1、TRT项目申请报告高炉煤气TRT发电工程申 请 报 告参加设计人员名单序号专业专业负责人设计人审核人1燃气2总图3自动化4电气5土建6给排水7电讯8采暖通风9安全卫生10环境保护11消防12能源13工程经济14技术经济1 项目申报单位及单位概况1.1项目名称及申报单位项目名称：高炉煤气TRT发电工程项目申报单位：XXX1.2申报单位概况 本项目申报单位是XXX有限公司，该公司成立于2006年。企业位于河北省XXX渤海新区工业区，是一家集炼铁、炼钢、轧钢、烧结、制氧于一体的综合性钢铁联合企业，固定资产投资100亿元，占地12797余亩，现有职工4000余人，年产球团矿110万吨、烧结矿228.1
2、万吨、铁水186.8万吨、连铸坯175万吨，最终产品为连铸坯，是河北省重点扶持发展的钢铁企业集团。公司生产工艺紧凑，布局合理，物流便捷。大量采用国内外成熟的工艺和技术；装备方面，依托一重、二重、重齿、川空、哈电等优秀的设备制造厂家，立足国内，并引进美国、德国、意大利等国外先进设备。主要装备有：6座150m3气烧石灰竖窑、2座10m2球团竖炉、3座240m2烧结机、3座2350m3高炉、3座150t转炉、1座铁水预处理站、1座150tLF钢包精炼炉、1座1250mm轧钢生产线。主要产品为连铸坯，铸坯厚度分别为180mm和200mm，宽度为700mm1130mm，钢种主要包括碳素结构钢、优质碳素结
3、构钢、低合金高强度钢。企业在经营理念上奉行诚信原则，注重科学管理，推崇高效运营机制，提倡务实工作态度；在技术装备、产品档次、企业效益、团队素质、管理水平等方面，位居河北省钢铁企业前列。XXX有限公司实力雄厚，诚信笃志，正在向竞争力一流、人均效率一流、员工满意度一流的“科技型、环保型、效益型”现代化钢铁企业迈进。2 拟建项目概况2.1概述2.1.1项目简况 本项目是XXX有限公司利用主厂区3座2350m3高炉煤气的余压作为动力，在高炉附近空地上，建设三座TRT发电工程，拟装三台18MW的高炉煤气余压能量回收发电装置（TRT），充分利用高炉的余压余热把压力能和热能通过透平膨胀机组带动发电机组转化为
4、电能，所发电能全部供企业自用，降低了用电成本具有良好的经济效益、社会效益和环境效益。2.1.2建设规划及运行方式2.1.2.1建设规划本TRT高炉煤气发电工程本期建设规模为三台18MW透平发电机组及其附属设备。2.1.2.2运行方式由于本电站是利用高炉煤气余压发电，故电站的运行时间主要取决于公司高炉的生产及运行情况，根据公司以往的运行经验，本电站发电设备年利用小时数取为7200小时。2.1.3项目建设的必要性2.1.3.1企业资源综合利用的重要举措XXX有限公司现有3座2350m3炼铁高炉。高炉在生产过程中副产大量高炉煤气（总计约1225500m3/h），压力在0.100.12Mpa,温度约为
5、150。此前，由于煤气压力过高，须经减压阀组将其减压至1215Kpa后方可供有关生产用户使用，致使大量煤气余压能量被减压阀组泄放，实际上是一种能源资源的浪费。2005年7月，国家发展改革委员会曾发布通知，要求今后所有新建高炉，必须同步建设TRT。可见高炉煤气余压资源综合利用，已受到国家有关部门的高度重视。XXX有限公司顺应国家要求，决定斥资建设高炉煤气TRT发电工程，充分利用高炉煤气余压发电，既回收了以往被减压阀组白白泄放掉的煤气能量，又净化了煤气，改善了高炉炉顶压力的调节品质，即改善了高炉的生产条件。此决定，是企业实现资源综合利用一项重大举措，必将收到很好的效益。2.1.3.2节能、环保双赢
