2026-08-26
В процессе производства стали потребление энергии на стадии доменного выплавления чугуна составляет более 70% от общего энергопотребления всей сталелитейной промышленности. Использование вторичной энергии, генерируемой в этом процессе, стало ключевой задачей для сталелитейных компаний в целях экономии энергии и снижения потребления. Ключевой технологией для решения этой проблемы является установка рекуперации энергии доменной печи (TRT) . Она использует энергию давления и тепловую энергию верхнего газа доменной печи для привода генератора, вырабатывающего электроэнергию через турбинный расширитель. Установка не потребляет топливо и не загрязняет окружающую среду , и признана на международном уровне наиболее ценным устройством для рекуперации вторичной энергии .
турбинного устройства для рекуперации остаточного давления доменной печи заключается в использовании верхнего газа с определенным давлением, выделяющегося при плавке в доменной печи, и преобразовании этого газа в механическую энергию путем совершения работы через турбинный расширитель, что приводит в движение генератор для выработки электроэнергии .
Доменный газ можно сравнить с «энергетической банковской картой»: из всей энергии (энтальпии), переносимой высокотемпературным газом высокого давления, выходящим из доменной печи, энергия давления представляет собой высококачественную полезную энергию (σ). Ранее, при использовании редукционных клапанов, газ высокого давления принудительно дросселировался, что приводило к почти полной потере давления σ. Турбинное устройство для рекуперации остаточного давления в доменной печи по сути представляет собой блок рекуперации энергии, установленный в месте расположения редукционного клапана. Газ высокого давления проходит через лопатки турбины, приводя ротор во вращение и преобразуя давление σ в механическую энергию, которая затем приводит в действие генератор для выработки электроэнергии .
турбинного агрегата рекуперации давления доменной печи следующий: после удаления пыли верхний газ доменной печи отводится из-под редукционного клапана и через впускной клапан поступает в турбинный расширитель. Он расширяется и совершает работу в канале потока, состоящем из неподвижных и подвижных лопаток, постепенно снижая давление и температуру, что преобразуется в кинетическую энергию, которая воздействует на рабочее колесо, заставляя его вращаться. Рабочее колесо приводит в движение генератор для выработки электроэнергии через муфту . Этот процесс заменяет традиционный метод снижения давления с помощью клапанов высокого давления, позволяя рекуперировать и использовать энергию, которая в противном случае была бы потеряна .
Турбинные установки для рекуперации остаточного давления в доменных печах делятся на два типа: сухие и мокрые, в зависимости от процесса пылеудаления .
В системах влажного рекуперации тепла (ВТХ) вода используется для снижения температуры газа и удаления пыли. В системах сухого рекуперации тепла (ВТХ) , напротив, используются рукавные фильтры или электростатические осадители, и для охлаждения не требуется промывка водой . Сухие турбины рекуперации тепла в доменных печах имеют более высокие температуры входящего газа и меньшие потери давления, что приводит к увеличению выработки электроэнергии на 30-50% по сравнению с системами влажного рекуперации. Кроме того, сухие системы экономят примерно 9 тонн воды и 60-70% электроэнергии на тонну произведенного железа .
турбинных установок с рекуперацией давления в сухих доменных печах является более высокая теплотворная способность газа, который при использовании для нагрева доменной печи может повысить температуру горячего дутья на 40-90℃, тем самым снижая долю кокса в чугуноплавильном производстве . В настоящее время турбинные установки с рекуперацией давления в сухих доменных печах стали стандартным оборудованием на вновь строящихся крупных доменных печах .
Современные усовершенствованные турбинные системы рекуперации давления в доменных печах достигли общей эффективности 92–93% , а колебания давления в верхней части доменной печи можно контролировать в пределах ± 2 кПа . Эффективность турбинных систем рекуперации давления в доменных печах третьего поколения еще выше и достигает 94% .
Мощность, вырабатываемая турбиной рекуперации давления доменной печи на тонну железа, стабильно составляет от 38 до 42 кВт·ч . При использовании метода сухого пылеудаления турбина рекуперации давления доменной печи может рекуперировать до 50 кВт·ч электроэнергии на тонну железа . В зависимости от давления в верхней части печи, турбина рекуперации давления доменной печи может рекуперировать приблизительно 30% энергии доменного взрыва .
турбинных установок рекуперации остаточного давления в доменных печах включают:
Технология высокоэффективных лопаток для больших потоков : разработан профиль лопатки, способный к изгибанию и скручиванию под широким диапазоном условий эксплуатации и высоких нагрузок, что позволяет адаптироваться к частым и значительным колебаниям условий работы доменной печи.
Интеллектуальная стратегия управления : обеспечивает дистанционный запуск/остановку одним нажатием кнопки и работу в автоматическом режиме.
Технология высокоточной регулировки давления в верхней части печи : обеспечивает точный контроль давления в верхней части печи за счет автоматической регулировки неподвижных лопаток.
