氣余壓透平發(fā)電裝置（ TRT）發(fā)電能力為 6000kW，本項(xiàng)目發(fā)電能力合計(jì)為 9500 kW，全部輸送并入國(guó)網(wǎng)。 2.1.2 高爐煤氣余壓透平發(fā)電裝置（ TRT）概述 TRT 的主要媒質(zhì)為高爐煤氣，傳統(tǒng)的高爐煤氣是經(jīng)調(diào)壓閥組減壓后并入高爐 煤氣低壓管網(wǎng)供用戶使用的。高爐煤氣余壓發(fā)電，是鋼鐵企業(yè)一項(xiàng)有效的能源回收措施，高爐煤氣余壓透平發(fā)電裝置（ TRT）是國(guó)際公認(rèn)的鋼鐵企業(yè)重大能量回收裝置，它是利用高爐煤氣具有的壓力能、熱能，把煤氣導(dǎo)入透平機(jī)膨脹，使壓力能、熱能轉(zhuǎn)化為機(jī)械能，驅(qū)動(dòng)發(fā)電機(jī)發(fā)電的一種裝置。這種裝置既回收了減壓閥組白白泄放的能量， 使投入高爐鼓風(fēng)機(jī)的能量實(shí)現(xiàn)部分回收，二次能源的循環(huán)梯階利用， 又凈化了煤氣、降低了噪音、大大改善了高爐爐頂壓力控制的品質(zhì)。它具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、污染少、容量大、壽命長(zhǎng)和節(jié)能顯著的優(yōu)點(diǎn)，因此在能源綜合利用上獲得越來(lái)越廣泛 的應(yīng)用。 TRT 技術(shù)是先進(jìn)的、成熟的。 TRT 的主要媒質(zhì)為高爐煤氣，傳統(tǒng)的高爐煤氣是經(jīng)調(diào)壓閥組減壓- - 后并入高爐煤氣低壓管網(wǎng)供用戶使用， TRT 裝置就是利用高壓高爐煤氣到低壓煤氣用戶的差壓的能量進(jìn)行節(jié)能發(fā)電的一套裝置。其主要工藝流程為：高爐煤氣經(jīng)重力除塵、干法布袋除塵后分為兩路：一路經(jīng)TRT 入口蝶閥、電動(dòng)插板閥、快速切斷閥后進(jìn)入 TRT 透平機(jī)做功，并帶動(dòng)發(fā)電機(jī)做功發(fā)電。 TRT 裝置設(shè)旁通快開閥、以保護(hù)機(jī)組的安全運(yùn)行。 TRT 透平機(jī)出口設(shè)電動(dòng)插板閥、電動(dòng)蝶閥等設(shè)施與低壓煤氣管網(wǎng)相連。干法除塵后另一路作為 TRT 發(fā)電裝置的備用 系統(tǒng)，經(jīng)電動(dòng)減壓閥組將高壓煤氣減為低壓煤氣后與低壓煤氣管網(wǎng)相連。 高爐煤氣余壓透平發(fā)電裝置（ TRT）不僅可以回收煤氣的壓力能和熱能，又可凈化煤氣，降低噪音污染，同時(shí) TRT 裝置在正常運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)能代替減壓閥組，很好地調(diào)節(jié)和穩(wěn)定高爐爐頂壓力，對(duì)保證高爐順行、增產(chǎn)有良好的作用。 高爐煤氣余壓透平發(fā)電裝置（ TRT）在保持回收發(fā)電功能基礎(chǔ)上，通過(guò)對(duì)高爐爐頂壓力進(jìn)行高精度的智能控制，不僅可以升高高爐爐頂壓力的設(shè)定值，增大高爐送風(fēng)的質(zhì)量流量，從而提高高爐冶煉強(qiáng)度，達(dá)到提高高爐利用系數(shù)、降低焦比的功效。 高爐煤氣余壓透平發(fā)電裝置 （ TRT）主要 包括透平主機(jī)、液壓伺服控制系統(tǒng)、潤(rùn)滑油系統(tǒng)、大型閥門、無(wú)刷勵(lì)磁發(fā)電機(jī)組、氮?dú)饷芊庀到y(tǒng)、給水系統(tǒng)、自動(dòng)控制系統(tǒng)、高低壓發(fā)配電系統(tǒng) 等。 