鋼鐵企業(yè)是耗能大戶(hù)，同時(shí)也是產(chǎn)能大戶(hù)。

其生產(chǎn)過(guò)程中產(chǎn)生了各種余熱、余能，但并沒(méi)有得到充分利用，這不僅增加了資源的浪費，還對環(huán)境造成了污染。

將生產(chǎn)過(guò)程中產(chǎn)生的大量余熱、余能通過(guò)相關(guān)設備和技術(shù)轉化為電能，再用于生產(chǎn)過(guò)程或其他用途，可以節約能源，緩解企業(yè)電力供應不足的矛盾，從而有效降低生產(chǎn)運營(yíng)成本。

因此，在國家對環(huán)境保護要求不斷提高以及當前能源、資源供應日趨緊張的形勢下，回收利用余熱、余能越來(lái)越受到鋼鐵企業(yè)的青睞。

從鋼鐵生產(chǎn)流程的特點(diǎn)來(lái)看，高爐煉鐵是目前鋼鐵生產(chǎn)中能耗最多的工序，占整個(gè)生產(chǎn)能耗的70%～80%。

因此，實(shí)現高爐煉鐵工序節能降耗是鋼鐵企業(yè)降本增效的關(guān)鍵。

高爐煉鐵在耗能的同時(shí)也產(chǎn)生了各種化學(xué)能、熱能和壓力能等等。

如何有效地回收利用這些二次能源成為當前鋼鐵企業(yè)高爐節能的主攻方向。

而利用高爐煤氣行程中的特性變化來(lái)實(shí)現二次能源再生（即余壓發(fā)電）是高爐煉鐵生產(chǎn)中高效回收能源的一種有效途徑。

設備穩定運行是提高發(fā)電效率的基礎

高爐余壓發(fā)電機組又稱(chēng)爐頂壓力回收透平（top－pressure recovery turbine）裝置，是將高爐煤氣管網(wǎng)中流動(dòng)煤氣的壓力能轉換成電能的一種設備，簡(jiǎn)稱(chēng)TRT。

TRT在高爐區域的安裝位置是與高爐調壓閥組并聯(lián)。

當TRT處于運行狀態(tài)時(shí)，要求高爐調壓閥組基本處于全閉狀態(tài)，高爐煤氣將流經(jīng)入口蝶閥、入口截流閥、緊急切斷閥、透平機、除霧器、出口截止閥和消音器，最終進(jìn)入煤氣管網(wǎng)流向用戶(hù)。

當TRT設備停止運行時(shí)，高爐煤氣將從高爐減壓閥組經(jīng)消音器直接進(jìn)入煤氣管網(wǎng)，最終輸送到用戶(hù)。

目前，大型高爐的高爐煤氣多數采用濕法除塵工藝，從而使高爐余壓發(fā)電所產(chǎn)生的電量占系統總消耗電量的比例偏低。

對此，部分大型高爐通過(guò)采取提高高爐爐頂壓力、適當增加煤氣發(fā)生量、優(yōu)化高爐噴煤的配煤技術(shù)和對發(fā)電設備進(jìn)行特殊維護等措施，使高爐余壓發(fā)電效率明顯提高，余壓發(fā)電量占系統總消耗電量的比例提高了10%，節能效果明顯。

高爐煤氣流經(jīng)透平機的過(guò)程也是實(shí)現功能轉換的過(guò)程，即將高爐煤氣的壓力能轉換成透平機轉軸的機械能，并帶動(dòng)發(fā)電機發(fā)電。

通過(guò)研究實(shí)踐可得，適當提高透平機入口溫度和提高透平機壓差是提高TRT發(fā)電能力的有效措施，同時(shí)，TRT靜葉夾角的調整和煤氣特性發(fā)生變化均會(huì )直接引起靜葉的壓差變化，從而影響TRT的發(fā)電能力。

系統化技術(shù)集成是增加發(fā)電量的條件

在鋼鐵企業(yè)節能環(huán)保工作積極開(kāi)展的今天，我國越來(lái)越多的高爐采用了高爐爐頂余壓壓差發(fā)電技術(shù)，取得了顯著(zhù)的節能效果。

該技術(shù)還在不斷優(yōu)化改進(jìn)。

國內相關(guān)技術(shù)人員經(jīng)過(guò)不斷的研究和探索，總結出以下幾種提高TRT機組發(fā)電量的方法：

一是采用高爐高頂壓操作。

雖然高爐使用高頂壓作為一項強化冶煉技術(shù)在近幾年得到了迅速的發(fā)展，但是高爐頂壓的高低與其爐況的接受能力、設備的承受能力密切相關(guān)。

首先，高爐提高爐頂壓力后最直接的效果是提高了TRT靜葉前端的壓力，從而達到增強TRT發(fā)電能力的目的。

在日常生產(chǎn)過(guò)程中，長(cháng)期穩定保持爐頂設計最高壓力是產(chǎn)生高余壓回收的基礎。

其次，高爐提高爐頂壓力會(huì )降低高爐料層中的煤氣流速，使高爐料層透氣性明顯得到改善，為高爐增加風(fēng)量創(chuàng )造了有利條件。

在正常生產(chǎn)過(guò)程中，盡量保持大型高爐穩定、合理的風(fēng)速是保持高爐下部送風(fēng)制度合理的關(guān)鍵標準。

通常，寶鋼大型高爐的風(fēng)速基本維持在260米/秒～270米/秒之間，高爐爐況的穩定性比較好。

此外，提高高爐爐頂壓力會(huì )引起爐內平均壓力升高，爐腹煤氣量因壓力作用會(huì )有所縮小，此時(shí)為了維持相同的風(fēng)速，高爐需要適當增加送風(fēng)量。

