高炉炉顶系统学习总结

高炉炉顶系统学习总结（共5篇）

篇1：高炉炉顶系统学习总结

技术规格书

1.标书编号：

2.设备名称: 2#高炉炉顶检修吊车 3.数量：1台 Q=80/15t 4.交货时间： 5.交货地点: 5.报价方式：人民币

设备安装地点：高炉炉顶（粉尘、高温、工业大气环境）工程简介：

XX公司一期工程建设2x5500m3高炉，年产铁水898.15万吨能力。炼铁系统包括：供料及上料系统、炉顶装料系统、高炉本体系统，风口平台、出铁场系统、热风炉系统、粗煤气系统、制粉喷煤系统、渣处理系统、辅助系统（碾泥机室、机修检化验等）、高炉煤气干法除尘、余压发电系统、氧氮系统、高炉鼓风机站、供排水系统、电气设备、计算机自动化仪表及电讯系统、热力系统、暖风及除尘系统等。5500m3高炉采用世界先进技术，坚持“高效、低耗、优质、长寿、清洁”的设计理念，采用先进实用、成熟可靠、节能环保、优质长寿的工艺技术和设备材料，建设具有当今世界先进技术水平的现代化、大型化、高效、低耗、长寿、清洁的钢铁厂。8.自然条件及设计基础资料 8.1 年平均气温 11.1℃ 8.2 极端最高气温 36.3℃ 8.3 极端最低气温-20.9℃ 8.4 年平均降水量 554.9mm 8.5 年平均相对湿度 71% 8.6 最大冻土层深度 800mm 8.7地震烈度按8度设防。8.8 工业净环水 压力0.2～0.4MPa 温度35℃ 8.9 工业浊环水 压力0.4～0.6MPa 温度35℃ 8.10 氮气 压力0.5～0.7MPa 纯度99.999% 8.11低压电 380V/220V/50HZ 8.12 高压电 10KV/50HZ 9.设备用途及安装位置

炉顶80/15t检修吊车在高炉检修时,用于吊装高炉炉顶设备。作业环境为露天、高空作业，环境：多尘。10.供电条件

交流 380 V（±10％）、50Hz（±1.0Hz）交流 220 V（±10％）、50Hz（±1.0Hz）11.工艺技术条件

11.1 高炉数量 1座 11.2高炉容积 5500m3 ★12.设备性能参数

设备技术条件和性能要求

要求采用当前国内先进、成熟、可靠的技术,产品质量优良、生产成本低、各项消耗指标均应达到国内先进水平,满足长寿、节能、便于维护的要求。12.1工艺技术条件

12.1.1额定起重量 80/15t 12.1.2工作级别： M5 12.1.3起升高度 90m 12.1.4主钩起升速度 6.3m 12.1.5副钩起升速度 12.5m 12.1.6大车运行速度 31.7m/min 12.1.7小车运行速度 24.1m/min 12.1.8小车轮距： 4.8m 12.1.9轨距 10.5m 12.1.10行程 30m 12.1.11数量: 1台

12.1.12电源: 三相交流AC380V,50Hz 12.1.13供电方式: 电缆 12.1.14电机防护等级: IP44 12.1.15电机绝缘等级: F级 12.1.16操作方式： 司机室手动 ★13.供货范围

13.1 起重机大车；小车；司机室（含必要的安全及照明设施）13.2 电控系统

13.3 电缆要求在平台内，小车供电方式为拖挂电缆(扁电缆带滑车)13.4 提供设备随供件含随机易损件、一年试生产用的电器备品备件、特殊附件、安装调试备件、安装专用工器具等。★14.设备技术要求

起重机的设计必须符合“中华人民共和国起重机械安全规程”（GB6067-85）；起重机吊钩必须设有超载限制器；起重机必须设有警报装置；起重机起升和运行系统都必须设置限位器(起升时为机械限位、电气为双限位)。14.1控制方式：