高爐煤氣余壓透平發(fā)電裝置（ TRT）在生產(chǎn)運(yùn)行中不產(chǎn)生污染，不消耗燃料，無(wú)公害，具有顯著的經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益。 2.1.3 西鋼高爐現(xiàn)狀 - - 集團(tuán)公司現(xiàn)有 1 座 550m3 高爐和 1 座 1080m3 高爐。 550m3 高爐利用系數(shù) 3.8t/m3d，年有效工作天數(shù)為 355 天，生鐵生產(chǎn)能力為 74.2 萬(wàn) t/a，高爐煤氣凈化采用干式除塵工藝，高爐煤氣從爐頂導(dǎo)出后，先經(jīng)過(guò)重力除塵器，再經(jīng) 過(guò)高爐煤氣布袋除塵器，煤氣中的含塵量降至 10mg/ m3 以下，最后經(jīng)過(guò)減壓閥組減壓后通過(guò)管道送往煤氣用戶。 550m3高爐煤氣產(chǎn)生量為 17萬(wàn) m3/h，煤氣中的含塵量小于 6mg/ m3，經(jīng)過(guò)高爐煤氣布袋除塵器后的煤氣壓力正常值為 120kPa，最大值為150kPa，煤氣溫度正常值為 145，最大值為 180。 1080m3 高爐利用系數(shù) 2.8t/m3d，年有效工作天數(shù)為 355 天，生鐵生產(chǎn)能力為 107.4 萬(wàn) t/a，高爐煤氣凈化采用干式除塵工藝，高爐煤氣從爐頂導(dǎo)出后，先經(jīng)過(guò)重力除塵器，再經(jīng)過(guò)高爐煤氣布袋除塵器，煤氣 中的含塵量降至 10mg/ m3 以下，最后經(jīng)過(guò)減壓閥組減壓后通過(guò)管道送往煤氣用戶。 1080m3 高爐煤氣產(chǎn)生量為 25 萬(wàn) m3/h，煤氣中的含塵量小于 10mg/ m3，經(jīng)過(guò)高爐煤氣布袋除塵器后的煤氣壓力正常值為 150kPa，最大值為 180kPa，煤氣溫度正常值為 150，最大值為 200。 2.1.4 高爐煤氣余壓透平發(fā)電裝置（ TRT）設(shè)計(jì)參數(shù) 550m3 高爐 煤氣余壓透平發(fā)電裝置（ TRT）設(shè)計(jì)參數(shù)見表 2 1，1080m3 高爐 煤氣余壓透平發(fā)電裝置（ TRT）設(shè)計(jì)參數(shù)見表 2 2。 550m3 高爐 TRT 設(shè)計(jì)參數(shù) - - 表 2-1 項(xiàng)目 單位 設(shè)計(jì)參數(shù) 透平入口煤氣量 m3/h 170000 透平入口煤氣壓力 kPa 120 透平出口口煤氣壓力 kPa 10 透平入口煤氣溫度 145 透平入口煤氣含塵量 mg/ m3 10 透平輸出軸功率 kW 4500 發(fā)電量 kWh/h 3500 1080m3 高爐 TRT 設(shè)計(jì)參數(shù) 表 2-2 項(xiàng)目 單位 設(shè)計(jì)參數(shù) 透平入口煤氣量 m3/h 250000 透平入口煤氣壓力 kPa 150 透平出口口煤氣壓力 kPa 10 透平入口煤氣溫度 150 透平入口煤氣含塵量 mg/ m3 10 透平輸出軸功率 kW 8000 發(fā)電量 kWh/h 6000 2.1.5 高爐煤氣余壓透平發(fā)電裝置（ TRT）工藝流程 本項(xiàng)目高爐煤氣余壓透平發(fā)電裝置（ TRT）采用“單爐單機(jī)”干式透平發(fā)電工藝。 經(jīng)過(guò)高爐煤氣布袋除塵器后的高溫高壓干燥潔凈的煤氣經(jīng) DN1800入口電動(dòng)蝶閥、電動(dòng)插板閥、快速切斷閥進(jìn)入透平膨脹機(jī)，透平的第一級(jí)靜葉可調(diào)，用其調(diào)節(jié)進(jìn)透平膨脹機(jī)的煤氣流速，并用其控制爐頂壓力。