專利名稱：一種提高trt裝置運(yùn)行能效的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種提高高爐煤氣余壓透平發(fā)電裝置(Blast Furnace Top Gas Pressure Recovery Turbine Unit，簡(jiǎn)稱TRT裝置)的運(yùn)行能效的方法。更具體的說，是針對(duì)煉鐵高爐的TRT裝置進(jìn)行運(yùn)行能效的優(yōu)化。
背景技術(shù)：
能源和環(huán)境污染問題在全世界越來(lái)越受到重視。我國(guó)能源短缺，鋼鐵冶金是我國(guó)耗能最大的行業(yè)，并且其用電量約占全國(guó)總用電量的13-15%。而煉鐵高爐用電量占到整個(gè)鋼鐵冶金企業(yè)總用電量的40%。但我國(guó)鋼鐵制造業(yè)主要產(chǎn)品單位能耗平均比國(guó)際先進(jìn)水平高出20%以上，同時(shí)鋼鐵冶金行業(yè)對(duì)環(huán)境的污染大。因此如何對(duì)煉鐵高爐進(jìn)行節(jié)能減排是一個(gè)重要的課題。高爐煤氣余壓透平發(fā)電裝置(英文Blast Furnace Top Gas Pressure Recovery Turbine Unit簡(jiǎn)稱TRT裝置)是通過將高爐爐頂煤氣導(dǎo)入一臺(tái)透平膨脹機(jī)(煤氣透平) 作功，使高爐煤氣的壓力能及熱能轉(zhuǎn)化為機(jī)械能，再驅(qū)動(dòng)發(fā)電機(jī)的一種二次能量回收裝置。 傳統(tǒng)的高爐工藝流程中，高爐爐頂煤氣(壓力150-300kPa)在通過除塵后再經(jīng)過減壓閥組 (或比肖夫除塵器)減壓到lOltfa左右，排入儲(chǔ)氣罐供工廠熱風(fēng)爐作為燃料用。原高爐煤氣所具有的壓力能和熱能被白白地浪費(fèi)在減壓閥組(或比肖夫除塵器)上，造成大量的能源浪費(fèi)和噪聲污染，噪聲達(dá)105dB(A)以上。采用TRT裝置替代減壓閥組(減壓閥組備用)，不改變?cè)郀t煤氣的品質(zhì)，也不影響煤氣用戶的正常使用，卻回收了被減壓閥組白白釋放的能量，又凈化了煤氣，降低了噪音，有效地控制爐頂?shù)膲毫Σ▌?dòng)，從而改善了高爐的操作條件，該裝置在運(yùn)行過程中不產(chǎn)生污染，幾乎沒有能源消耗，發(fā)電成本低。目前，TRT裝置很少對(duì)運(yùn)行中的能效設(shè)備和運(yùn)行過程進(jìn)行能效參數(shù)監(jiān)測(cè)、能效分析及節(jié)能增效的系統(tǒng)優(yōu)化控制。透平機(jī)能源效率問題還沒有得到分析，往往處于效率的低點(diǎn)， 影響了 TRT裝置的能源利用效率。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明要解決的技術(shù)問題是，克服現(xiàn)有技術(shù)中的不足，提供一種提高TRT裝置運(yùn)行能效的方法。為解決其技術(shù)問題，本發(fā)明的解決方案是提供一種提高TRT裝置運(yùn)行能效的方法，包括以下步驟(1)在保持煤氣流量不變的情況下，逐步調(diào)整透平機(jī)入口蝶閥的開度；記錄不同閥門開度時(shí)所對(duì)應(yīng)的透平機(jī)能效；選取其中透平機(jī)能效最高或者發(fā)電機(jī)電流最大時(shí)的蝶閥開度，作為該煤氣流量下入口蝶閥的最佳開度；(2)改變煤氣流量條件，重復(fù)上述實(shí)驗(yàn)；在獲取足夠數(shù)據(jù)后，建立煤氣流量與蝶閥開度對(duì)應(yīng)關(guān)系的數(shù)學(xué)模型；(3)根據(jù)TRT裝置運(yùn)行過程中的煤氣流量，通過所述數(shù)學(xué)模型獲得對(duì)應(yīng)的入口蝶閥最佳開度，并據(jù)此對(duì)透平機(jī)入口蝶閥的控制，從而實(shí)現(xiàn)TRT裝置在能效最佳狀態(tài)。本發(fā)明中，所述透平機(jī)能效數(shù)據(jù)是通過下述方式獲得的(1)采集TRT裝置運(yùn)行參數(shù)，包括透平機(jī)入口流量Qti(m3/s)、出口流量Qt。(m3/S)、 Λ Π溫度Tti (K)、出口溫度Tto (K)、發(fā)電功率N (kff)；(2)通過下述公式獲得透平機(jī)入口煤氣帶入的熱量(qtl，kff)