6、的工程TRT发电工程既是高炉煤气余压资源综合利用项目，又是一项典型的节能工程，工程建成后，只需投入很少的能量（水、电），就可回收大量煤气余压资源，获得大量电能，据估算，本工程三台高炉实现TRT发电后，每年每套回收利用高炉煤气余压发出的电力10425104kw.h（扣除自用水、电），相当于节约标煤36488吨，节能效果十分显著。本项目的环保效益体现在两个方面：其一是直接降低了噪声污染。此前，高炉煤气在利用减压阀组降压时，会产生很高的噪声（高达120150分贝），实现TRT发电后，正常运行时减压阀组噪声不复存在，TRT电站噪声可控制在7085分贝的范围内，比原有噪声降低很多。其二是间接减少了大气环
7、境污染。TRT发电系无公害发电，发电过程中无废渣、废水、废气（烟尘、SO2、NOX）等排出，与目前燃煤电厂相比，三套高炉TRT发电每年少燃烧标煤约109466吨，相当每年少排灰渣近20300吨，少排烟尘23680吨，少排SO23250吨，环保效益颇佳。2.1.3.3 TRT发电可提高企业经济效益利用高炉煤气余压实施TRT发电可取得上述显著社会效益，而其中直接受益者是企业自身，是企业经济效益的提高。钢铁公司是耗能大户，除消耗大量一次能源外，还直接耗用大量电能，能源消耗是其生产成本的重要组成部分，节能对其生产经营十分重要。本项目建成后，每年可为企业提供约31275万KW.h的廉价电能，可回收企业高
8、炉风机所耗电能的2530%，这对降低企业成本，提高经济效益是非常有利的。综上所述，XXX有限公司充分利用高炉煤气余压资源，建设三座煤气TRT发电，符合国家有关政策，其节能效益、环保效益和企业经济效益十分显著，建设非常必要。2.1.4 设计依据 （1）XXX有限公司提供的相关资料；（2）陕鼓设备图纸、资料；（3）国家现行的有关设计规范、标准。2.1.5工程建设范围本项目高炉煤气余压透平发电（TRT）成套设施主要内容包括TRT各系统和主厂房、主控楼等土建配套设施，即TRT透平主机及发电机系统、高低压发配电系统、大型阀门系统、液压伺服系统、润滑油系统、氮气密封系统、冷却水系统、自动化控制系统、TRT
9、主厂房、主控楼、煤气管道、支架、操作平台及其它附属设施。2.1.6工程建设主要技术原则全干式TRT装置是透平膨胀机将原来损耗在调压阀组上高炉煤气的压力能和潜热能转换为机械能，再通过发电机又将机械能变成电能输送给电网，同时又代替了煤气调压阀组控制炉顶压力，不仅回收了白白浪费在调压阀组上的能源，而且改善了高炉顶压调节品质，更利于高炉生产，同时也防止了原调压阀组的噪声污染。尽管如此，TRT仍然是高炉的辅助设施，TRT机组在设计、运行中均遵循以下原则：（1）在正常启动、运行、停机过程中，不得影响高炉正常生产。（2）当TRT机组在运行中发生重大事故而紧急停机时，也不能对高炉顶压造成大的波动。 控制标准：
10、 机组正常运行时 2.5Kpa 紧急切断时 5Kpa 正常停机时 3.5Kpa（3）不能单独向用户供电，只能与工厂电力系统并网运行。（4）在保证高炉炉况稳定的前提下，争取多发电。（5）透平发电机组选型，遵循“以气定电”原则，即按高炉煤气产量和可用压差来确定透平发电机组容量和参数。另外，本工程TRT装备标准达到国内先进水平，采用先进使用、成熟可靠的工艺技术，达到最佳的技术、经济效果，建设成投资省、见效快、质量好、效益高、能耗低的优质工程。2.2电力系统2.2.1电力系统概述 XXX公司位于黄骅市渤海新区临港产业东片，总建设规模为年产600万吨钢，分两期建设。为满足XXX公司用电负荷的需要，在厂区