通過(guò)倒流器使煤氣轉(zhuǎn)向，軸向進(jìn)入葉柵 ，煤氣在靜葉柵和動(dòng)葉- - 柵組成的流道中不斷膨脹作功，壓力和溫度降低，轉(zhuǎn)化為動(dòng)能作用于工作葉輪使之旋轉(zhuǎn)，工作葉輪通過(guò)連軸器帶動(dòng)發(fā)電機(jī)一起轉(zhuǎn)動(dòng)而發(fā)電，膨脹后的煤氣壓力約為 10kPa，經(jīng)過(guò)出口電動(dòng)插板閥、出口電動(dòng)蝶閥接入廠區(qū)煤氣管網(wǎng)。當(dāng) TRT 發(fā)生故障時(shí)，引起快速切斷閥動(dòng)作時(shí)，快速切斷閥在 0.5s 內(nèi)關(guān)閉，此時(shí)連鎖旁通快開閥打開，使高爐煤氣短時(shí)間內(nèi)快速減壓至低壓煤氣總管壓力，避免爐頂壓力突然升高，同時(shí)打開減壓閥組，旁通快開閥逐步關(guān)閉。爐頂壓力轉(zhuǎn)換至高爐側(cè)控制。確保爐頂壓力的穩(wěn)定和 TRT 機(jī)組的安全。 2.1.6 高爐煤氣余壓 透平發(fā)電裝置（ TRT）主要設(shè)備組成及設(shè)備選型 550m3 高爐煤氣余壓透平發(fā)電裝置（ TRT）設(shè)備型號(hào)選擇為GT60WD， 1080m3 高爐煤氣余壓透平發(fā)電裝置（ TRT）設(shè)備型號(hào)選擇為 GT90WD，具體技術(shù)參數(shù)見表 2 3。 高爐煤氣余壓透平發(fā)電裝置（ TRT）設(shè)備技術(shù)參數(shù) 表 2 3 序號(hào) 項(xiàng)目名稱 參數(shù)一 參數(shù)二 1 高爐有效容積（ m3） 550 1080 2 設(shè)備型號(hào) GT60WD GT90WD 3 常用透平出力（ kW/h） 4500 8000 4 適用發(fā)電量（ kW/h） 25006000 35008000 5 轉(zhuǎn)速（ r/min） 30003600 30003600 6 級(jí)數(shù) 2 2 7 適用煤氣量（ 104m3/h） 17 25 8 常用 TRT 進(jìn)口壓力（ MPa） 0.12 0.15 9 常用 TRT 進(jìn)口溫度（） 150 150 10 TRT 最大進(jìn)口溫度（） 200 200 - - 高爐煤氣余壓透平發(fā)電裝置（ TRT）主要由以下設(shè)備組成： 透平主機(jī) 、 發(fā)電機(jī) 、 潤(rùn)滑油站 、液壓伺服控制系統(tǒng)、 氮?dú)饷芊庀到y(tǒng)、 循環(huán)冷卻水系統(tǒng)、 、大型閥門系統(tǒng)、自控系統(tǒng)和 高低壓發(fā)配電系統(tǒng)。 1） 透平主機(jī)： 采用干式軸流、兩級(jí)反動(dòng)式透平；兩級(jí)靜葉可調(diào)方式。采用靜葉可調(diào)不僅能夠擴(kuò)大調(diào)節(jié)工況范圍，減少噪音，提高效率、回收功率，而且可以更好地控制爐頂壓力，減少壓力波動(dòng)。 2） 發(fā)電機(jī)： 發(fā)電機(jī)帶雙軸承座，軸瓦強(qiáng)制油潤(rùn)滑和冷卻。 發(fā)電機(jī)的冷卻，采用封閉自閉循環(huán)通風(fēng)，熱空氣由空氣冷卻器冷卻，冷卻水溫度按 35計(jì)算。冷卻為下置式。 發(fā)電機(jī)采用帶主、輔勵(lì)磁機(jī)的無(wú)刷勵(lì)磁方式，滿足自動(dòng)和手動(dòng)勵(lì)磁調(diào)節(jié)及滅磁、強(qiáng)勵(lì)磁的要求，并且設(shè)有按恒電壓、恒無(wú)功、恒功率因數(shù)自動(dòng)調(diào)節(jié)的功能。 自動(dòng)準(zhǔn)同期并網(wǎng)技術(shù)，通過(guò)自動(dòng)調(diào)節(jié)發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)速，控制發(fā)電機(jī)升壓 、降壓，實(shí)現(xiàn)發(fā)電機(jī)自動(dòng)跟蹤電網(wǎng)電壓。 