Турбинные установки для рекуперации остаточного давления в доменных печах широко используются на металлургических предприятиях как внутри страны, так и за рубежом, обеспечивая значительную экономию энергии.
Проект модернизации доменной печи объемом 5580 кубических метров на металлургическом заводе «Север Сталь» в России является ярким примером системы рекуперации давления в доменной печи . До модернизации существующее оборудование имело КПД всего 70%, вырабатывая около 14 000 киловатт-часов электроэнергии в час. После модернизации были установлены новые турбины рекуперации давления в доменной печи , что позволило достичь КПД системы в 92%, увеличив годовую выработку электроэнергии на 43,2 миллиона киловатт-часов, что эквивалентно экономии 13 000 тонн стандартного угля в год и сокращению выбросов углекислого газа на 36 000 тонн в год. Срок окупаемости инвестиций составил всего 12 месяцев . Этот проект получил множество отраслевых наград.
Проект расширения и модернизации системы рекуперации тепла и электроэнергии (TRT) компании Xinyu Steel также принес замечательные результаты. Благодаря собственным инновациям, компания Xinyu Steel модернизировала турбины рекуперации давления в доменных печах № 10 и № 9 , увеличив выработку чистой электроэнергии на 43,8 млн киловатт-часов в год и сократив выбросы углекислого газа на 42 000 тонн . После модернизации суточная выработка электроэнергии энергоблоком № 10 увеличилась с 270 000 киловатт-часов до 330 000 киловатт-часов, что составляет прирост на 22% .
Ханьданьский металлургический завод увеличил среднесуточную выработку электроэнергии на 40 000 киловатт-часов по сравнению с аналогичным периодом прошлого года за счет корректировки отклонения верхнего давления в турбинном блоке рекуперации остаточного давления доменной печи и неподвижных лопаток этого блока. Два турбинных блока рекуперации остаточного давления доменной печи Нинбоского металлургического завода успешно прошли сертификацию «Три энергоблока по рекуперации остаточного давления» провинции Чжэцзян .
По оценкам, установка турбинного устройства для рекуперации остаточного давления в доменной печи объемом 5000 кубических метров может сократить выбросы углекислого газа более чем на 560 тонн в сутки .
турбины рекуперации давления доменной печи являются основными рабочими компонентами, напрямую определяющими эффективность рекуперации энергии и срок службы установки . Доменные газы содержат пыль и коррозионные среды. После длительной эрозии и коррозии лопатки турбины рекуперации давления доменной печи изнашиваются , их профиль становится менее точным, канал потока шероховатым, а потери потока увеличиваются из года в год, что приводит к непрерывному снижению эффективности .
Наиболее распространенным видом отказа лопаток в турбинных установках рекуперации давления доменных печей является усталостное разрушение . Одна из таких установок внезапно вышла из строя после 84 дней эксплуатации, при этом лопатки сломались у основания. Анализ показал, что мельчайшие поры, образовавшиеся в процессе производства, создали концентрацию напряжений в точке зарождения трещины, что привело к ее образованию и, в конечном итоге, к усталостному разрушению. В другой установке рекуперации давления мокрой доменной печи после трех лет эксплуатации образовались трещины у основания первичных и вторичных подвижных лопаток, что является типичным примером коррозионно-усталостного растрескивания .
турбинных установок рекуперации давления доменных печей для временного ремонта роторов и лопаток используется технология лазерной наплавки. Технология лазерного легирования поверхности лопаток позволяет эффективно повысить их стойкость к эрозии в турбинных установках рекуперации давления доменных печей .
Прогнозируется, что к 2025 году уровень внедрения турбин, рекуперирующих давление в доменных печах, в сталелитейной промышленности достигнет 22% , что позволит ежегодно экономить 570 000 тонн стандартного угля и сокращать выбросы углекислого газа на 1,58 миллиона тонн в год . Поскольку сталелитейная промышленность стремится к достижению целей по достижению углеродного пика и углеродной нейтральности, продвижение и применение турбин, рекуперирующих давление в доменных печах , в качестве вторичного оборудования для рекуперации энергии, не потребляющего топливо, не загрязняющего окружающую среду и имеющего низкие затраты на производство электроэнергии, будет и впредь оказывать ключевую поддержку «зеленой» трансформации сталелитейной промышленности .
Турбинная установка рекуперации давления доменной печи нового поколения отличается высокоэффективной аэродинамической конструкцией, работающей в широком диапазоне режимов, и высокоточной технологией регулирования давления в верхней части, что позволяет установке поддерживать высокую эффективность даже в широком диапазоне колебаний нагрузки . Турбинная установка рекуперации давления доменной печи успешно применяется на международных рынках, например, в Турции.
Компания Tianjin Baozhong Electromechanical Equipment Technology Co., Ltd. специализируется на поставке запасных частей, лопаток, роторов и услугах по техническому обслуживанию турбинных установок для рекуперации остаточного давления доменных печей . Для получения более подробной технической информации, пожалуйста, свяжитесь с нами.
