高炉TRT发电系统

TRT的基本结构和工作原理

就透平主机而言，典型的TRT主机主要由以下部件构成： 1、定子：定子主要包括机壳、静叶及静叶可调机构、盘车装置等，机壳是透平机最重要的承压部件，采用水平剖分式，中分面经过精密加工，以防泄漏，静叶可调机构包括伺服油缸、调节缸、导向环、滑块、曲柄、静叶轴承、叶片承缸等部件，电动盘车装置为手动啮合，当主轴超过一定转速时自动脱开。

2、转子：转子由各级动叶、隔叶块、主轴组成，叶片沿圆周方向装入主轴的叶根槽内，两个叶片之间用隔叶块定位。

3、轴承：采用压力油润滑的滑动轴承。支撑轴承为四油叶轴承，推力轴承为金斯贝雷式轴承。

4、轴端密封：采用充氮气的拉别令密封。

5、主油泵：透平轴端设有主油泵，正常运转时供轴承润滑用油。 6、喷水装置：在透平的进气端导流器处，装有一定数量的水喷嘴，可以连续或间断喷水，冲洗流道，防止积灰。

7、底座：底座采用焊接结构，设有滑动键和固定键，既要保证机体自由热膨胀又要使转子和定子间各项间隙保持在允许范围内。

8、透平机还设有超速遮断保护机构（超过额定转速的10%）及轴振动、轴位移、转速等监测保护装置。

TRT的工作原理说起来比较简单，在减压阀组前把高压的高炉煤气引出，经过TRT入口的大型阀门进入透平入口，通过导流器使气体转成轴向进入静叶，气体在静叶和动叶组成的流道中不断膨胀作

功，压力和温度逐级降低，并转化为动能作用于转子使之旋转，转子 通过联轴器带动发电机一起转动而发电。作功后的气体经过扩压器进行扩压，以提高其背压达到一定值，然后经排气涡壳流出透平，经过填料脱水器后进入煤气管网。

TRT与汽轮机和燃气轮机相比有以下特点： 1、系统的构成和作用不一样，TRT主要用来节能。 2、温度低、压力低、膨胀比小，而流量很大。

3、介质复杂：存在气---固、气---液、气---固---液的二相或三相形式，而且还会产生相变（有凝结水析出）。

4、运行情况受高炉影响，煤气流量波动大，变化频率高。 5、由于高炉煤气中有灰尘，叶片易磨损，并容易积灰和堵塞。 6、气体中含腐蚀性的氯和二氧化硫等物质，溶于水后形成酸对叶片造成腐蚀。

7、TRT作为高炉的附属设备，对高炉的生产有着重要的作用，因此TRT的运行必须以保证高炉正常运行为前提，不允许对炉况产生不良影响。

8、高炉煤气是有毒气体，所以TRT及系统的安全性十分重要，要求所有设备必须安全可靠。 TRT装置的工艺流程和系统组成

TRT装置在工艺中的设置一般是：高炉产生的煤气经过重力除尘器、塔文系统/双文系统/比肖夫系统，进入TRT装置，TRT与减压阀组是并联设置。高压的高炉煤气经过TRT的入口蝶阀、入口插板阀、

（调速阀）、快切阀，进入透平机膨胀作功，带动发电机发电，自透平出来的低压煤气，进入低压煤气系统。发电机的出线断路器接在10kv系统母线上，经变电所与电网相连，当TRT运行，高炉正常时，发电机向电网送电，当高炉短期休风时，TRT不解列停机，作电动运行，从电网吸收电能。在入口插板阀之后、出口插板阀之前，与TRT并联的地方，

有一旁通管及快开慢关旁通阀(简称旁通快开阀)，作为TRT紧急停机时TRT与减压阀之间的平稳过渡之用，以确保高炉炉顶压力不产生大的波动，从TRT和减压阀组出来的低压煤气再送到高炉煤气柜和用户。