3） 潤(rùn)滑油站：提供透平機(jī)、發(fā)電機(jī)等設(shè)備的潤(rùn)滑油。 油站油泵采用兩臺(tái)電動(dòng)油泵形式，兩臺(tái)電動(dòng)油泵互為備用，同時(shí)系統(tǒng)配備有高位油箱。即系統(tǒng)采用主、輔電動(dòng)油泵加高位油箱的潤(rùn)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(rùn)滑油，透平機(jī)正常運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)，由主油泵供潤(rùn)滑油。在透平機(jī)啟動(dòng)、停機(jī)及主油泵發(fā)生故障時(shí)，由輔助油泵供潤(rùn)滑油。高位油箱在主、輔油泵同時(shí)發(fā)生故障時(shí)，提供機(jī)組惰走所需- - 的潤(rùn)滑油量。 潤(rùn)滑油站由三螺桿油泵、油箱、高位油箱、油冷卻器濾油器 (九通風(fēng)機(jī)、加熱器、調(diào)節(jié)閥、油箱測(cè)溫?zé)犭娮璧冉M成。 4） 液壓伺服控制系統(tǒng)： 控制對(duì)象為兩級(jí)靜葉可調(diào)機(jī)構(gòu)、入口蝶閥、緊急切斷閥、旁通閥。 由動(dòng)力油站、靜葉可調(diào)伺服控制系統(tǒng)、入口蝶閥伺服控制系統(tǒng)等組成。 5） 氮?dú)饷芊庀到y(tǒng)： 透平工質(zhì)為高爐煤氣，屬于可燃有毒氣體，故決不能讓其外泄，其密封介質(zhì)為氮?dú)狻?透平軸端密封支路：氣源氮?dú)鈮毫?0.4-0.5 MPa，經(jīng)氣動(dòng)調(diào)節(jié)閥調(diào)壓后送至密封處的氮?dú)鈮毫Ω哂诒幻芊獾拿簹鈮毫?0.02 0.03 MPa左右，以保證煤氣不外泄。 6） 循環(huán)冷卻水系統(tǒng)一套 “ TRT”發(fā)電工程、循環(huán)冷卻水主要用于潤(rùn)滑油站、動(dòng)力油站、發(fā)電機(jī)的空氣冷卻器 。循環(huán)冷卻水量總計(jì)為： 300 m3/h。 2.1.7 高爐煤氣余壓透平發(fā)電裝置（ TRT）操作 TRT 正常操作在 TRT 控制室內(nèi)通過(guò)機(jī)組自控系統(tǒng)完成，高爐中控室僅保留減壓閥組控制， TRT 正常工作時(shí)高爐控制室不得擅自操作減壓閥組， TRT 開機(jī)或緊急停機(jī)， TRT 控制室發(fā)出信號(hào)或信息，高爐控制室配合 TRT 控制室操作減壓閥組。 2.1.8 工藝 廠房 布置 - - 在 550m3 高爐煤氣布袋除塵器附近建設(shè) TRT 廠房，廠房尺寸為2418.0m， 16/3.2t 檢修吊車軌面標(biāo)高 15m，廠房端頭設(shè)副跨 306.0m，機(jī)軸線與副跨長(zhǎng)度方向垂直布 置，采用島式基礎(chǔ)，設(shè)標(biāo)高為 5.0m 的運(yùn)行平臺(tái)，平臺(tái)下布置潤(rùn)滑油站、動(dòng)力油站，副跨分二層：一層布置變壓器、低壓配電室、高壓配電室、二層為煤氣凈化控制室、更衣室、值班室、衛(wèi)生間等，平臺(tái)上副跨設(shè)“ TRT”控制操作室、值班室、休息間。 