TRT技术协议.docx
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TRT技术协议
高炉TRT发电装置
技
术
协
议
甲方:
乙方：
第一章承包内容及范围界面
第二章工厂技术条件
第三章TRT装置各系统配置及功能
第四章功能指标、保证值和考核办法
第五章设备监制
第六章设备检验内容及计划
第七章设计内容及设计、施工、验收标准
第八章供货范围
第九章项目施工实施管理
第十章资料交付内容及时间
第十一章技术服务与培训
第十二章其它
**********（以下简称甲方）与**********（以下简称乙方）就**********公司#高炉煤气余压透平发电装置的总体设计和供货进行了充分协商和讨论。
乙方工程承包内容包括全部工厂设计、设备成套设计、设备成套供货、安装工程、调试及其技术服务，并对TRT机组的工艺方案、技术性能、供货质量、安装质量，安全、可靠、稳定、连续运行，满足设计指标全面负责。
双方达成如下技术协议：
第一章承包内容及范围界面
1双方承包内容
1.1乙方负责#高炉TRT项目工程全部设计。
1.2乙方负责设备成套设计、设备供应、安装调试、技术服务。
1.3甲方负责全部土建、基础施工，各种辅助能源介质供应和设施安装。
1.4项目实施中的安全责任自负。
2范围界面
2.1甲方负责内容（按乙方设计图纸施工）
a）负责TRT项目的建筑工程全部施工、组织、管理，主、辅材料供应。
b）施工图纸范围内的拆迁、三通一平、初勘、详勘。
保证施工方便。
c）人防工程保护处理、厂房及附属设施、主、辅设备基础、二次灌浆。
d）外围煤气管道支架、钢平台、钢托座、基础水泥支座。
（以厂房墙为界）
e）水、电、氮气外围供应和设施安装（到接口法兰或配电柜）。
f）提供设备、材料仓储保管的临时场地
g）负责TRT与高炉通信信号的高炉端软件编程、接线。
h）调压阀组改造需要的碟阀供货及安装施工。
i）施工用电、用水：
甲方就近提供接口。
2.1乙方负责内容
（1）负责#高炉TRT项目工程的全部设计。
**********特殊部分：
a）人防工程的保护设计；
b）大型阀门的耐压全部选用0.25MPa压力等级；
c）启动调速阀不用液压伺服控制阀，使用电动蝶阀；
d）快开慢关阀用两台并联（即A、B阀）；
e）取消主油泵，在润滑油站设置两台电动油泵，一用一备；
f）液压系统的过滤器用贺德克过滤器，液压伺服阀台的过滤器用双联过滤器；
g）TRT与高炉联系信号电缆敷设、煤气管道、并网电缆和高压开关柜设计；
h）配置视屏监视系统；
i）考虑二期再上2套TRT的控制室预留位置；
k）水、电、氮气外围设计。
（2）设备供货
除甲方负责施工的部分外均由乙方负责
煤气管道、大型阀门由乙方负责
TRT与高炉信号电缆及高炉端模块、隔离栅的供货
TRT到风机房配电室并网电缆、高压开关柜的供货
透平机和发电机的地脚螺栓由乙方负责。
（3）安装调试
除甲方负责的部分外均由乙方负责按照《标准》和图纸安装调试。
1.煤气管道、大型阀门的安装交接点为甲方输送管道上。
2.负责TRT与高炉信号电缆及高炉端模块、隔离栅的供货，以及电缆、桥架敷设（或穿线管）施工。
3.从TRT到风机房配电室并网电缆、高压开关柜的供货、安装、调试。
4.润滑油、液压油系统冲洗用油及第一次油箱填充油的采供和安装。
5.电气、仪表计算机系统接地。
6.TRT厂房内的天车供货、安装、调试。
第二章工厂技术条件
1气候条件
1.1大气压力
年平均100.587kPa
最高大气压力101.69kPa
最低大气压力99.58kPa
1.2大气温度
年平均温度12.7℃