在提高爐頂壓力引起爐內煤氣流速降低的情況下，煤氣在料層中的滯留時(shí)間相應延長(cháng)，煤氣中夾雜的未燃煤粉在高溫和高壓作用下將繼續還原并燃燒，煤粉置換比得到一定程度的提高，且爐頂煤氣發(fā)生量也將有所增加，從而提高了TRT的發(fā)電能力。

二是在保持高爐爐況穩定的基礎上適當提高煤氣發(fā)生量。

根據在高爐富氧噴煤條件下煤氣發(fā)生量的轉換結果分析可以得到：風(fēng)量、風(fēng)口前端碳的燃燒率、富氧量、噴吹物的輸送載氣和噴吹物的特性等均將影響爐腹煤氣量的大小，其中高爐風(fēng)量是最大的影響因素。

在高爐爐況接受風(fēng)量的前提下，適當提高入爐風(fēng)量能夠提高TRT的發(fā)電能力。

在目前高爐噴煤使用濃相輸送煤粉的條件下，改變噴吹煤粉的特性也將影響爐腹煤氣量的大小。

適當提高煤粉中揮發(fā)分的含量既可以從一定程度上改善煤粉的燃燒性，又可以通過(guò)揮發(fā)分的燃燒和還原進(jìn)一步增加高爐煤氣發(fā)生量。

三是提高煤氣除塵效率，實(shí)現穩定的管網(wǎng)煤氣溫度。

在高爐煤氣濕法除塵工藝中，可以通過(guò)調節濕法除塵設備的工藝參數、保持盡量低的灑水溫度、提高灑水設備的霧化效果、合理控制系統設備的壓差水平等方法來(lái)保持發(fā)電設備前端較高的壓力能和溫度，從而帶動(dòng)TRT設備實(shí)現較高的發(fā)電量。

干法除塵是目前高爐煤氣除塵的另一種重要的節能技術(shù)。

采用干法除塵不僅可以避免濕法除塵工藝高耗水和廢水污染等問(wèn)題，而且還能夠盡量保持煤氣中所帶的熱量來(lái)提高發(fā)電能力。

四是強化余壓發(fā)電設備的改造與維護。

考慮到高爐煤氣除塵新技術(shù)的發(fā)展和生產(chǎn)中煤氣除塵效率的不斷提高， TRT機組除回收流動(dòng)煤氣的壓力能實(shí)現發(fā)電外，對于靜葉自動(dòng)調節爐頂壓力的功能需求也日益突出。

于是，致力于該技術(shù)領(lǐng)域研發(fā)的單位和企業(yè)通過(guò)相關(guān)技術(shù)的持續創(chuàng )新，使TRT靜葉葉型不斷得到優(yōu)化。

TRT是高爐煤氣處理管網(wǎng)末端的降壓裝置。

在高爐富氧噴煤條件下始終存在一定量的未燃煤粉和粉塵伴隨煤氣排出并流經(jīng)TRT設備，采取措施降低TRT靜葉在運行過(guò)程中的“黏灰”現象是當前提高TRT發(fā)電量的關(guān)鍵。

寶鋼煉鐵系統通過(guò)20多年的研究和對有關(guān)TRT維護技術(shù)的開(kāi)發(fā)和集成，于近期在大型高爐TRT系統上應用了靜葉采取周期性的涂層等技術(shù)，有效減少了TRT靜葉的積灰，并使TRT機組故障率下降了8%。

高爐煤氣所帶來(lái)的余壓能是清潔的可利用能源，實(shí)施高爐煤氣余能的高效利用不僅能夠完全避免回收過(guò)程中的二次污染，而且還可以實(shí)現資源的有效回收利用。

變高爐煤氣濕法除塵為干法除塵，可以明顯提高煤氣溫度，從而大幅增加煤氣的可回收余能，增加TRT的發(fā)電能力，同時(shí)也可節約水資源，減少廢水污染。

如今，高爐煤氣余壓回收利用已經(jīng)成為鋼鐵企業(yè)煉鐵工序節能的重要突破口之一。

今后，隨著(zhù)鋼鐵企業(yè)節能技術(shù)的不斷進(jìn)步，高位差的水系統壓力能和各種流體介質(zhì)中低值余能的回收利用也將得到開(kāi)發(fā)應用。