11、内北部建设港口220KV变电站、共建设7座用户变电站。 港口220KV变电站终期规模为4240MVA，本期建设规模2240MVA，主变容量比为240/240/120MVA ，有载调压变压器，变比23081.25%/121/38.5KV。接线形式为：220KV双母线，110KV单母线四分段，35KV单母线三分段环形接线。出线规模为220KV出线8回，110KV出线18回，35KV出线24回。根据XXX公司全厂工艺分布和用电负荷情况，在新建厂区内还建设如下7座变电站：铁前区域变电站；炼铁区域变电站；鼓风机站变电站；炼钢区域变电站；轧钢一期变电站（向1250mm热连轧机供电）；轧钢二期变电站（向17
12、50mm热连轧机供电）；制氧区域变电站。拟建的TRT发电项目，位于XXX公司厂区内，距港口220KV变电站约600米。2.2.2电量平衡XXX公司的用电负荷均由港口220KV变电站供电，一期工程建成后总用电量为24万KVA，二期工程建成后总用电量为60万KVA，其中35KV供电量为96578KVA。本工程318MW透平机组建成后，按设计负荷运行，三台机组可发电44100kw.h，扣除自用电外，每小时可向公司提供43438 kw.h的电力。比公司用电负荷小很多，因此本电站建成后，所发电力仅作为公司用电补充，全部自己消化，不需要向外供电。2.2.3接入系统方案本工程设计暂按三条35KV联络线并入港
13、口220KV变电站35KV母线。具体方案以接入系统设计为准。2.3煤气供应2.3.1煤气来源及可用压差XXX公司主厂区现有三座2350m3炼铁高炉，根据XXX公司提供的有关资料，高炉产气有关数据如下：高炉容积32350m3煤气流量(单台)408500m3/h煤气压力105Kpa煤气温度正常150煤气含尘量10mg/m3外网压力12Kpa透平机出力（单台）147002.3.2高炉煤气特性序号项目特性1CO24%2Co219%3H20.9%4N255.5%5C2H40.4%6C2H60.1%7CH40.5%8热值3282KJ/Nm39管网压力100120Kpa10煤气温度15011含尘量10mg/
14、Nm32.4余压电站的装机方案及主要参数2.4.1余压电站装机方案2.4.1.1TRT技术的发展为充分利用公司主厂区高炉的煤气余压，本工程考虑设置高炉煤气余压能量回收透平发电装置（Blast Furnace Gas Top Pressure Recovery Turbine Unit简称TRT）。该装置既能回收高炉煤气余压能量，又净化了煤气，降低了噪声，且大大改善了高炉炉顶压力的调节品质，改善了高炉的生产条件，是现代国际、国内钢铁企业公认的节能、环保装置。早在上世纪五十年代，国外就对TRT进行了研究，经过不断改进，已日趋完善。目前该装置在新建和改建的高炉上已广泛采用，且形成了包括高炉炉顶压力控
15、制的整套自动控制系统，能有效地控制炉顶压力，使高炉不受任何影响。我国早在上世纪70年代就从日本引进了TRT技术，并在各大高炉上安装了顶压回收透平，均采用了高效的轴流反动式透平原理。近年来，由于小高炉炉顶压力的提高，TRT在600m3以下高炉上得到了应用，特别是透平静叶可调结构及危机保安器的应用，使TRT技术在我国得到了很好的发展。2.4.1.2余压电站装机方案具体装机方案为：本着投资省、占地少、人工、管理、维护费用较低的原则，根据XXX公司厂区高炉可用煤气流量及压差，经过测算，本项目可安装发电量为18MW的三座TRT装置，当其中一座或两座TRT出现故障时，另一台或两台TRT装置也能正常发电。2