实际应用中的TRT一般由八大系统组成。

1、透平主机：透平主机是TRT的主要部分，由它来完成压力能向动能的转化，同时通过静叶的调节功能来保证高炉炉顶压力的稳定，其结构已在前面介绍过，不再赘述。

2、大型阀门系统：TRT系统的大型阀门主要有入口蝶阀、入口插板阀、调速阀、快切阀、旁通快开阀、出口蝶阀和出口插板阀。其中插板阀用于对煤气的完全切断，给机组创造检修和安全条件；入口蝶阀可以适当的调节进入TRT的煤气量，同时可以作为敞开式插板阀开关时的辅助阀门；出口蝶阀一般在出口插板阀为敞开式时才配

置；调速阀用于机组启动过程中的转速调节和机组并网后的功率调节；快切阀能够在机组出现重故障时，在0.5-1秒时间快速关闭，切断TRT的煤气来源，保证机组安全停机；旁通快开阀的作用是当TRT机组重故障停机快切阀快速关闭时，能够快速打开到一定角度，使高炉煤气有出路，保证高炉炉顶压力不产生大的波动，并且可以作为TRT与减压阀组顶压调节转换时的过渡手段，具有一定的顶压调节功能。

3、润滑油系统：大型透平机械都是靠轴承支撑来进行旋转工作的，要保证机组安全可靠的运行，其重要的一个环节，就是要给各轴承润滑点及时提供一定的稀油循环润滑，以满足机组在正常工况下及事故状态下的润滑油供给，这个系统就是润滑油系统。该系统主要包括润滑油站、滤油器、冷油器、高位油箱、油泵、阀门和检测仪表等，油泵和油站能够提供一定压力、一定流量、温度正常、清洁的润滑油，高位油箱是在停电等紧急事故状态下，靠自然位差维持机组停机惰走时的润滑油供给。

4、电液伺服控制系统：该系统主要由液控单元、伺服油缸、动力油站三部分组成。液控单元包括调速阀控制单元、静叶控制单元、快开阀控制单元；伺服油缸为双活塞杆结构；动力油站由油箱、恒压变量油泵、滤油器、冷油器、阀门和检测仪表等组成。这一系统控制着调速阀、静叶和旁通快开阀的开关和调节性能，直接影响机组的转速稳定、机组正常运行和停机时的顶压稳定，因此也非常重要。

5、给排水系统：其给水部分主要有两个：一是静叶喷雾水管线，

采用工业新水，在TRT运转时对机组的叶片进行冲洗，防止积灰，是保证TRT长期运行的重要手段；二是快切阀、调速阀冲洗水管线，在TRT停机后及启动前对阀门进行冲洗，防止阀门由于积灰造成卡塞。机组和管道中的机械水和冷凝水通过排水管线排出，由于TRT入口前是高压煤气，因此采用排水密封罐取代普通水槽进行排水。

6、氮气密封系统：TRT的工质是高炉煤气，属于可燃有毒气体，故决不能让其外泄，因此采用惰性、无毒的氮气作为密封介质，配合机械的拉别令密封来保证煤气不从旋转的轴端外泄，并且该系统具有差压调节功能，保证氮气压力高于被封煤气压力0.02-0.03MPa。

7、高低压发配电系统：该系统主要包括同步发电机、高压配电系统、低压电控系统。由于TRT是在煤气区域运行，因此同步发电机采用无刷励磁；高压配电系统设置有手动准同期并网装置、自动准同期并网装置，以及差动、复合电压闭锁过流、失磁等保护；低压电控系统包括备用油泵的自启动、加热器温度连锁、阀门连锁控制等设施。

8、自动控制系统：自动控制系统由检测仪表、操作站等组成，主要包括反馈控制系统、转速调节系统、功率调节系统、高炉顶压复合调节系统、电液位置伺服控制系统、氮气密封差压调节系统、顺序逻辑控制系统等。由这些系统对TRT机组进行启动、运行、过程检测控制，在保证高炉正常生产、顶压波动不超限的前提下，完成TRT的启动、升速、并网、升功率、顶压调节、正常停机、紧急停机、电动运行等操作。

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