在 1080m3 高爐煤氣布袋除塵器附近建設(shè) TRT 廠房，廠房尺寸為3021.0m， 20/5t 檢修吊車軌面標(biāo)高 15m，廠房端頭設(shè)副跨 367.0m，機(jī)軸線與副跨長(zhǎng)度方向垂直布置，采用島式基礎(chǔ)，設(shè)標(biāo)高為 6.0m 的運(yùn)行平臺(tái)，平臺(tái)下布置潤(rùn)滑油站、動(dòng)力油站，副跨分二層：一層布置變壓器、低壓配電室 、高壓配電室、二層為煤氣凈化控制室、更衣室、值班室、衛(wèi)生間等，平臺(tái)上副跨設(shè)“ TRT”控制操作室、值班室、休息間。 2.1.9 主要技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo) 主要技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)見表 2 4。 主要技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)表 表 2 4 序號(hào) 指標(biāo)名稱 單位 數(shù)量 1 高爐數(shù)量 座 2 - - 2 高爐有效容積合計(jì) m3 1630 3 高爐煤氣發(fā)生量合計(jì) 萬(wàn) Nm3/h 42 4 TRT 裝置數(shù)量 套 2 5 TRT 裝置發(fā)電量 萬(wàn) kWh/a 8094 6 主要?jiǎng)恿ο?7 電力 萬(wàn) kWh/a 100 8 新水 m3/a 7000 9 氮?dú)?萬(wàn) m3/a 51 10 新增勞動(dòng)定員 人 12 2.2 轉(zhuǎn)爐煤氣回收 西鋼現(xiàn)有 120t轉(zhuǎn)爐 2座，轉(zhuǎn)爐煤氣凈化系統(tǒng)已隨主體工程建成投產(chǎn)，本工程是為其配套的余熱回收利用工程。 2.2.1 轉(zhuǎn)爐煤氣回收量 及煤氣成分 根據(jù)轉(zhuǎn)爐車間操作參數(shù)計(jì)算 ：年產(chǎn)轉(zhuǎn)爐鋼 201.8 萬(wàn) t/a， 噸鋼回收煤氣量約為 80 m3/t， 平均每小時(shí)可回收轉(zhuǎn)爐煤氣 24914m3/h，年最多回收 161.44106 m3 轉(zhuǎn)爐煤氣。 轉(zhuǎn)爐煤氣 成分： CO(%) CO(%) N2(%) O2(%) 70 15 14.5 0.45 2.2.2 轉(zhuǎn)爐煤氣回收系統(tǒng)工藝流程 轉(zhuǎn)爐煤氣（即轉(zhuǎn)爐煙氣）首先經(jīng)過(guò)煤氣凈化系統(tǒng) 進(jìn)行凈化。 當(dāng) 凈化后的煤 氣符合回收條件時(shí)，由三通閥切換至水封逆止閥，經(jīng)過(guò)水封- - 逆止閥和氣柜進(jìn)口水封后被送往煤氣柜；當(dāng) 煤氣 不符合回收條件時(shí)，煤 氣經(jīng)旁通閥、三通閥切換至放散煙囪，然后 通過(guò)排放煙囪點(diǎn)火放散。被送入煤氣柜 的 煤氣含塵量 100mg/m3，壓力 5500Pa，熱值 7.73MJ/ m3。從煤氣柜出來(lái)的煤氣再經(jīng)過(guò)電除塵器，使煤氣的含塵量 由 100 mg /m3 進(jìn)一步 降至 10mg/m3。被進(jìn)一步凈化后的煤氣經(jīng)煤氣加壓機(jī)加壓至 10kPa 后送往各用戶。其流程為： 轉(zhuǎn)爐煤氣凈化系統(tǒng) 轉(zhuǎn)爐煤氣柜 電除塵器煤氣加壓機(jī)用戶。 西鋼目前僅采用 全濕法 “ OG”（即： “二文一塔”）工藝將轉(zhuǎn)爐煤氣進(jìn)行初步凈化后，高空放散點(diǎn)火燒掉。 為了使轉(zhuǎn)爐煤氣達(dá)到回收利用的要求，本工程需新建配套的轉(zhuǎn)爐煤氣儲(chǔ)柜、電除塵 器和煤機(jī)加壓站。 2.2.3 轉(zhuǎn)爐煤氣柜 西鋼煉鋼車間的 2 座 120t 轉(zhuǎn)爐采用 2 吹 2 生產(chǎn)制度，轉(zhuǎn)爐煤氣是周期性間斷回收。為保證轉(zhuǎn)爐煤氣用戶連續(xù)使用 要求 ，需設(shè)置轉(zhuǎn)爐煤氣柜 1 座。 