吊车设备要求司机室手动操作模式。14.2小车车轮形式：双轮缘车轮 14.3小车缓冲器

——起重机的小车缓冲器采用聚氨脂缓冲器

14.4所有连接螺孔必须机加工，绞制孔要用绞刀进行精加工，应满足规定的公差及粗糙度要求。

14.5起重机应设置有清晰的载有规定起吊重量、制造厂商和制造年份的铭牌。14.6钢结构部分

——使用特殊钢操作的机械部件均需作必要的热处理。——主梁：材质Q235B，抛丸Sa2.5，自动焊，无损探伤，沿主梁设有维修平台，主梁挠度按国家有关标准执行

——起重机上使用的钢材必须满足国家标准，并应具有合格证。——起重机上使用的钢材均需作抛丸处理。

——铸造件和锻造件质地应均匀，不得有有害的气孔、夹杂、裂纹等缺陷。

——采用适当的焊接方法和消除应力方法以使焊接部分的残余应力为最小。

——为便于安装后测量检查，设置应测量基准中心标志符号。——在两个行走梁的上面均应设置防脱轨保护装置。14.7小车

——采用型钢或钢板焊接结构，应具有足够的刚性。

——为了检查、检修及更换车轮方便起见，应设置千斤顶支点座。14.8通道

为便于检修小车上的机电设备，应保证足够宽的通道。14.9机械部分

——司机室的设计制造应符合有关行业及安全标准。做整体保温，门、窗密封严密；采用双层钢化玻璃。

——减速机:选用沈阳冶重；泰兴；泰隆产品

1)吊车起升系统减速机为中硬齿面、行走减速机为软齿面。2)减速机采用飞溅式润滑，但对立式减速机要求配置轴头给油泵以保证润滑效果；减速机要有防尘良好的箱体。

——轴及联轴器

1)轴的设计应能在不移动其他设备的情况下，方便地取出。2)齿型联轴器宜采用鼓型齿式联轴器，联轴器与轴的连接，采用带键的过盈配合。

3)为防止联轴器破损时的落下，不得用铸铁制的联轴器。——车轮

1)车轮均采用锻造车轮。

2)车轮的材料应具有高的强度和良好的耐磨性，车轮的踏面均应进行热处理，硬度范围HB300-350，淬火深度不小于15-20mm，淬火深度内（大于20mm）的硬度为HB280。

3)驱动轮采用带键的过盈配合，从动轮仅用过盈配合，驱动轮与从动轮应具有互换性。14.10卷扬装置 ——卷筒

1）卷筒应采用16Mn钢板焊接构成，焊后要进行消除应力热处理，并进行无损探伤，以保证使用时不损坏。

2）卷筒上应通过机械加工方法加工沟槽，其两边应设置至少比最外层钢丝绳高出2倍钢丝绳直径凸缘（双层缠绕）。

3）卷筒的直径与钢丝绳直径的比不小于14～25。

4）钢丝绳与卷筒之连接，要用简单并十分牢固的办法加以固定，单层卷时要保留3圈以上的安全余量。固定点一般设置在卷筒两侧端。

5）卷筒轴需进行无损探伤检查。——滑轮

1)

滑轮应采取轧制滑轮，并具有与使用钢绳相适应的轮槽。2)定滑轮设置在便于检修的位置。——钢丝绳

1)使用的钢丝绳应符合GB8918—96标准，所有起重机用钢丝绳均应严格按国家标准及法规执行。

2）钢丝绳：选用贵绳产品 安全系数按照国家标准选取。——吊钩

1）模锻钩应采用GB699—88D中规定20钢。吊钩均应经过热处理。吊钩要耐冲击，要经过无损探伤检查并取得合格证。

2）吊钩要以1.5倍额定载荷作为检验载荷进行试验。3）吊钩由轴向止推轴承予以支持,用手能方便转动。

4）常规吊钩应设安全扣，对带吊具的吊钩,吊具或吊钩上应设有防脱钩装置, 防脱钩装置应不防碍吊具从吊钩中取出。★14.11 小车走行装置的特记事项

——小车走行尽可能将减速机出轴通过齿型联轴器与驱动轮直联,减速机不得有漏油现象。

——启动时不得打滑，两钢轨上车轮应同步驱动。14.12润滑装置

小车配一套手动给脂泵集中给脂系统。由投标方自行配套设计，要求每个润滑点都有管路润滑。集中润滑系统元件选用进口产品。14.13制动器：选用焦作；华武生产的产品。

——电动机驱动的起重机，卷扬、走行装置均应设置制动器。——卷扬机构的制动器形式选用电磁制动器（长行程自动补偿）。——制动器的制动闸瓦中心偏差，左右可用手调节，有手动释放装置。

——各电机、制动器、减速机底座均应设置前后、左右的定位块。14.14电源

——起重机电源

1)输入电压：AC380V（±10%），50HZ（＋0.5HZ～1.0HZ）2)电源控制：三相三线制 3)照明控制电压：AC220V 4)讯号电压：AC220V 5)检修电源：AC380/220V 6)制动装置电源：AC380V ——供电方式

小车供电采用软电缆拖挂形式，并采用扁电缆。——电器器具的防护等级、绝缘等级 1)防护等级：IP44 2)绝缘等级：F级

3）所有的电控设备在出厂前应按产品设计要求配管配线，尽量减少在现场设备安装时的配管配线工作量。

——检修电源的配置

1）吊车上设置带漏电保护的380V(20A)的检修电源开关。2）电气室、小车和操作室需设置带漏电保护的AC220（15A）三眼插座的检修电源开关（均带保护盖）。

——照明的配置

1）电气室每个隔间分别设置一盏双管防震照明灯（30W×2），非电气室每个隔间分别设置一盏防震照明灯（30W×2）。灯下设保护网罩。电控柜应设置带门限位照明灯等（日光型：8W）。

2）电控系统低压电器选用AB品牌的产品。14.15其它安全防护装置

1)起重机设超载限制器，当起吊90％负荷时声光予报警，105％时吊钩只能下降不能提升。14.15 其他要求

—— 起重机长期处于室外露天，因此，小车应设置有防雨棚，以保护电机及制动器等关键部位.15．设备的油漆、包装、运输

15.1 按照本工程设计统一技术规定《防锈及涂装》要求执行。15.2 漆膜总厚度不小于120μm，两层底漆（每层厚度为25～35μm），两层面漆（每层厚度为60～70μm），均为喷漆，漆层不允许有漏涂、起皮、流坠及气泡夹渣等涂装缺陷现象，漆膜应长期不脱落掉色。