历史最高温度40℃
历史最低温度-20℃
1.3相对湿度
年平均63.5%
最热月平均75%
最冷月平均52%
1.4积雪最大厚度300mm
1.5抗震烈度7度（12度系统）
1.6最大冻土深度：
设计时应考虑室外设备在-20℃持续3h寒冷情况下能保证正常生产的要求。
2辅助能源介质
2.1冷却水（净环水）
PH值7.5~8.5
悬浮物≤50mg/L
水压0.4MPa（G）；乙方冷却压差≯0.25MPa
水温≤35℃
流量≤400m3/h
2.2电源
并网电源6.3kV，50Hz
动力电源由甲方提供两路低压380V/220V，50Hz电源
2.3氮气
压力0.4~0.7MPa
温度常温
纯度99.9%（无油无水）
2.4高压母线短路数据
最大运行方式：
短路电流Idmax=25.24KA
最小运行方式：
短路电流Idmin=25.02KA
2.5地质初勘、详勘资料
3高炉煤气
3.1高炉煤气组份（体积比）
组份名
CO
CO2
N2
H2
O2
CH4
数值（%）
26
18.3
54.2
0.5
0.5
0.5
3.2TRT工艺参数
项目
单位
0#
1#
最小
设计
最大
最小
设计
最大
高炉炉容
m3
420
350
TRT入口煤气量
万Nm3/h
10
12.5
13.5
8
10
12
TRT入口煤气压力
kPa（G）
80
135
150
80
120
140
TRT入口煤气温度
℃
80
140
150
80
140
150
TRT入口煤气含尘量
Mg/Nm3
≤10
≤10
TRT出口煤气压力
kPa（G）
15
15
18
15
15
18
第三章TRT装置各系统配置及功能
1.TRT装置各系统配置及功能
1.1TRT装置的八个系统
Ø透平主机系统；
Ø润滑系统；
Ø液压伺服系统；
Ø氮气密封系统；
Ø给排水系统；
Ø高、低压发配电系统；
Ø自动控制系统；
Ø大型阀门系统。
1.2机组布置（示意如下）
透平联轴器发电机
1.3各系统设备构成及功能
1.3.1透平主机
型号：
GT60·D—SJZ
TRT运行时的主要性能参数
项目
单位
0#
1#
最小
设计
最大
最小
设计
最大
高炉炉容
m3
420
380
TRT入口煤气量
万Nm3/h
10
12.5
13.5
8
10
12
TRT入口煤气压力
kPa（G）
80
135
150
80
120
140
TRT入口煤气温度
℃
80
140
150
80
140
150
TRT入口煤气含尘量
Mg/Nm3
≤10
≤10
TRT出口煤气压力
kPa（G）
15
15
18
15
15
18
透平机效率
≥86%
≥86%
透平机输出功率
kW
1315
2965
3430
1052
2173
2898
发电机效率
96%
96%
发电机输出功率
kW
1262
2864
3293
1010
2084
2782
转速
r/min
3000
主机为二级轴流反动式透平，径向进、排气。
一级静叶可实现全关闭并自动可调，二级静叶为揭盖可调，适应工作介质为设计参数规定的干式高炉煤气。
转速：
3000r/min，右旋（顺气流轴向流动方向看为顺时针），允许超速10%。
临界转速：
一阶临界转速≥3800r/min，启机过程没有共振点。
设计点透平机输出功率0#：
2965kW；1#：
2173kW
透平主机承压能力最大300kPa
透平主机抗温能力最高温度250℃
透平主机寿命≥20年
透平主机叶片寿命≥4万小时（设计点煤气参数下）
透平主机平均年工作时间≥8000小时
透平连续不揭盖工作时间≥1.2万小时（运行第一年必须揭盖检查）
透平主机净重约50t
