1、能量回收透平裝置的研究與應用能量回收透平裝置的研究與應用鄭秀萍，柳黎光，朱罡，彭宏賓(陜西鼓風機（集團）有限公司，陜西西安710611)摘要：流程工業(yè)中存在著一些具有一定壓力和溫度的廢氣，例如高爐煉鐵爐頂煤氣、硝酸裝置流程尾氣和石油煉化裝置中的煙氣等等，這部分廢氣有的作為燃料被低效利用（如高爐煤氣），有的被直接排向大氣（如尾氣），造成了大量的能源浪費和環(huán)境污染。而我國仍屬能源緊缺國家，如何更加有效的利用這部分能源是目前需要不斷研究和解決

2、的問題。能量回收透平裝置就是利用流程工業(yè)中存在著一些具有一定壓力和溫度的廢氣所具有的能量經膨脹做功轉化為機械能進行發(fā)電或驅動其它設備的一種節(jié)能環(huán)保裝置，主要有高爐煤氣能量回收透平裝置、化工廠硝酸尾氣能量回收透平裝置和煉油廠高溫煙氣能量回收透平裝置等。下面通過對三種主要的能量回收透平裝置的研究、發(fā)展和應用的介紹，說明國內的能量回收裝置技術已經發(fā)展到一個相當高度，水平已達到甚至超過國外水平，推廣和應用這些技術，在節(jié)能降耗、降低生產成本、減少

3、污染等方面產生顯著的經濟效益和社會效益。1前言流程工業(yè)中存在著一些具有一定壓力和溫度的廢氣，例如高爐煉鐵爐頂煤氣、硝酸裝置流程尾氣和石油煉化裝置中的煙氣等等，這部分廢氣有的作為燃料被低效利用（如高爐煤氣），有的被直接排向大氣（如尾氣），造成了大量的能源浪費和環(huán)境污染。能量回收透平裝置就是利用這些廢氣所具有的能量經膨脹做功轉化為機械能進行發(fā)電或驅動其它設備的一種節(jié)能環(huán)保裝置，符合國家能源開發(fā)利用的產業(yè)政策，是實現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展的需要，對于提高

4、資源綜合利用水平，保護環(huán)境，發(fā)展循環(huán)經濟具有十分重要的意義。目前，采用能量回收透平裝置對廢氣進行回收是一種很好的方法和途徑。這些裝置的應用不僅回收了大量的能源，減少了環(huán)境污染，取得了可觀的經濟效益，在節(jié)能、環(huán)保方面起到了較好的作用，同時也促進了與之相關技術的研究、應用和發(fā)展。2高爐煤氣能量回收透平裝置的研究與應用高爐煤氣能量回收透平裝置簡稱為TRT，主要用于對高爐冶煉過程中產生的副產品（高爐煤氣）所具有的壓力能和熱能的回收，是鋼鐵企業(yè)一

5、種很好的節(jié)能環(huán)保裝置。TRT技術興于歐洲，發(fā)展成熟于日本，應用普及于日本。自1974年第一套TRT發(fā)電至今已有三十多年的歷史。我國高爐煤氣能量回收透平裝置的研究起始于上世紀70年代末，隨著國內企業(yè)在該技術領域的深入研究和應用，產品的技術、質量均達到國際先進水平。目前，國內各大高爐已配套100多套國磨材料，對于濕式TRT主要是腐蝕和干式TRT主要是磨損的問題采用不同的表面處理方法，通過應用取得了較好的效果。2.5密封系統(tǒng)研究隨著TRT機組

6、的推廣應用，TRT的密封技術也得到了較大的發(fā)展和進步。由最初的沖氮氣式拉別令密封，到拉別令螺旋槽組合密封，應用效果欠佳。近年來，陜鼓經過大量試驗調研，采用新型碳環(huán)密封，密封效果好，煤氣泄露量小，整臺機組的耗氮量可控制在30m3h左右，現(xiàn)場空氣質量達環(huán)保要求。碳環(huán)密封結構簡單，便于安裝維修。在近幾年的TRT裝置上得到了廣泛的應用并獲國家專利。2.6干法TRT、干濕兩用型TRT技術從高爐爐頂出來的煤氣含有一定數(shù)量的灰塵，一般在10～60gm

7、3左右，必須進行凈化，除塵處理得到凈煤氣才能使用。傳統(tǒng)的煤氣除塵均采用濕法除塵工藝，濕法除塵后的煤氣不但含塵量隨爐頂壓力波動，而且大量的噴水損失了許多有用的熱能，同時大大增加了煤氣中的含水量。隨著高爐向高壓爐頂方向的發(fā)展及干式除塵裝置的推廣應用，TRT裝置由濕式向干式、干濕兩用型發(fā)展是一種趨勢。干法TRT是為了適應高爐干式除塵系統(tǒng)而研制的新一代產品，由于采用干式除塵，煤氣阻力損失小，溫降小，有效提高了進入TRT的煤氣壓力和溫度，與濕法相

8、比，透平回收功率可提高20%以上，并可節(jié)約大量除塵用水，使裝置的節(jié)能效果更為顯著。陜鼓已為杭鋼420m3高爐提供全干法TRT裝置，該裝置是結合中國冶金行業(yè)中型高爐大量存在的實際，自行開發(fā)研制的全干式TRT裝置，被原國家經貿委列入國家重大裝備項目，為世界上同等爐型首次配套。針對有的高爐工藝包括干法和濕法兩套煤氣除塵裝置，陜鼓研制出干濕兩用型TRT，可以實現(xiàn)濕法、干法的轉換。已成功應用于首鋼1#高爐（2536m3）、3#高爐（2536m3）

9、、唐鋼2#高爐（2000m3）等。2.7高爐能量回收機組（簡稱BPRT）技術通常，TRT裝置和高爐鼓風機組被設置為兩個獨立的系統(tǒng)，高爐鼓風機組向高爐鼓風，TRT裝置回收煤氣能量發(fā)電。陜鼓結合多年三機組、四機組成功運行經驗，創(chuàng)造性地開發(fā)研制出TRT和高爐鼓風機同軸系的高爐能量回收機組，簡稱BPRT（BlastFurnacePowerRecoveryTurbine），對簡化配置、降低投資、提出了新的思路。BPRT機組將TRT和鼓風機作為同一