15.3 防腐与着色:按沿海盐雾地区防腐要求进行防腐设计及施工、按京唐公司色彩管理要求进行着色涂装。

15.4 检查项目中规定的尺寸和吊装方便起见，应设置中心和吊装重心标志及相应的吊装吊耳，用于安装和装卸。

15.5 在考虑左右极限尺寸的情况下，设置一个检修小平台。16．设计范围及资料交付

以满足设计院进行工厂设计的要求为准

14.1供货方提供设计方吊车设备本体的安装图及外部电气接口资料（电机数量、用电量及参数要求）、土建基础资料（吊车荷载）； 14.2所有资料提供电子版文档（图纸：ACAD2000格式、文字：WORD2000追 和EXECEL2000格式），同时提供图纸一套（A1图纸2份、A3图纸4份）必须签字认可。

14.3总装配图，要求该装配图具有三面视图，具备下述尺寸: 14.3.1起重机的外形极限尺寸 14.3.2周围建筑物的最小界线尺寸 14.3.3小车缓冲器的位置尺寸 14.3.4滑触线的位置尺寸

14.3.5吊钩的上下左右极限位置尺寸 14.4技术性能表，包括下面内容： 14.4.1吊钩的起重量及行程 14.4.2小车走行的速度 14.4.3驱动电机的功率、转速

14.4.4制动器的数量及台数，电机的控制方式等 14.4.5小车走行钢轨型号 14.4.6钢丝绳的规格 14.4.7供电电源的容量 14.4.8小车的供电方式 14.4.9设备质量 14.4.10小车质量 14.4.11小车最大轮压 14.4.12提升机构及小车配线图 14.5.其它技术资料

14.5.1电气设备、器具装机容量及台数 14.5.2电动机型号、容量及台数 14.5.3制动器型号、容量及台数 14.5.4其它电气设备容量表 14.5.5电气单线系统图 14.5.6电气原理图 14.5.7电气接线表、图

14.5.8电控盘（屏）电气元件布置图 14.5.9电控盘（屏）电气元件明细表 14.5.10电动机外接电阻器计算书 14.5.11电气设备安装尺寸图 14.5.12电阻器连接图

14.5.13起重机电气使用说明、调试说明及安装说明书 14.5.14元件样本及合格证

14.6.电器成套产品出厂检验标准、检验报告 14.7.起重机整体电气布置图及电气总图 14.8电缆表 14.9载荷计算参数

14.9.1提升载荷动载系数：提升物体突然加速或减速时产生的影响附加的系数。

14.9.2运行冲击系数：由于轨道的不平而产生的垂向附加力的影响系数（相对于最大高差）。

14.9.3水平载荷：起重机加减速引起的水平附加力。

14.9.4偏斜运行时的水平侧向力：小车左右两轮不同步运行时产生的水平侧向力。

14.9.5碰撞载荷：为设计缓冲器所需的载荷。14.10操作及维护手册：中文2套 17． 设备制造标准及检验 10.1 采用标准

GB3811-1983起重机设计规范 GB6067-85吊车机械安全规程 GB/T14405-93通用桥式吊车

JB/ZQ 8001-89通用桥式吊车产品质量等规定中优等品标准 JB1036-82 通用桥式起重机技术条件

GB10183-88 桥式和门式起重机制造及轨道安装 GB10051起重吊钩

GB8923-88 涂装前钢材表面锈蚀等级和防锈等级 17.2 制造方应提供的随机资料 1）设备总装配图 2）设备各机构部件图

3）设备检验及外购件合格证书 4）主要零部件检验报告 5）备品备件、易损件清单 6）产品安装与调试说明书 7）设备使用及维护说明书； 16.卖方现场技术服务

卖方要派出合格的、能独立解决问题的现场服务人员。以满足工程安装及设备调试的需要。

·质量保证期为竣工验收合格后12个月，在此期间，凡由于设计、制造、零配件质量等原因引起的故障，由投标方无偿处理或更换全新件，并赔偿间接经济损失。

·投入运行后，投标方提供长期的技术支持。如出现招标方无能力处理的设备故障或技术问题时，投标方应提供旨在彻底解决问题的技术服务。在接到招标方信息后24小时内给以电话或传真指导，必要时应在三天内派专家到达招标方工厂进行现场处理。

·无偿提供软件升级支持。·长期提供优惠的备品、备件。

★17.卖方提供2500立方米及以上高炉使用相关设备业绩一览表{必须提供近三年相应业绩清单（至少1套），该业绩证明必须包括：1）最终用户的联系方式2）最终用户出具的该设备投产顺行的正本证明文件3）和最终用户签订的合同的首页和尾页复印件。} 18.报价要求: 18.1请卖方提供详细的设备价格；技术服务费。请按供货范围分项列出报价。