最大起吊重量约17t
轴振动（双振幅）50μm正常
80μm报警
130μm停机
轴位移（不含端面轴承间隙）±0.2mm正常
±0.3mm报警
±0.5mm停机
外廓尺寸4650mm×2960mm×3060mm（长×宽×高）
1.3.1.1透平转子
主轴、中间轴和联轴器采用高强合金钢25Cr2Ni4MoV整体锻件，切割为三段，分别加工这三个关键零件，确保材质的晶相组织、物理和力学性能完全一致。
转子动平衡精度为G1级，并做动平衡试验。
叶片具有优异的气动性能，具有不积灰、不堵塞的特性。
在结构上保证满足强度和振动的要求。
利用计算机软件模拟工作环境，严格计算叶片在各要求状态下的应变和位移，优化叶尖间隙（1.5~2mm），提高效率。
叶片表面进行强化处理，并涂抗冲刷涂层。
使叶片具有耐磨、耐腐蚀和耐疲劳的性能。
静叶（2Cr13）设计特别针对进气边R进行多轮计算，适应进气攻角变化范围大，确保在设计点前后范围较宽的各种工况下始终保持较高的效率。
一级静叶通过计算机对高炉顶压波动闭环同步控制，在确保顶压波动值小于±2.5kPa前提下，优化设计改善变工况性能，使透平最大出力。
一级静叶能够达到全关状态。
此时，若以全压全量煤气冲击透平机，透平机转速不超过500r/min。
动叶材质为高强度、抗高温、耐酸不锈钢（1Cr11Ni2W2MoV）。
榫头采用枞树型大圆弧齿，确保叶片的疲劳寿命。
全部动叶均测频，并记录备案，供维护时检测参考，从而控制制造质量。
在气动设计上采取整件式的气流通道，减少了流场的二次损失。
1.3.1.2轴承
支承轴承为稳定性高、寿命长的动压滑动轴承。
止推轴承采用自位式可倾瓦滑动轴承，受力均匀，寿命长。
油膜刚度能满足轴振动特性要求。
轴衬采用巴氏合金，对轴进行有效保护。
并采取有效的冷却措施。
1.3.1.3氮气密封
迷宫式+蓖齿轴封采用专利技术，以氮气作为密封介质。
密封片材质为不锈钢，相对的密封环采用耐蚀自润滑材料。
采用多层防污、排污措施，密封环使用寿命≥1.5万小时。
密封可靠性高，耗氮量小≤60Nm3/h。
1.3.1.4盘车装置
采用电动盘车装置，工作可靠。
透平启动时转速约大于4~6r/min能自动脱开。
1.3.1.5危急保安器
透平转子带机械式危急保安器采用专利产品，紧急切断阀能够在事故情况下实现紧急快关，保证透平转子转速不超过允许范围。
动作灵活、重复性好（±10r/min）、工作可靠、调整方便。
特别是油门动作时液压油回到动力油站，不会造成混油的现象。
1.3.1.6机组控制方式
第一级静叶可做到全关且自动可调。
采用双油缸力偶驱动，调节腔由氮气密封，并设排污口和监测孔，以保证运转灵活、可靠。
在入口蝶阀、紧急切断阀全开时通过调静叶，透平机能平稳起动、自动调速、自动并网、自动调功率和自动调炉顶压力。
第二级静叶揭盖可调，能满足高炉全寿命期内煤气参数变化要求（质保期内乙方免费调整）。
1.3.1.7内外壳体
外壳体为板材和锻件的焊接结构，主要材料为Q235，经消除应力热处理，变形小，刚性好，具有很强的包容性。
中分面开导油槽，油不外漏，各处紧固件可达性、可操作性良好。
内壳体材料为HT250，结构上可以调整中心位置，以弥补制造误差，确保壳体中心与转子中心的重合性，从而保证叶片与缸壁间隙小而均匀，提高可靠性和效率。
1.3.1.8滑销系统
透平主机具有合理的滑销系统，以疏导热胀冷缩，防止机械变形。
1.3.1.9联轴器和护罩
采用刚性联轴器，材料为25Cr2Ni4MoV锻件。
护罩为板金焊接件。
1.3.2润滑系统
本系统作用是在机组的各种工况下对其润滑点进行有效润滑和冷却，从而保证整个TRT机组的正常运行。
