[发明专利]一种提高TRT装置运行能效的方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种提高高炉煤气余压透平发电装置(Blast Furnace Top Gas Pressure Recovery Turbine Unit，简称TRT装置)的运行能效的方法。更具体的说，是针对炼铁高炉的TRT装置进行运行能效的优化。

背景技术

能源和环境污染问题在全世界越来越受到重视。我国能源短缺，钢铁冶金是我国耗能最大的行业，并且其用电量约占全国总用电量的13-15％。而炼铁高炉用电量占到整个钢铁冶金企业总用电量的40％。但我国钢铁制造业主要产品单位能耗平均比国际先进水平高出20％以上，同时钢铁冶金行业对环境的污染大。因此如何对炼铁高炉进行节能减排是一个重要的课题。

高炉煤气余压透平发电装置(英文Blast Furnace Top Gas Pressure Recovery Turbine Unit简称TRT装置)是通过将高炉炉顶煤气导入一台透平膨胀机(煤气透平)作功，使高炉煤气的压力能及热能转化为机械能，再驱动发电机的一种二次能量回收装置。传统的高炉工艺流程中，高炉炉顶煤气(压力150-300kPa)在通过除尘后再经过减压阀组(或比肖夫除尘器)减压到10kPa左右，排入储气罐供工厂热风炉作为燃料用。原高炉煤气所具有的压力能和热能被白白地浪费在减压阀组(或比肖夫除尘器)上，造成大量的能源浪费和噪声污染，噪声达105dB(A)以上。采用TRT装置替代减压阀组(减压阀组备用)，不改变原高炉煤气的品质，也不影响煤气用户的正常使用，却回收了被减压阀组白白释放的能量，又净化了煤气，降低了噪音，有效地控制炉顶的压力波动，从而改善了高炉的操作条件，该装置在运行过程中不产生污染，几乎没有能源消耗，发电成本低。

目前，TRT装置很少对运行中的能效设备和运行过程进行能效参数监测、能效分析及节能增效的系统优化控制。透平机能源效率问题还没有得到分析，往往处于效率的低点，影响了TRT装置的能源利用效率。

发明内容

本发明要解决的技术问题是，克服现有技术中的不足，提供一种提高TRT装置运行能效的方法。

为解决其技术问题，本发明的解决方案是：

提供一种提高TRT装置运行能效的方法，包括以下步骤：

(1)在保持煤气流量不变的情况下，逐步调整透平机入口蝶阀的开度；记录不同阀门开度时所对应的透平机能效；选取其中透平机能效最高或者发电机电流最大时的蝶阀开度，作为该煤气流量下入口蝶阀的最佳开度；

(2)改变煤气流量条件，重复上述实验；在获取足够数据后，建立煤气流量与蝶阀开度对应关系的数学模型；

(3)根据TRT装置运行过程中的煤气流量，通过所述数学模型获得对应的入口蝶阀最佳开度，并据此对透平机入口蝶阀的控制，从而实现TRT装置在能效最佳状态。

本发明中，所述透平机能效数据是通过下述方式获得的：

(1)采集TRT装置运行参数，包括：透平机入口流量Q_ti(m³/s)、出口流量Q_to(m³/s)、入口温度T_ti(K)、出口温度T_to(K)、发电功率N(kW)；

(2)通过下述公式获得透平机入口煤气带入的热量(q_t1，kW)：