18.2卖方按供货范围列出分项报价。

18.3卖方所选用配套设备报价比照选型厂家最高报价进行。

篇2：高炉炉顶系统学习总结

摘 要：高炉主要功能是生产铁水供社会使用，而想要低成本高效益的生产，就需要高水平的操作技术和条件才能实现，想要实现这样的工艺水平，就必须在掌握好一定的冶炼知识的同时，增强操作的技术含量，用技术支撑整个产业的发展。自动控制以及逐渐进入人们的生

关键词：计算机技术论文发表,发表计算机网络技术论文,计算机技术与发展论文投稿

我国以前是农业大国，工业发展起步较发达国家晚，发展能力也远远落后于部分资本主义国家。机械制造技术是组成工业的重要部分。高炉的发展与革新在一定程度上决定了能源利用率的提高，高炉操作中，炉顶布料是一个可以控制的重要因素。因此，要在研究高炉布料的同时，还要全面应用自动控制技术于操作过程中，达到提高效益和效率的目的。高炉布料的种类不同，控制方法不同，都会使最终结果不同，所以要研究出最佳的方案来解决这一问题。

1 高炉炉顶设备特点

高炉炉顶设备包括很多设置，如今都在向自动化方向发展，起初是钟式的炉顶装料设备为第一代高炉炉顶设备，现在有些小的作坊仍然沿用着这种古老的方式，这种方式主要问题就是寿命较短。之后随着不断的工艺发展和进步，产生了钟阀式的炉顶装料设备，这种设备可以承受高压的.作用，但也存在许多缺点，比如资金消耗大，设备不灵活等。为了减少资金与能源的消耗与利用，研制出了第三代的无料钟炉顶的装料设备。该设备布料相对灵活，设备体积减小，很好维修，取得很大进步设备图见图1。

2 高炉炉顶布料自动控制系统特点

现代社会，计算机网络系统已经深入生活的各个方面。工业中的自动控制操作得到广泛实行。手工操作已经远远不能够满足各种工艺要求。因此，高炉冶炼的自动化设备在检测方面和系统控制方面都有着重要的作用，高炉炉顶布料系统也不例外。手工作坊产量少，质量不达标，更是会污染环境，所以都会逐渐被时代淘汰。如今的高炉设备逐步走向大型化，工艺也逐步走向自动化。

2.1 高炉炉顶布料自动控制系统软件特点

软件程序主要是使用PLC程序进行编程，主要控制炉顶布料和炉顶装料两个部分。其中，炉顶装料主要是控制焦炭和烧结矿之类的入炉原料，从皮带运送到高炉的顶部，并倒到相应的受料罐之中，向称量罐装料，最后用一定压力压实，完成整个过程。此外，炉顶布料的自控主要就是探尺到料线之后，进行提尺，打开密阀，将料流调节阀打开到设定的开度，炉料就会流到布料的溜槽上。自动控制系统主要通过称量罐的称重系统发出清空的信号，就及时关闭物料料流的调节阀以及下密封阀装置，使炉顶布料设备准备下一次的装料过程。

2.2 高炉炉顶布料自动控制系统监控特点

现在的机械制造技术离不开自动化进程，而许多自动化进程是由计算机控制的，计算机网络可以控制机房机器的各项运行，对车间的运行以及一些人为不好操作的机器进行运营，高炉炉顶布料的各项操作需要进行一定的监控，以往的监控都是通过人力进行的，而自动控制下的监控主要形式是监控人员通过各种监控设备与仪器传递的画面进行实时的观测，肉眼不能测得的地方，可以用监控设备代替，这样不仅提高了监控的准确率，还节省了人力物力，取得良好的效果。

2.3 高炉炉顶布料自动控制系统警报功能

监测过程中一旦出现问题，自动控制系统的监视画面就会有报警显示，相关人员可以根据提示对设备仪器的问题部位进行及时抢修，防止造成生产损失;与此同时，警报的次数与记录将会由系统打印出来留有记录，以供之后的使用。

2.4 高炉炉顶布料自动控制系统数据处理与统计

高炉炉顶布料控制系统是针对不同信号源以及不同的工艺生产流程，进行多重改进与修正的，主要有压力称量补偿和I/O信号数字滤波处理。炉顶布料的控制过程中有许多需要测量的参数，需要进行一定的实时记录，记录之后再对其与历史的趋势之间进行比较，得出具体的结论，这将成为接下来布料的角度测量的依据与指导，所以，控制系统记录的数据将存有一些参数。此外，一些数据还可以利用软件被画成相应的趋势曲线，进行一定的分析。

2.5 高炉炉顶布料自动控制系统系统安全设置

软件具有安全功能，可以设置不同的密码权限浏览不同的监控画面。在炉顶布料监控系统中共设置三个权限，分别为工程师权限、管理员权限和操作工权限。不同的权限的人员分别具有各自的账号和密码，对应着在监控画面中能操作的设备。