系统主要由润滑油站（设置两个电泵，不设轴联主油泵）、高位油箱、机旁润滑油管道及检测仪表等组成。
透平机正常运转时，两个电泵之一提供润滑油（一用一备），可实现无扰动切换。
高位油箱在油泵同时发生故障时，向机组提供安全停机所需的润滑油量。
a）润滑油站
由油箱、三螺杆电动油泵、油冷却器、滤油器、自力式调节阀、排油雾风机、加热器、阀组、自过滤器、站内联接油管路、油箱测温热电阻、液位传感器等组成。
所有对外接口法兰都成对配置（含有紧固件），附有节流板（不锈钢）、回油窥视镜（不锈钢）、检测元件等。
油品32号汽轮机油
供油压力0.65MPa（远端0.15±0.03MPa）
供油流量~300L/min
供油温度40±5℃
油过滤精度20μ
润滑油清洁度NAS1638-10级。
油箱最大容积：
5m3采用碳钢板焊接件，内外部表面经防锈处理（内部不涂漆），所有腔室可达性良好，便于清洗、维护。
站内管道（不锈钢）防锈处理。
油泵电机：
2台，功率18.5kW/台，转速1450r/min；
冷却器2台，列管式。
双筒滤油器，采用叠片式滤芯，可实现在线清洗及切换。
管式加热器：
功率6×4kW，220V（AC）
减压阀，止回阀，截止阀，安全阀等均采用优质组件，工作可靠。
压力、温度和油位传感器均采用优质组件并具有远传功能，所有温度传感器为PT100铂电阻传感器。
b）高位油箱
高位油箱是圆筒形的储油罐，不锈钢板焊接件，表面经防锈处理，无渗漏，油箱容积1m3。
位于机组中心5米以上高处。
其下方有管道与润滑油站供油管相接，上方有管道与总回油管相通；其储油量足以保证机组停机而油泵因停电不能启动时机组各润滑点的短时期供油润滑。
中间各连接管道（碳钢）均于机组、高位油箱、润滑油站安装就位后现场接入；在每个供油管末端均设有节流孔板，其孔的大小是按该点所需油量设计的；在各回油支管中还装有一段带温度计和观察窗口的管道，可以方便地现场观察回油情况和回油油温。
c）润滑油站设置有必要的检测点：
对油压、油温、液位等参数进行测量，配套仪表除能满足现场运行状况监测，同时提供信号进入自动控制系统，以满足集中监控的要求。
油箱油位变送器
油箱油温热电阻
油冷却器前、后油温的热电阻
自动控制内容：
油压、油温、两油泵自动倒泵控制
d）润滑油清洁度：
要求设备在组装后、出厂前进行充分的油循环，并采取相应的包装措施进行运输，确保设备清洁度的要求。
现场管线的清洗在现场进行，达到清洁度要求。
冲洗油、第一次填充油乙方负责。
1.3.3液压系统
本系统控制对象为透平静叶伺服机构、透平入口紧急切断阀、快开慢关阀。
由油源站（含自过滤循环装置）、控制阀台组成，油源采用集中油源。
压力，温度和油位传感器均采用优质元件并具有远传功能，所有温度传感器为PT100铂电阻传感器。
1.3.3.1液压伺服控制系统
用于控制透平转速、发电功率、炉顶压力和紧急停机时的炉顶压力等。
两台油泵互为备用；每台油泵出口有油滤器；系统回油油滤器一用一备；每个伺服阀前加两个过滤器一用一备；油泵故障时，蓄能器能保证伺服油缸两个行程的用油，使机组安全停机。
油站、阀台、油缸清洁度都达到NAS1638-6级。
油品采用YA-N32号油。
1.3.3.2油源站
恒压变量泵：
选用REXROTH公司产品，两台互为备用；
供油压力12.5MPa
额定流量100L/min
供油温度40±5℃
过滤器精度5μ；该系统所有过滤器均选用HYDAC公司产品
油箱容积1.5m3
油箱和管路材料不锈钢
含就地控制箱
含自过滤循环系统
1.3.3.3可调静叶控制阀台
伺服阀选用MOOG产品
形式电液伺服式
重量200kg