16、.4.2 TRT机组选型及特点2.4.2.1 TRT机组选型目前国内高炉煤气余压能量回收系统大部分是采用西安陕鼓动力股份有限公司生产的TRT装置，该装备采用了先进的设计、制造技术，工艺成熟，运行可靠。2.4.2.2 TRT机组特点透平主机为公用型，即为干式轴流两级反动式透平，整机水平剖分径向下进气下排气，一级静叶自动可调，二级静叶揭盖可调。静叶调节具有同步装置（包括机械、液压或电）第一级静叶可全关，并具有足够强度，确保在最大压差（200kpa）能顺利打开。主要具有良好的调节特性，能自动调速，自动并网、自动调节功率和炉顶压力，启动与停机平稳。主机转速3000rpm，允许超速10%。当电气系统出现
17、延时故障或报警后，能将发电机解列，待故障处理后继续发电。透平机与发电机采用刚性轴连接方式，转子动平衡精度为G1级。透平与发电机轴系临界转速高于工作转速，为3800rpm。轴振动正常值50um，报警值80um，停机值160um，轴向位移正常值0.2mm，报警值0.3mm，停机值0.3mm。透平主轴为高强合金整体锻件，转子与煤气接触表面采用防腐抗冲刷涂层，叶片采用高效防积灰气动叶型，材质为高强合金钢，表面进行强化处理并作防腐涂层。机组支撑为稳定性高、寿命长、具有可调性的滑动轴承，止推轴承为自位式可倾瓦滑动轴承，轴承采用强制性供油润滑。主机配有机械式危急保安器，在超速状态下飞锤飞出，快速打开保安油门
18、，实施机组保安。保安系统具有动作灵敏、重复性好、调整方便、工作可靠的特性。机组设有电动盘车装置（配防爆电机），手动啮合，当主轴转速超过15rpm时自动脱开。确保工作可靠及使用寿命。透平主机采用双伺服油缸，同步带动调节圈来调节静叶角度，并配有位置传感器及行程开关，确保动作灵敏、可靠。工作油压12.5Mpa。透平机轴端设有充氮密封装置，可有效防止煤气泄漏。2.4.3 TRT电站机组主要技术参数（1）透平膨胀机型号：形式：干式双进双出轴流两级反动式额定/计算功率： 18000KW/14700KW 计算进气量： 408500Nm3计算进气压力： 0.105Mpa计算进气温度： 150最高进气压力： 0
19、.11Mpa最高进气温度： 200排气压力： 1215kpa（2）发电机型号： QFW18形式： 无刷励磁同步发电机额定电压： 10KV额定功率： 18000KW额定转速： 3000r/min频率： 50HZ冷却方式： 空冷发电机包括主付励磁机、励磁屏和空气冷却器且具有恒电压、恒无功、恒功率因数调节功能。2.4.4 TRT电站的主要技术指标本TRT电站的主要技术指标见表2-2：表2-2 TRT电站的主要技术指标（每套）序号项目单位数值1透平入口煤气压力Kpa1052透平入口煤气流量m3/h4085003透平入口煤气温度1502004透平入口煤气含尘量Mg/m3105透平出口煤气压力kpa121
20、56透平出力KW147007年运行小时数h72008年发电量kw.h105841049厂用电率%1.510年供电量103kw.h/a1042510411年节标煤量t/a364882.5厂址条件2.5.1厂址地理位置XXX装备材料制造有限公司位于河北省XXX，紧临XXX，直线距离仅2.5km。拟选厂址位于公司主厂区内的空地上。XXX公司东北距国华煤码头及国华电厂约6000m，西南距XXX宿舍2600m、距XXX4000m，西距XXX村6000m，西北距XXX村6500m，交通比较便利。2.5.2建设条件2.5.2.1自然条件 1）地形地貌 XXX是我国主要能源输出港之一，位于河北省XXX区以东约