2.6 高炉炉顶布料自动控制系统实时、历史趋势图

篇3：高炉炉顶系统学习总结

“TRT”, 是指高炉煤气余压回收透平发电机组, 简称为节能装置, 英文全称“Top pressure Recovery Turbine Unit”, 节能主要是不消耗能源而是利用高炉炉顶煤气压力通过透平膨胀机驱动发电机做功。透平机械 (即涡轮机械) 泛指具有叶片或叶轮的动力机械。然后发电机将机械能转变为电能然后输送给电网, 将高炉煤气产生的气体压力和热能转换为电能达到回收、节能、环保的目的。TRT发电装置和高炉煤气流量和压力息息相关。当前, 高炉煤气采用干法除尘能提高发电量40%, 并且和温度有很大关联, 一般温度升高10%促使透平机做功提高10%, 促使TRT发电装置的发电量, 其装置效益显著, 是当前最经济节能环保发电装置, 并可代替减压阀组调节稳定炉顶压力。

2 TRT装置系统组成和工艺流程

2.1 TRT的基本结构

透平主机是典型的TRT系统装置主要构件, 由以下部件构成。定子:定子主要包括机壳, 机壳是透平机最重要的承压部件、静叶及静叶可调机构, 静叶可调部件主要由伺服油缸、导向环、静叶轴承、滑块、调节缸、叶片承缸、曲柄、盘车装置等。转子:转子由各级动叶、主轴组成、隔叶块, 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。滑动轴承。轴端密封。透平轴端主油泵, 正常运转时供轴承润滑用油。喷水装置:设有一定的喷嘴冲洗流道, 防止积灰堵塞。焊接结构的底座:确保机体膨胀的自由性, 保障转子和定子间隙。监测保护装置。

2.2 TRT工作原理

TRT工作原理是把高压的高炉煤气在减压阀组前引出, 并经过TRT进口处的阀门, 然后进入透平入口, 经过导流器使气体转成轴向进入静叶, 在动叶及静叶组成的流道中的气体不断做功, 转化为动能促使转子旋转, 从而转子带动联轴器的电机转动而发电, 做功后的气体压力和温度逐渐降低, 并经过扩压器进行扩压, 待被压达到一定值, 经排气涡壳流出透平, 经过填料脱水器后进入煤气管网。

2.3 TRT工艺流程

TRT装置在高炉煤气工艺流程:高压煤气经过重力除尘器、经干法除尘器, 进入TRT系统装置, 所产生的没气经由TRT入口蝶阀、入口插板阀、 (调速阀) 、快切阀, 进入透平机膨胀做功, 促进电机发电。TRT系统装置一般和减压阀组是并联设置, 为减小炉顶压力波动或者促进平稳做功, 通常设有旁通管及旁通阀, 一旦TRT系统紧急停机时, 达到与减压阀之间的稳定运行。经过做功后的煤气再送到用户或者高炉煤气柜。经系统产生的发电装置再经变电所与电网相连, 高炉及TRT系统运行正常时, 发电机向电网送电, 高炉休风时, 从电网吸收电能。TRT工艺装置流程图如图1所示。

3 炼铁高炉TRT系统高炉顶压力调节及PID控制

3.1 炉顶压力调节

TRT工艺装置是高炉控制系统运行中保证高炉炉顶压力稳定的主要因素, TRT系统装置与减压阀组并列运行时, 高炉原有炉顶压力设定值和TRT炉顶压力调节器的炉顶压力测量值是经高炉PLC控制的同一测量值。经实践证明:TRT功率和高炉炉顶压力一起参与控制, 不改动固有的高炉炉顶压力, 经过减压阀组控制回路, 在复合控制回路中引入了回馈运算的方式;同时, 将该控制回路的设定值送入TRT炉顶压力调节器, 经炉顶压力偏差计算, 使其与高炉原有的炉顶压力相当, 从而作为TRT装置的炉顶压力调节器的设定值, 便于自动跟随高炉的设定值, 奠定了设定权仍在高炉, 仅仅是增加了一个调节器控制TRT系统的可调静叶或调速阀, 从而实现自动控制炉顶压力, 在高炉没有操作或者没有变化的状况下, 通过TRT装置控制高炉炉顶压力, 同样也可通过减压阀组控制, 或者两者同时进行参与控制, 将上述四个调节信号通过一低值选择器选出其低能级的信号输入伺服放大器, 伺服放大器通过控制电-液转换器, 再通过液压驱动机构控制调速阀或可调静叶的开度。从而做到了功率控制和炉顶压力控制的无扰切换。炉顶压力调节回路如图2所示。

3.2 PID控制算法

PID是比例 (P) 、积分 (I) 、微分 (D) 控制算法的简称, PID是比例PID参数整定以调整比例P为主, 以积分时间I的调整为辅, 对于D一般不做调整, 这样保证了参数调整的简洁和实用数的物理意义, PID控制原理简单来说可以手动调节炉温去理解, PID控制器输出中的积分项与当前的误差值和过去历次误差值的累加值成正比, 显然积分相对比较滞后, 对系统控制不稳定, 一旦积分系数设置不当, 会对现场生产设备造成严重损害, 严重会导致停产。其比例项没有延迟。一旦出现误差, 比例部分会立竿见影, 起到理想的效果。积分一般结合比例或微分一起应用, 这样就组成PI或PID控制器, 生产应用中很少单独应用。PID控制器是一个综合的调试过程, 其参数相互影响, 实际生产过程中应根据现场设备状况进行多次调整, 以便达到设备的稳定运行的目的。

4 结语

TRT装置控制在高炉炉顶压力工艺中的应用, 提高了炉顶压力系统的稳定性, 可以代替减压阀组调节稳定炉顶压力, 具有节能减排, 资源回收利用多方面效益, 创造了一定的社会价值。

参考文献

[1]郭敏.高炉TRT控制系统的研究与设计[D].西安:西安工业大学, 2010.