外形尺寸：
1000×475×540（长×宽×高）
能满足可调静叶1-1.5秒快关的要求。
1.3.3.4快开慢关阀控制阀台
伺服阀选用MOOG产品
形式电液伺服式
重量200kg
外形尺寸1000×475×540（长×宽×高）
与紧急切断阀相匹配，减少紧急切断阀快关时对炉顶压力波动影响。
1.3.3.5紧急切断阀控制阀台
提供紧急切断阀的油源，经过减压阀组将系统压力从12.5MPa调节到6.3MPa。
形式二位插装式
重量500kg
外形尺寸900×850×800（长×宽×高）
能实现0.5～1秒的快关要求，具有慢开、慢关、快关功能。
1.3.4氮气密封系统（含干式排灰罐）
TRT的工质是剧毒和可燃的高炉煤气，不允许从透平中泄漏。
TRT工程的氮气系统供给的氮气主要用在密封组中堵封高炉煤气。
另外用于透平检修揭盖前吹扫煤气。
透平密封有轴端密封和静叶可调腔密封。
透平轴端密封的氮气随煤气流向下游。
气源氮气压力经自力式调压阀调节为0.15~0.2Mpa，再经电动调压阀使密封处的氮气压力高于排气端煤气压力0.02~0.04MPa，这样既保证煤气无外泄，又可减少氮气耗量。
1.3.5给排水系统
发电机冷却器及润滑油、液压油冷油器用水：
工业净循环水。
液压油冷油器用水采用电动阀门自动控制。
1.3.6高低压发配电控制系统：
1.3.6.1发电机
发电机为三相无刷励磁同步发电机。
包括发电机、主副励磁机、励磁调节柜和下置式冷却器。
额定功率0#、1#3000kW
额定电压6.3kV
额定转速3000r/min
功率因数0.8
效率96％
相数三相
接法Y
绝缘等级F级（B级检测）
防护等级IP54
冷却方式空气密闭循环冷却
发电机最大允许超载10%，连续运行。
1.3.6.2控制内容：
a）发电机控制系统
b）发电机保护系统
c）发电机出口电压互感器系统
d）励磁电压互感器系统
e）系统母线电压互感器系统
f）手动准同期并网系统
g）自动准同期并网系统
h）联络柜控制系统
i）低压双路电源自动切换控制系统
j）润滑油站控制系统
k）液压油站控制系统
l）水系统阀门控制系统
m）进、出口插板阀及电动蝶阀、电动启动调速阀、切断阀（均压阀）控制系统
1.3.6.3控制要求
a）高压一次母线采用单母线不分段，一路并网方式。
b）高压主接线采用4台高压柜方案，选用中置式开关柜。
其中一台为发电机出线并网柜；一台为母线PT柜；一台为母线系统联络柜；一台为上级配电站联络柜。
其余高压元件安装在发电机出线小室内。
c）发电机有功功率、无功功率、励磁电压、励磁电流进入计控系统显示。
d）发电机保护设置以下保护：
（1）纵联差动保护
（2）复合电压闭锁的过流保护
（3）过负荷保护
（4）零序保护
（5）低电压保护
（6）失磁保护
（7）逆功率报警
（8）低周波保护
（9）转子一点/两点接地保护
（10）定子单相接地保护
（11）过电压保护
f）所有保护采用微机综合保护，保护装置动作及报警信号送至监控系统。
g）在监控上可采集到以下电气参数：
发电机电压、发电机电流、发电机频率、功率因数、有功功率、无功功率等电气参数。
h）准同期并网按手动、自动两种方式设计。
i）高压电气系统设置继电保护屏、控制操作屏各1面。
j）系统配置一套微机控制直流电源（两台TRT共用一套），电源容量120Ah、220VDC，电池选用铅酸免维护产品。
k）并网断路器辅助触点送励磁系统。
l）上级变电所联络柜断路器辅助触点（两个常开信号）送监控和TRT联络柜控制系统。
与TRT的连接电缆为YJV22－6KV3*185500米（误差10％）沈阳电缆、天津金山，终端头（长春热缩），采取电缆防火措施
