早期采用高压操作的高炉上没有回收炉顶煤气压力能,炉顶的高压煤气通过减压阀组调压后直接进入管网,压力能变成噪声,浪费能源还污染环境。1962年,苏联首先建成了一套6000千瓦的TRT装置,为半干式轴流冲动式结构,解决了这些问题。之后,法国、日本等国家相继发展了高炉炉顶煤气余压发电技术。
中国首都钢铁公司于1981年从日本引进,并于1983年建成投产了第一套装机容量为5700千瓦的TRT装置。1984年,中国研发的第一套TRT装置在上海梅山冶金公司投产,装机容量1700千瓦。此后,TRT技术在中国得到逐步推广应用,取得了良好的节能效果。
TRT装置由透平主机、大型阀门系统、润滑油系统、液压伺服系统、给排水系统、氮气密封系统、高/低发配电系统、自动控制系统八部分组成。装置的调速方式从调速阀调节发展到利用透平的静叶进行调节;结构型式从径流式发展到轴流式,从冲动式发展到反动式。
根据高炉煤气除尘系统中煤气净化方式的不同,TRT装置有干式、湿式和干湿两用式3大类。用水来降低煤气温度和除尘并设置TRT装置的工艺为湿式工艺流程,采用干式除尘(布袋或电除尘)并设置TRT装置的工艺为干式工艺流程,干湿两套装置互为备用并分别与TRT配合运行的工艺为干湿两用式工艺流程。对于相同高炉,干式TRT的发电能力可比湿式的增大30%左右。
TRT装置的发电量与高炉煤气的压力、温度和流量有关,一般吨铁发电量为30~40千瓦·时,且温度每升高10℃,会使透平机出力提高10%。TRT装置一般在容积大于或等于1000立方米的高压高炉上设置。高压高炉炉顶压力设计范围为0.12~0.25兆帕(表压),煤气发生量每小时为10万~70万立方米,TRT以后的干管压力一般为0.01~0.02兆帕。
TRT技术优点主要有:①实现二次能量回收,除必要的运行成本外,不需消耗新的能源。通过TRT机组,可以将煤气余压转换成电能,把余压转换成电能,并获得一定的经济效益。②能更好地控制顶压。一般通过TRT机组的静叶来调整高炉顶压,比减压阀组控制更稳定,对高炉操作和稳定生产有着积极的作用。③降低噪声。由于减压阀组全部关闭,煤气从透平通过,噪声和振动以做功的形式转化为电能,可以减低减压阀组的噪声。