[2]陈凯.高炉炉顶余压回收透平装置中控制器的设计[D].西安:西安工业大学, 2012.

篇4：高炉炉顶余压发电技术分析

高炉炉顶余压发电装置(以下简称“TRT”)诞生于20世纪60年代,经历了近40年的研发、实践、完善的过程,已经达到了较高的工艺技术水平。

1 TRT发展历程

1960年法国、前苏联、德国等一些工业化较发达的国家,分别在相同的时间进行着TRT装置的工艺技术和设备制造的研制。法国TRT装置采用湿式幅流式透平机,控制少量气体进入TRT装置,实现部分能量的回收。前苏联采用轴流式透平机,在透平机前增加了一套混合式煤气预热器,将进入透平的高炉煤气温度提高到120℃,同时控制进入透平的煤气流量为恒定流量,该TRT装置不控制顶压。在之后的一段时间,TRT装置基本是处于应用时期,技术装备以及控制水平均无明显提高。

随着第一次石油危机的爆发,各国逐渐注重二次能源的回收与利用,为TRT技术的发展提供了良好的契机。特别是日本的三井造船、川崎重工、日立造船公司,按照市场需求,各自研发了具有独立技术特征的TRT设备,并提高了工艺控制水平。在占领日本国内钢铁市场的同时,上述三家公司逐步向国际市场扩张,最终成为国际上TRT技术的主要设备供货商,俄罗斯、法国、德国作为商业用途的业绩已经不多见。

在国内,1983年首钢集团率先引进了1200m3高炉的TRT工艺技术和设备,当年建设、次年投产发电。在国家相关部门的大力支持下,陕西鼓风机(集团)有限公司(以下简称“陕鼓集团”)分别与日本川崎重工、三井造船进行技术合作协商,并最终与川崎重工签订了技术合作协议,迈出了国内生产制造TRT装置的第一步。中航工业成都发动机(集团)有限公司(以下简称“成发集团”)利用自身制造航空发动机的技术优势,在消化吸收国内现有的TRT技术基础上,开发了具有专有技术的TRT装置及控制系统。目前国内TRT技术的主要供货商为陕鼓集团和成发集团,装备高炉已经达到4000m3,高炉顶压控制精度达到1～2kPa,达到了国际先进水平,其产品已出口到国际市场。

近些年来伴随大型化、高压化高炉的产生,煤气净化设施从传统的湿法除尘逐步向干法除尘转化已成为发展趋势,其中被普遍采用的是高炉煤气布袋除尘技术。高炉煤气湿法净化与干法除尘净化后的煤气品质如表1所示。通过表1可以看出,2种净化工艺后的成品煤气存在着明显差异,如何能够在满足上、下游工艺要求的基础上,全量回收高炉煤气的压力能和热能,给TRT的工艺控制、设备制造以及工厂设计提出了新的课题。

2 影响TRT发电的技术因素分析

入口煤气温度和压力是影响TRT的重要因素。干法除尘装置得到普遍应用后,进入TRT的煤气温度比湿法净化时提高了约100℃,煤气压力也比湿法净化时提高了25 kPa,因此TRT装置必须采用与之相适应的新设备、新技术。

2.1 TRT轴输出功率的计算

TRT是一种能量回收工艺装置,主要设备是专用的透平机械。通过将气体导入透平腔体,使压力能转化为动能,推动叶片旋转,从而带动与其同轴的发电机转动,实现能量转换发电。

TRT轴功率的计算如下:

式中L为透平机发电端出力(kW);G为煤气质量流量(kg/s);ΔHi为绝热焓降(kJ/kg);ηY为透平机效率(%);ηG为发电机效率(%)。

绝热焓降为:

式中Cp为煤气质量等压热容[kJ/kg·k];T1为煤气入口温度(k);p1为煤气入口压力(MPa,绝);p2为煤气出口压力(MPa,绝);k为等熵指数。

通过式(1)、式(2)可以看出:

(1)影响透平轴端出力的主要因素是气体流量、压力、温度。

(2)气体中杂质种类及量化指标与透平轴端出力无关。通常认为进入透平的气体为合格气体,其净化质量由上一级工艺完成。

2.2 透平入口流量变化对透平轴输出功率的影响

TRT装置是一种能量回收设备,高炉操作的好坏直接影响到TRT人口条件,进而影响到TRT的出力。由于TRT是控制炉顶压力的关键设备,因此,TRT操作是否稳定直接影响到高炉的炉况。