21、90km的渤海之滨，其地理坐标为东经11752，北纬3819，陆上距黄骅市区约45公里，北距天津港约60海里，东距山东龙口港约149海里，汇集漳卫新河与宣惠河的大口河在此入海。黄骅市位于河北省平原东部、渤海湾西岸，地势低平，自西向海岸微倾斜。厂址所在区域地处滨海平原东端，渤海西岸，处于大陆与海洋的交接处，地貌特征主要为平原地貌和海岸地貌。内陆平原地貌由于受河流冲击，造成河湖相沉积不均及海沉积不均，有微型起伏不平的小地貌，即一些相对高地和相对洼地，其中洼地近海，海拔高程为15m，相对高地海拔高程为7m左右。XXX公司厂址位于XXX开发区的临港工业区内，厂区北侧紧邻XXX规划综合港区南疏港公路，西
22、侧为海港公路，南侧紧靠朔黄铁路，东侧为拟建的XXX综合港区，目前东侧与防潮堤外海域相距约4km。2）工程气象条件渤海湾是深入陆地的内陆海湾，海洋对其影响相对较弱，因此XXX区基本属于暖温带半湿润大陆性季风气候类型，略具海洋性气候特征，夏季潮湿多雨、冬季干燥寒冷。与内陆相比，具有光照足、降雨量多、空气湿度大、蒸发量大的特点。其主要气象特征如下：年平均气温： 12.2oC 极端最高温度： 37.7oC极端最低温度： 19.5oC 历年平均年总降水量： 501mm 常年主导风向 SSW(11.1%)常年次主导风向 SW(10.9%)年平均风速 4.96m/s最大风速 31m/s年平均降水量 508m
23、m年平均湿度 65%最大冻土深度： 60cm2.5.2.2交通运输XXX有限公司位于XXXXXX开发区，厂区西侧正对津岐公路，厂内公路已完成设计，主干道与津崎公路直通，各发电区域周围均设厂内次干道，交通运输十分方便。外部交通和大件运输条件非常优越。2.5.2.3水源本项目的生活用水为公司的生活水管网。各设备冷却水采用净环水，来自高炉净环水系统的冷却水，TRT的生产冷却水仍回至高炉净环水系统（有压），经统一冷却降温后循环使用。2.5.2.4岩土工程XXX海岸为古黄河河口冲积扇，黄河改道后主要由波浪和潮汐动力破坏而形成的一个典型潮汐通道体系。本区沉积物的成因类型有：河流冲积、泻湖沉积、河积海积、生
24、物沉积和人工堆积。低质类型单调，以粘土粉砂为主，还有条状分布的粉砂及块状分布的粉沙质粘土。根据厂址区域地勘资料可知，厂址所在区域在揭露的40m深的范围内，可分为七层，由上向下依次为素填土层(层厚0.8-1.2m)、粉质粘土、粉土（层厚1.8-7.9m）、粉质粘土互层（层厚1.8-7.7m）、粉质粘土（层厚4.6-5.5m）、粉土（层厚2.2-3.8m）、粉质粘土（层厚1.2-1.9m）、粉土（层厚5.2-7.0m）、粘土（层厚7.2-8.8m）、粉质粘土（层厚4.1-6.5m）。2.5.2.5工程地质及水文地质1）工程地质情况：根据参考沿途工程勘察报告，场地内各层地基土除素填土外皆较均匀，浅层
25、地基土强度较低，压缩性较高，建筑场地类别为类，场地为建筑抗震不利地段，各土层地基承载力特征值如下：第一层 粉质粘土：fak=80kpa第二层 粉土： fak=100kpa 粉土、粉质粘土互层：fak=105kpa第三层 粉质粘土：fak=90kpa第四层 粉土： fak=130kpa第五层 粉质粘土：fak=110kpa第六层 粉土： fak=160kpa第七层 粘土： fak=130kpa第八层 粘土： fak=170kpa第九层 粉土： fak=200kpa第十层 粉土： fak=180kpa2）地下水：场地内地下水埋深约0.51.0m，属第四系孔隙潜水，主要受大气降水及渤海潮汐的影响，地