m）低压主接线采用单母线分段，用户提供两路380/220V三相四线制电源。
两路同时供电，在一路供电回路故障时，可实现母联自投。
两路电源均来自用户变压器。
n）低压配电系统配电屏的数量：
待定（两台TRT共用）满足单台检修需要。
o）低压辅机用电设备控制分手动、自动两种控制方式，手动、自动方式通过现场操作箱上的选择开关进行选择。
自动控制、联锁由自控系统完成；手动控制由现场操作箱上按钮操作，手动操作仅在机组调试、检修维护时使用，低压不设操作屏。
p）低压辅机用电设备（液压油站、润滑油站、大电动阀门、盘车）设置现场防爆操作箱（浙江华荣）。
q）低压开关、接触器元件选用天水213、ABB、施奈德产品，继电器：
许继。
端子排：
菲尼克斯。
1.3.7自动控制系统
系统设计原则：
乙方对整个控制系统的安全性、完整性、正确性、可靠性、先进性负责。
在确保高炉顶压稳定，高炉正常生产的前提下，最大程度地回收高炉煤气压力潜在能量。
无论任何情况下，保证TRT机组的安全，转速不超过允许范围。
系统具有高度自动化程度，实现全自动方式开机、运行、停机。
即自动调速、自动并网、自动调功率、自动调节炉顶压力。
；并在TRT机组启动、升速、升功率、正常停机、紧急停机过程中，与高炉控制系统密切合作，保证高炉炉顶压力的波动在一定范围内：
正常运行时≤±2.5kPa（包括启机过程）
正常停机时≤±3.5kPa
紧急切断时≤±5.0kPa
1.3.7.1主要控制功能
控制系统除完成TRT系统运行所需的所有检测、过程控制、顺序控制及逻辑联锁外，还具有全自动、半自动及手动的启动、调转速、并网、调功率、调节顶压、停机，前馈调节等功能，并且这些调节模式间可无扰动切换。
1.3.7.2控制系统主要内容
控制系统主要完成过程控制、顺序逻辑控制和过程监视。
a）过程控制与顺序逻辑控制
▲手动及自动启停机
▲手动及自动准同期并网
▲电压、转速、功率的自动调节
▲机组保护和故障的自动联锁
▲高炉顶压复合调节系统：
TRT投入前炉顶压力由高炉操作室控制，TRT投入后由TRT控制室控制（包括减压阀组阀位开度的显示）。
▲电液伺服控制系统
▲前馈调节系统
▲氮封差压调节系统
▲大型阀门控制系统
▲高、低压发配电系统的联锁控制
▲润滑油站系统，液压油站的监控系统
▲给排水监控系统
▲轴运动监控系统
▲轴承温度监控系统
▲粉尘监控系统
▲报警及安全联锁（包括CO）
▲重故障紧急停机联锁控制系统
b）过程监视
自控系统对机组运行所需监视的全部参数进行数据采集，并通过各种显示画面进行直观的显示、操作。
主要画面有流程图、控制分组、历史趋势画面（主要参数历史趋势图）、综合报警、发配电系统一次方案图等。
通过打印机可完成信息打印、画面拷贝和报表打印。
对主要运行设备视屏监视，共2台四画面监视器、8个摄像头。
1.3.7.3技术方案
自控系统采用西门子公司S7-400热备冗余系统，I/O控制通道冗余量15%。
每套自控系统共两台操作站（其中一台操作站为工程师站兼操作员站），操作系统采用中文Windows系统。
操作站选用DELL公司OptiPlex产品，CPU为英特尔® 酷睿TM 2双核处理器，内存1G，硬盘160G，DVDRW，双网卡，19’’液晶彩显。
每套自控系统各一台打印机（其中一台激光、一台针打）。
系统具有完善的硬件、软件故障诊断及自诊断功能，自动记录故障报警并提示维护人员进行维护。
操作系统、上位监控软件、PLC编程组态软件（含正式授权）为最新正版软件。
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