權(quán)利要求
1.一種提高TRT裝置運(yùn)行能效的方法，包括以下步驟(1)在保持煤氣流量不變的情況下，逐步調(diào)整透平機(jī)入口蝶閥的開度；記錄不同閥門開度時(shí)所對(duì)應(yīng)的透平機(jī)能效；選取其中透平機(jī)能效最高或者發(fā)電機(jī)電流最大時(shí)的蝶閥開度，作為該煤氣流量下入口蝶閥的最佳開度；(2)改變煤氣流量條件，重復(fù)上述實(shí)驗(yàn)；在獲取足夠數(shù)據(jù)后，建立煤氣流量與蝶閥開度對(duì)應(yīng)關(guān)系的數(shù)學(xué)模型；(3)根據(jù)TRT裝置運(yùn)行過程中的煤氣流量，通過所述數(shù)學(xué)模型獲得對(duì)應(yīng)的入口蝶閥最佳開度，并據(jù)此對(duì)透平機(jī)入口蝶閥的控制，從而實(shí)現(xiàn)TRT裝置在能效最佳狀態(tài)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述透平機(jī)能效數(shù)據(jù)是通過下述方式獲得的(1)采集TRT裝置運(yùn)行參數(shù)，包括透平機(jī)入口流量Qti(m3/s)、出口流量Qt。(m3/s)、入口溫度Tti(K)、出口溫度Tto(K)、發(fā)電功率N(kW)；(2)通過下述公式獲得透平機(jī)入口煤氣帶入的熱量(qtl，kW)
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，在獲得透平機(jī)的能效數(shù)據(jù)后，根據(jù)下述公式采用一階滯后濾波算法對(duì)其進(jìn)行濾波處理以去除噪聲
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述步驟(1)中，調(diào)整入口蝶閥的開度時(shí)， 其調(diào)節(jié)幅度控制在5%至30%的開度范圍。
全文摘要
本發(fā)明涉及能效分析技術(shù)，旨在提供一種提高TRT裝置運(yùn)行能效的方法。該方法包括(1)在保持煤氣流量不變的情況下，記錄不同閥門開度時(shí)所對(duì)應(yīng)的透平機(jī)能效；選取其中透平機(jī)能效最高或者發(fā)電機(jī)電流最大時(shí)的蝶閥開度，作為該煤氣流量下入口蝶閥的最佳開度；(2)改變煤氣流量條件，重復(fù)上述實(shí)驗(yàn)，建立煤氣流量與蝶閥開度對(duì)應(yīng)關(guān)系的數(shù)學(xué)模型；(3)根據(jù)TRT裝置運(yùn)行過程中的煤氣流量，通過所述數(shù)學(xué)模型獲得對(duì)應(yīng)的入口蝶閥最佳開度，并據(jù)此對(duì)透平機(jī)入口蝶閥的控制，從而實(shí)現(xiàn)TRT裝置在能效最佳狀態(tài)。本發(fā)明方便對(duì)透平機(jī)的運(yùn)行管理與優(yōu)化操作；可有效的減少由于采樣帶來(lái)的噪聲而引起的能效計(jì)算數(shù)據(jù)錯(cuò)誤；優(yōu)化計(jì)算進(jìn)口蝶閥的開度，提高TRT裝置的能效。
文檔編號(hào)C21B5/00GK102534077SQ20121001205
公開日2012年7月4日 申請(qǐng)日期2012年1月13日 優(yōu)先權(quán)日2012年1月13日
發(fā)明者吳平, 楊春節(jié), 王小華, 郁輝球, 麻劍鋒, 黃龍誠(chéng) 申請(qǐng)人:杭州哲達(dá)科技股份有限公司