26、下水位年变化幅度约0.51.0m。地下水对混凝土结构具有中等腐蚀性，长期浸水环境下，对钢筋混凝土结构中的钢筋具有弱腐蚀性，对钢结构具中等腐蚀性。3）场地设计基本地震加速度值为0.05g，抗震设防烈度：6度。2.5.3其它条件1）水源：净循环给水系统是为TRT润滑油站、动力油站和发电机生产使用的冷却水，供水压力为0.4Mpa，该部分冷却水为间接冷却水，经使用后的回水无其它污染仅有温升，只需降温处理即可循环使用。TRT系统的净循环给水并入高炉中低压净循环水系统，由中心循环泵房的高炉中低压净循环水系统统一处理。给水由高炉中低压净循环水的供水管提供，使用后的回水也引入高炉净循环水管道，回炼铁循环水泵房
27、热水吸水井，由水泵加压上冷却塔进行冷却，冷却后的水经加压循环使用。该系统已经建立了旁通过滤系统，所以TRT净循环水系统不另设水处理系统。TRT净循环水系统的管道，就近接自高炉的中低压净循环水管道。系统所需的补充生产净水由厂区生产净水管道供给。每套压差发电装置的总用水量为180m3/h，全部为循环水量，补充新水5m3/h，排水量为0m3/h。TRT电站少量生活用水取自厂区生活给水管网。生产消防给水系统：TRT区域的消防给水由炼铁厂区现有的消防给水提供，室外消防水量按25L/h计。本工程供水水源全部由中铁公司统一供给，其中生活用水来自于市政自来水，生产用水来自大浪淀水库。2）电力施工动力电源可由厂
28、区10KV变电站380V侧供给。3）密封氮气源厂区有10000m3/h制氧机两台，制氧过程中副产大量氮气，完全能满足本工程用氮气需求。2.5.4厂址选择意见拟建厂址选择在XXX公司主厂区高炉附近的空地上，该处距三座高炉均很近，煤气管道敷设距离短，同时与高炉变配电站距离亦短，并网方便。其它条件（如水、电、气）均已具备，建设场地无拆迁工程，厂址条件良好。3 工程设想3.1电站总体规划及厂区总平面布置图3.1.1规划、布置原则 遵守国家现行有关规范、标准、符合国家有关规定。 在公司现有厂区给定的区域内布置本工程所需的生产设施。工艺流程力求顺畅，总体布置力求合理。其它要考虑的因素包括：节约用地、节省基
29、建投资、安全、卫生、防火、通风。做到功能分区明确，管线短捷，空间处理协调，界区整齐美观。3.1.2全厂总体规划XXX公司主厂区TRT电站，只有主厂房一个建筑物，主体占地面积约900m2,界区面积约3000m2,站区布置较为单一，某些辅助生产设施（如循环冷却水系统）充分利用现有条件，生活福利设施由公司统一考虑，本电站不重复建设。本工程周围的道路已部分形成，可以充分利用，主要建筑物布置要与原有建筑物相协调。3.1.3总平面布置 本工程建筑物少，在确定电站合适位置后，总平面布置较简单。根据工艺生产要求，结合厂区原有建筑物和场地实际，对本工程总平面作如下布置。 在既定拟建区域内，将主厂房长度沿南北向，
30、跨度沿东西向布置，即主厂房透平发电机间在北、主控楼在南、高炉煤气管道进出口在东、电站人和物流出入口朝西。主厂房与周围建（构）筑物防火距离符合规范要求。此处电气出线方便、煤气管线短捷。站区周围设有道路，主通道宽6m，转弯半径9米，道路形式采用城市型，路面材料为混凝土路面，采用双向排水坡度。主厂房主要出入口均设引道接至厂房外的道路上，并与厂区现有主要道路相连，行人、行车顺畅，消防无阻，交通方便。站区各种管线布置符合生产、生活、消防要求。工业用水（主要是循环水系统）来自高炉净环水系统；生活、消防用水来自厂区现有供水管网；生产废水、生活污水处理合格后排入厂区原有污水管网；雨水通过管道排入厂区现有雨水管道；主厂房内外设有环形消防供水管网，以满足消防要求。站区绿化采取点、线、面结合的规划原则，沿道路及主厂房周围尽量种植树木、草坪，力求营造优美的站区环境，在绿化树种的选择上应结合当地习惯和条件，重点绿化站前区。3.2煤气输送系统3.2.1煤气管道由高炉除尘器与减压阀组间的原有煤气管道上各自引出一条管道为DN1600的煤气管分别接至透平机的两个煤气入口