2.2.3.1 柜容的確定 轉(zhuǎn)爐煤氣柜的容積應(yīng)包括以下幾部分： 1） 調(diào)節(jié)煤氣發(fā)生量和使用量不平衡所需的容量即變動(dòng)調(diào)節(jié)量 ； 2） 突發(fā)性安全量 ： 由于爐口噴渣等事故使煤氣回收中斷，煤氣回收量突然減少，為了應(yīng)付上述情況，氣柜需要一定的儲(chǔ)備量，以便對(duì)煤氣進(jìn)行調(diào)度，這部分儲(chǔ)備量為突發(fā)性安全容量 ； - - 3） 氣柜上下限安全容量 ， 一般各取 5% 。 本工程轉(zhuǎn)爐煤氣小時(shí)回收量為 24914 m3， 經(jīng)計(jì)算選用容積 50000m3氣柜一座 可以 基本滿足 儲(chǔ)氣 要求。 2.2.3.1 氣柜選型 煤氣柜分干式與濕式兩種，本工程選 用 橡膠膜 封型干式轉(zhuǎn)爐煤氣柜 。 干式轉(zhuǎn)爐煤氣柜與普通的濕式煤氣柜相比具有以下優(yōu)點(diǎn)： 1）占地面積小 。 干式煤氣柜的高徑 大于 濕式煤氣柜， 因此 相同容積的干式柜與濕式柜相比較，干式柜占地面積比濕式柜小 。 2） 煤氣吞吐量大 干式煤氣柜活塞及側(cè)板組裝要求精度高， 活塞 升降速度 快，因此煤氣吞吐量大。 3） 含酚污水量少 濕式煤氣柜 水封 需經(jīng)常加水、排水量多，氣柜檢 修時(shí)大量的污水很難處理。而干式煤氣柜只有少量的煤氣冷凝水析出，容易處理。 4）節(jié)能效果好 北方地區(qū)濕式柜冬天需要防凍， 消耗大量熱能 ，而 橡膠膜 封型 干式柜則無(wú)此需要，可節(jié)約大量的能源。 5）使用年限長(zhǎng) 目前干式煤氣柜使用壽命已有超過(guò) 60 年的，而濕式煤氣柜使用壽命一般為 20 30 年。 6） 橡膠膜 封型干式煤氣柜 與其他干式柜相比，還具有塔體及基礎(chǔ)- - 構(gòu)造簡(jiǎn)單，維修工作量小，造價(jià)和操作維護(hù)費(fèi)較低的優(yōu)點(diǎn)。 2.2.3.2 50000 m3 干式轉(zhuǎn)爐煤氣柜主要技術(shù)參數(shù) 型式： 干式 橡膠膜 密封 儲(chǔ)存介質(zhì)： 轉(zhuǎn)爐煤氣 公稱容積： 50000 m3 煤氣壓力 ： 2500 3500Pa 氣柜直徑： 46.573m 氣柜側(cè)板高度： 38.1 m 氣柜全高： 38.1 m 活塞行程： 30.5 m 底面積： 1703 m2 2.2.3.3 煤氣柜 工藝及附屬設(shè)施 1）側(cè)板 側(cè)板是組成氣柜外殼的主要部分，側(cè)板全高 1 /3 的下半部與煤氣直接接觸，要求氣密，所余 2 /3 的上半部及規(guī)定不要求氣密，當(dāng)作通風(fēng)罩 使用，在側(cè)板上備有加強(qiáng)環(huán)，留有為了活塞上部空間換氣的大量換氣孔，而且還有幾個(gè)為出入活塞上部空間的門洞。 2）底板 柜底板部分用鋼板疊縫焊接拼制而成，做成圓拱型，緊貼基礎(chǔ)面，目的是使煤氣中的冷凝水容易排至設(shè)在柜外的排水坑中。 3）柜頂 柜頂能遮風(fēng)雨并保護(hù)活塞和密封橡膠，柜頂中央部分設(shè)有換氣用的- - 通風(fēng)口，此外，周圍部分還設(shè)有通風(fēng)口，同時(shí)兼作采光用的柜頂人孔。 4）活塞 活塞板做成和底板相同的拱頂型 ，是最適于承受內(nèi)部壓力的形狀，同時(shí)也可減少貯存煤氣部分的死區(qū)。 在活塞外周備有連接并保護(hù)內(nèi)側(cè)橡膠密封而用型鋼和鋼板作成 的活塞擋板。煤氣壓力的調(diào)整可用增減活塞上的混凝土塊的配重來(lái)進(jìn)行。 5） T 型擋板（又稱升降保護(hù)板） T 型擋板在活塞的外側(cè)和側(cè)板