当高炉顶压实测值高于炉顶压力设定值时,透平静叶就要开大,角度增加,使其通过透平机内的高炉煤气流量增加。反之,当高炉顶压实测值低于高炉顶压设定值时,透平静叶就要关小,角度就要减少,通过透平机内的高炉煤气流量降低。TRT就是这样通过不断的调整静叶开度来实现对高炉顶压控制。在这一过程中,假定当其它条件不变时,通过透平机的煤气流量越大,输出功率越高。图1为某厂煤气量与发电量的关系图。

长期以来,由于各钢铁厂往往只注重钢铁产量,忽视了对二次能源的合理回收与利用,加之人们对TRT技术不熟悉,TRT控制水平不高,以及TRT设备的自身原因,形成了在工艺设计时保守的观念,主要表现为:

(1)在TRT装置与减少阀组并联工艺中,减少阀组设计时留有一个Φ150mm直通管道,用以确保在TRT突发事故时的高炉安全,由于留有这样的孔洞,造成高炉煤气不能全量进入透平机,使得透平机的输出功率大大降低。某厂1 200m3高炉,透平机设计能力6400kWh,实际运行2200kWh,由此可见透平入口煤气流量对对透平出力的影响之大。

(2)由于减压阀组关闭不严,同样造成煤气从旁路流失,影响透平出力。某厂2500m3高炉,煤气采用干法除尘,发电机额定功率1.5万kW,由于存在上述情况,透平机平均出力1.1万kWh;而某厂同样为2500m3高炉,煤气同样采用干法除尘,TRT装机容量也为1.5万kW,透平机发电平均在1.3～1.4万kWh。

2.3 透平入口压力变化对透平轴输出功率的影响

随着大型高炉顶压的不断提高,进入TRT装置的高炉煤气压力也在不断地提高,透平机轴出功率逐步增加,图2为某厂煤气压力与发电量的关系图。

从高炉重力除尘器出来的高炉煤气,通过除尘并达到标准后进入透平机,在此过程中需要消耗部分压力能,直接影响到透平机输出功率。

高炉煤气净化工艺有湿式除尘和干式布袋除尘两种形式。干式布袋除尘系统煤气阻力降一般为1.5～2.5 kPa,而湿式除尘系统阻力降一般在30kPa左右。

选取不同的高炉煤气净化型式,所消耗的压力各不同,其结果直接影响到透平机输出功率,因此,在条件许可时应优先考虑采用煤气干式净化工艺。在工厂设计时也应尽量采取措施降低煤气管道的阻力降,从而提高TRT装置的发电量。

2.4 透平入口温度变化对透平轴输出功率的影响

高炉煤气干法袋式除尘技术的应用,使得进入TRT装置的煤气压力达到200℃左右,极大地增加了透平机输出功率。图3为某厂煤气温度与发电量的关系图。工程设计中,应在干法除尘允许的范围内,尽量提高煤气温度,同时采取各种措施减少煤气的热损失,可提高发电能力约30%。

3 结束语

篇5：高炉炉顶料罐回压管脱水改造

武钢6#高炉炉容3 200m3，于2004年7月送风投产。在高炉炉顶设备中，由于密封性变差会对生产造成影响的部件主要有料罐及上下密封阀、500mm均压阀、500mm放散阀、650mm放散阀以及各密封人孔、管道波纹管、连接焊缝等。在这些部件中，有一些在外部，容易处理，但有些部件处于内部，出现问题难以发现，如料罐上下密封阀、500mm均压阀、500mm放散阀等。

料罐的密封性能降低在生产过程中会出现“均压好”信号掉的问题，即料罐在装完料之后，准500mm放散阀和上密封阀关闭，准500mm均压阀打开，净煤气从回压管进入料罐内。当计器装置检测到料罐内气体压力达到与高炉顶压相同后，返回“均压好”信号给计算机，准500mm均压阀关闭。在此过程中，如果料罐密封性能不好，随着泄漏时间延长，罐内气体压力与炉内顶压相差大于0.008～0.014MPa时，“均压好”的信号就会消失，料罐不能正常排料，生产程序无法继续进行，高炉无法进行自动控制，影响高炉炉况。

2010年底，6#高炉出现多次“均压好”信号掉的情况，故障现象均是料罐在均压完之后，料罐压差数据不断变大，直到“均压好”信号消失。在线检查后发现料罐在均压后上密封阀处出现泄漏，在高炉休风后进入料罐进一步检查，发现上密封阀周围结瘤严重，胶圈上压痕明显，密封胶圈被煤气流冲刷损坏。

