石家庄钢铁有限公司1080m3高炉BPRT的应用

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西安陕鼓动力股份有限公司为石家庄钢铁有限公司1080m3高炉提供轴流压缩机、能量回收透平机同轴机组（bprt―Blower，Power，Recovery，Turbine）。该BPRT机组通过轴流压缩机满足高炉供风工艺的需求，又能把高炉煤气的余压余热、转换为旋转机械能通过同轴透平膨胀机直接传递给压缩机轴端，省去了机械能转换为电能的中间环节，达到能量回收的目的。

关于高炉BPRT装置的系统组成及设计参数

（一）高炉BPRT装置总体的系统组成

高炉BPRT主要由以下系统组成：满足供风工艺的高炉轴流压缩机系统，用于能量回收的透平机系统，油控制系统，液压伺服控制系统，仪表自动化控制系统。

该项目高炉轴流压缩机的组成及特点

轴流压缩机的型号为：AV56-13属于全静叶可调式轴流压缩机。机身采用三层缸（机壳、调节缸、叶片承缸）结构，具有刚性好、吸振、降噪等特点。

机壳采用水平剖分型式，由灰铸铁铸造而成，上、下机壳由螺栓连接。机壳一端固定，另一端可滑动，采用四点支撑。同时为保证机组受热膨胀时的对中性，在机壳两端设有垂直导向键。

调节缸为静叶角度的调节机构，由钢板焊接而成，上、下水平剖分。支撑在机壳内，由安装在机壳外两侧的伺服马达驱动。

叶片承缸由叶片承缸体、进口导叶、静叶片、静叶轴承和曲柄等部件组成，叶片承缸体由球墨铸铁铸造而成，为上下水平剖分。

径向轴承为椭圆瓦型式，具有稳定性好、承载力高和便于调整等特点；每个径向轴承上安装有两支PT100的热电阻（双支），且以互成90°角的形式安装两个振动探头。止推轴承为金斯贝雷型，该形式轴承的主、付推力面均可100%的承受轴向推力且瓦块可自动调整。止推轴承的主、付推力面均安装有两支PT100的热电阻（双支），同时在轴承侧安装一个带键相探头的轴位移探头。

密封型式为迷宫式密封。

该项目用于能量回收的透平膨胀机组的组成及特点

透平膨胀机的型号为MPG7.3-310/165，采用双层缸（机壳、叶片承缸）结构，具有刚性好、吸振、降噪等特点。机壳采用水平剖分型式，由球墨铸铁铸造而成，上、下机壳由螺栓连接，径向下部进、排气方式。机壳一端固定，另一端可滑动，采用四点支撑。同时为保证机组受热膨胀时的对中性，在机壳两端设有垂直导向键。

叶片承缸由叶片承缸体、1级进口导叶静叶轴承和曲柄、第2级固定静叶部等部件组成，叶片承缸体由球墨铸铁铸造而成，为上下水平剖分。

透平膨胀机设计最大压力为300kPa（G），最高温度为250℃。

径向轴承为可倾瓦型式，具有稳定性好、承载力高和便于调整等特点；每个径向轴承上安装有两支PT100的热电阻（双支），且以互成90°角的形式安装两个振动探头。止推轴承为金斯贝雷型，该形式轴承的主、付推力面均可100%的承受轴向推力且瓦块可自动调整。止推轴承的主、付推力面均安装有两支PT100的热电阻（双支），同时在轴承侧安装一个带键相探头的轴位移探头。

密封：拉别令充氮密封+碳环密封。

伺服油缸：透平主机伺服油缸的设计采用双伺服油缸，设计中采用了先进技术，通过导向圈体同步带动来调节静叶角度，并配有位置传感器及行程开关，确保动作灵敏、可靠性高。工作油压12MPa。

盘车装置：电动盘车，机械式超越自动离合结构。

机组主要配套设备的组成及特点

（一）BPRT机组的油控制系统

在充分满足机组正常运行状态的前提下，该系统为整套机组各个点供油，综合考虑到各种事故状态，并针对这些情况做了相应地设计。主、备油泵均选用交流电动泵。整个油系统设有自力调节阀，主要调节油压，并设有可相互切换的双联油冷却器（管式）及双联滤油器，该系统设有现场仪表盘及完备的报警信号输出，便于现场调试及控制室对其运行状态的监视，实现远程及现场双向可调。

（二）BPRT机组的液压伺服控制系统

根据机组自控系统的指令，准确及时控制轴流压缩机的风量或风压、透平转速、炉顶压力等。控制对象为轴流压缩机的静叶可调机构和透平一级静叶可调机构，旁通快开阀、快切阀液压控制系统。带自循环过滤装置。

（三）BPRT机组的仪表自动控制系统

本系统采用先进的计算机控制系统，完成机组所必须的过程控制、逻辑控制和过程监视功能。操作站具有工程师编程功能及操作员操作功能；打印机具有报警打印、报表打印、画面拷贝功能。操作站具有直观的监视操作画面，操作简便可靠。具有历史数据存储，事故追忆功能。

结语

通过安装轴流压缩机、能量回收透平机同轴机组，不仅提高了对高炉炉顶煤气热能和压力能的回收，降低了煤气输配管道的流动噪音，同时还提高了高炉顶部送风的质量及顶压，从而提高了高炉的冶炼效率，增加了钢材产量。BPRT装置的安装在提高了钢铁产业能源和资源的利用率的同时，还为保护环境，减少废弃物排量做出了重要贡献。

（作者均供职于唐山钢铁国际工程技术有限公司）