一、技術名稱：大型高爐長周期高效運行的干式TRT裝置

二、技術所屬領域及適用范圍：鋼鐵行業-高爐煤氣余壓余熱發電

三、與該技術相關的能耗及碳排放現狀

冶金工業的持續發展需要采用高效、節能、環保的TRT裝置，以節約能源，減少浪費，降低成本，提高效益。干式TRT是為了適應冶金高爐干式除塵系統而研制的新一代產品，是鋼鐵產業發展的必然選擇。

干式TRT發電功率比濕式高30%以上，噸鐵回收電量約50kWh；提高煤氣熱值40℃-90℃；可使爐頂壓力波動穩定在±2kPa以下; 可實現全自動遠程一鍵式自動控制模式。目前該技術可實現節能量46萬tce/a，CO2減排約123萬t/a。

四、技術內容

1.技術原理

能量回收透平裝置(簡稱TRT)是世界公認的鋼鐵企業重大能量回收裝置。它是利用高爐爐頂煤氣的余壓余熱，把煤氣導入透平膨脹機，使壓力能和熱能轉化為機械能，驅動發電機發電的一種能量回收裝置。

干式煤氣透平，是為了適應高爐干式除塵系統而研制開發的新一代余壓透平，它能充分利用高爐煤氣原有的熱能，最大限度地利用煤氣壓力能來進行發電，在高爐爐容相同的條件下，干法比濕法的回收功率可提高30% -40%以上。這主要是進透平機前的氣態參數發生了變化，煤氣濕式凈化后的溫度，一般在50℃左右，而煤氣干式凈化后的溫度一般在120℃-230℃之間，兩者之差為70℃-180℃左右，且壓力損失小，阻損一般為5kPa，甚至更低。由于干式TRT的煤氣溫度提高，阻損降低，煤氣熱焓提高，透平做功的能力也相對提高。

2.關鍵技術

（1）TRT專用氣動、強度計算程序

TRT專用氣動計算程序充分考慮到高爐煤氣大流量、低壓力、頻繁波動及含塵等工況特性，提高透平效率；采用不平衡響應法等先進的強度設計理論，整個轉子系統的計算結果能夠真實模似轉子在各種條件下振幅的變化情況，確保安全可靠運行。

（2）干式TRT專用葉型

解決TRT通道積灰和磨蝕是葉型設計成敗的關鍵，積灰往往發生在容易產生附面層分離及旋渦的部位，采用干式TRT專用葉型，可防止積灰又可增加氣流膨脹通道長度，提高葉片強度，改善變工況特性。

（3）系統成套技術

成套機組多，產品范圍廣，配置型式多樣，機組成套技術先進、可靠，具有豐富的系統解決問題的經驗和能力；陜鼓依托TRT系統為核心，以成套技術為紐帶，運用現代項目管理方法，將主導產品與配套設備有機結合，形成以用戶單項工程為核心，整體成套設計供貨、安裝調試的優勢，向用戶提供完善的整體服務。

（4）高精度頂壓穩定控制技術

3H-TRT系統是陜鼓集團公司擁有自主知識產權的新一代高爐煤氣壓差能量回收系統，系統通過采用具有國際領先水平的STPC技術對高爐頂壓進行高精度智能控制，可使爐頂壓力穩定在±2kPa以下，大大低于以往控制頂壓±5kPa的范圍; 當頂壓高精度穩定控制時，可升高高爐頂壓的設定值（可提高3%-8%），增大高爐送風的質量流量，從而提高高爐的利用系數，降低焦比。

（5）粉塵在線監測裝置

通過對布袋除塵效果的控制及在線檢測除塵效果，實時檢測機組的運行條件和運行狀況，預測、預防、預報高爐煤氣含塵量濃度大小并對機組的運行提出合理化建議，確保機組長周期安全運行。

（6）靜葉可調技術

高爐煤氣透平裝置采用靜葉可調，不僅能夠擴大工況范圍、提高效率和回收功率，而且可以更好的控制爐頂壓力，減少壓力波動。陜鼓不僅擁有一級靜葉可調技術，并且研究開發出了全靜葉可調的技術并獲國家專利，進一步提高了透平的變工況效率，拓寬了裝置的工作范圍，同時，透平的第一級靜葉可實現全關閉，沖動轉速較小。在入口蝶閥、緊急切斷閥全開時，利用靜葉可使透平平穩啟動和停機，并完成自動升速、自動并網、自動升功率和自動控制爐頂壓力。

（7）自動控制技術

全自動控制，遠程一鍵式自動控制模式，全部過程實現自動升速、自動投勵磁、自動升電壓、自動并網、自動升功率和自動控制爐頂壓力一鍵操作，可實現無人操作、無人執守。

3.工藝流程

高爐煤氣經重力除塵器、干式除塵器（一般為布袋除塵器）兩次除塵后，在減壓閥組前經過入口蝶閥、入口插板閥、快速切斷閥進入透平膨脹機膨脹做功驅動發電機發電，膨脹后的高爐煤氣壓力約為10kPa，經過出口插板閥、出口蝶閥進入減壓閥組后的煤氣總管道去工藝。高爐爐頂壓力通過改變透平靜葉的工作角度來控制，滿足機組變工況的要求。工藝流程見圖1。

五、主要技術指標

干式TRT用于采用干法除塵工藝中高爐煤氣的能量回收，經干法除塵后的高爐煤氣一般為150℃-250℃左右，壓力損失約5kPa左右，含塵量5mg/m3 左右。

1.大幅提升TRT回收功率：干式除塵器的出口煤氣溫度高、壓力損失小，因此發電功率比濕式高30%以上，噸鐵回收電量約50kWh。

2.除塵效率高：干式除塵系統除塵阻力損失小（濕式阻損約15 kPa -45kPa，干式阻損約2 kPa -5kPa），并在運行中通過脈沖反吹布袋除塵技術，實現除塵連續性；干的粉塵還可以再利用。

3.節水節電：干式除塵與濕式除塵相比，生產每噸鐵可節水約9 噸、節電約60%-70%。

4.提高煤氣熱值：干式TRT系統排出的煤氣溫度高，所含熱量多、水分低，煤氣的理論燃燒溫度高，可有效提高理論燃燒溫度及熱效率。如用于燒熱風爐，高爐熱風溫度可提高40-90℃，相應降低煉鐵焦比8-16公斤/噸。

六、技術鑒定、獲獎情況及應用現狀

2003年4月，國產首套干式TRT在杭鋼420m3高爐上率先通過試車考核后正式投運，機組運行良好，干式TRT 應用取得重大突破。并已經在寶鋼、萊鋼、安鋼等4000m3以上大高爐得到應用，效果顯著。

七、典型應用案例

典型用戶及應用案例（應用單位、節能改造情況、節能效果和經濟效益概述）

應用單位：上海寶鋼

技術提供單位：西安陜鼓動力股份有限公司

應用節能技術情況：上海寶鋼1#（5046m3）高爐，采用干式TRT，回收高爐煤氣余壓余熱，透平回收功率達25000kW左右。目前機組運行情況良好，節能效果顯著。節能效果分析：采用干式TRT后，回收功率達到25000kW，每年按8000小時計算，年回收電能25000×8000=20000萬kWh，按節能效益果計算（每度電按0.5元計），預計可為用戶節約費用1億元；按照電力折算標準煤等價系數計算，節能量可達到6.4萬tce/a，二氧化碳減排量可達到16.8萬tCO2/a。

八、推廣前景及節能減排潛力

預計未來5年，該技術在行業內的推廣潛力可達到70%，總投入12億元，年節能能力65萬tce/a，減排能力172萬tCO2/a。