统计情况表明，上密封阀胶圈被煤气流冲刷损坏现象明显，料罐密封性得不到保证，严重影响高炉生产。

二、料罐密封性能差的原因分析及查找

1. 可能的原因

以下几个方面的原因可能造成上密封阀关不严。

(1) 上密封阀在关闭时，残余料从插入漏斗落在阀板上，造成夹料。

(2) 上密封阀座结构存在缺陷，圆周凸起不平，造成阀座上密封阀阀板关不到位。

(3) 上密封阀驱动油缸行程不到位，造成关不到位。

(4) 由于回压管煤气取自洗涤塔，如果有压力损失，会造成料罐在进行均压时煤气压力不够。

(5) 检修人员对上密封阀的检修不合格，结瘤没有清理干净，阀板间隙大。

(6) 上密封阀部位容易结瘤，造成夹瘤。

2. 原因查找

对上述原因进行如下排除确认。

(1) 料罐上密封阀在关闭时可能出现偶尔夹料现象，但是根据6#高炉出现的几次上密封阀泄漏及现场阀座、密封胶圈检查情况看，并未发现夹渣。

(2) 对上密封阀阀座情况进行检查测量，未发现阀座凸起不平的现象。通过试车测量间隙，上密封阀压紧关闭严密，符合技术要求，排除了上密阀座结构存在缺陷的可能。

(3) 依据上密封阀试车测量结果，上密封阀关闭后，胶圈与阀座密封严密，不存在较大间隙，也可表明上密封阀油缸行程是符合要求的。

(4) 通过在1#和2#500mm均压阀上部管道加装压力表观察，从洗涤塔经回压管过来的压力与高炉顶压相同。同时分析可知，如果洗涤塔过来的压力低，料罐刚开始就可能出现“均压好”信号来不了的现象，这与实际情况不符，所以从洗涤塔过来的煤气压力也不存在问题。

(5) 在高炉出现几次上密封阀泄漏后，检修人员都对上密阀座彻底清瘤，胶圈也进行了更换，同时设备管理部门也进行了确认，排除了检修质量问题。经过进一步分析认为，上密封阀结瘤必须满足两个条件，一是粉尘，二是水分。

粉尘的来源主要是高炉生产原料焦炭、烧结矿，这些原料在从主皮带进入料罐后，会带来大量的粉尘，为上密封阀结瘤提供了条件。

水分来自洗涤塔和高炉炉内。6#高炉煤气净化处理采用环缝洗涤塔工艺 (见图1) 。洗涤塔塔体可分为三段，上部为预清洗段，内设有多层喷嘴，粗煤气 (温度为150～250℃) 从高炉炉顶引出，经旋风除尘器初步除尘后进入环缝洗涤塔上部预清洗段。在此煤气被喷入的洗涤水冷却和粗除尘，然后通过3根导流管进入洗涤塔中部环缝段，经过3个并联的环缝洗涤元件，其上部各设有1个喷嘴，喷入的洗涤水使煤气进一步冷却 (煤气温度约为60℃) 和精除尘，回压管的净煤气即取自该段。可见，由于冷却后的高炉煤气流在洗涤塔内与经过高效喷嘴充分雾化后的冷却水充分接触，含水量在低温下达到饱和状态，水分含量极大。这部分煤气在均压后进入料罐，料罐在排料的过程中，高炉炉内的高温气体上升，与低温的净煤气接触，净煤气饱和度降低，大量水分析出，料罐内的湿度增加，为结瘤提供了条件。

此外，水分还来自炉内。高炉在生产过程中，原料内的水分在高温的环境下蒸发出来，在料罐排料时进入料罐。料罐在准500mm放散阀打开后进行放散时，这些含有水分的煤气从放散管道排出，但是由于放散管从料罐上密封阀部位到准650mm放散阀平台管道长达40m，高温气流遇到比较凉的回压管壁时，水蒸汽形成水珠，顺着管道内壁下流至料罐，使料罐内的湿度增加，再次为上密封阀结瘤提供了条件。

三、采取的措施及取得的效果

1. 采取的措施

针对上密封阀结瘤的原因，决定采取脱水方法来缓解结瘤的状况。提出在结瘤情况比较严重的2#罐入口段回压管上加装一套脱水装置，让回压管内壁的水分在顺着管道下流的时候能部分回流到该装置中，通过定期排水降低料罐内的水分。

具体步骤如下。

(1) 在2#料罐入口段回压管垂直方向的直角弧形管道部位用相等直径的三通管道替换，如图2和图3所示。

(2) 在三通管道的下部安装一根直径170mm、长6m的直管道，在管道上部和下部分别安装一个D150mm球阀，为减小管道晃动，直管道与上球阀之间设计用橡胶减震喉做软连接进行连接。

2. 脱水原理

在高炉正常生产时，排水装置上阀门处于开位，下阀门处于关位，管道正常收集水分。当收集到的水需要排出时，先将排水装置上阀门关闭，将下阀门打开进行排水。排水完毕后，下阀门关闭，上阀门打开，排水装置继续收集水，整个排水过程不影响高炉正常生产。

3. 实施效果

2011年2月10日，利用6#高炉定修机会，对料罐回压管实施了改造，增加了脱水装置，然后对该脱水装置积水的情况进行了试验。在经过24h水分积累后共排水30余L。之后经过近10天每天定时排水，从高炉炉内的监控画面上观察，没有再出现料罐“均压好”信号掉的情况，而且料罐均压后与高炉顶压差值相比有了较大改善，从0.013MPa降低到0.004MPa。