ICS 77 010 H04
YB
中华人民共和国黑色冶金行业标准
YB/T4785—2019
高炉余热余压能量回收煤气透平与
鼓风机同轴（BPRT）技术规范 Technical specification for blastfurnace power recovery turbine unit(BPRT)
2020-07-01实施
2019-12-24发布
中华人民共和国工业和信息化部 发布 YB/T47852019
前言
本标准按照GB/T1.1-2009给出的规则起。 本标准由中国钢铁工业协会提出。 本标准由全国钢标准化技术委员会（SAC/TC183）归口。 本标准起草单位：西安陕鼓动力股份有限公司、冶金工业信息标准研究院、山东泰山钢铁集团有限公
司、河北津西钢铁集团股份有限公司。
本标准主要起草人：边山成、张稳娥、杨岐平、柳黎光、黄延飞、张胜利、王姜维、仇金辉、丛培敏、 喻欢欢、王玉雷、赵一臣、任江涛、陈培敦、赵晶晶。 YB/T47852019
高炉余热余压能量回收煤气透平与
鼓风机同轴（BPRT)技术规范
1范圃
本标准规定了高炉余热余压能量回收煤气透平（以下简称煤气透平）与鼓风机同轴（BPRT)技术的原理及流程、基本要求、设备要求、辅助系统、设备噪声及设备维护要求。
本标准适用于炉顶煤气压力不小于0.08MPa的新建、改建和扩建高炉的电动机与煤气透平同时驱动鼓风机（轴流压缩机）式同轴机组的设计、制造、施工、运行、维护。 2规范性引用文件
下列文件对于本文件的应用是必不可少的。凡是注日期的引用文件，仅注日期的版本适用于本文件。凡是不注日期的引用文件，其最新版本（包括所有的修改单）适用于本文件。
GB/T2888风机和罗茨鼓风机噪声测量方法 GB/T3766 液压传动系统及其元件的通用规则和安全要求 GB/T4830 工业自动化仪表气源压力范围和质量 GB6222 工业企业煤气安全规程 GB/T140392002液压传动油液固体颗粒污染等级代号 GB/T26137 高炉煤气能量回收透平膨胀机热力性能试验 GB/T28246 高炉煤气能量回收透平膨胀机 GB50016--2014建筑设计防火规范 GB/T50050 工业循环冷却水处理设计规范 GB/T50087 工业企业噪声控制设计规范 GB50414 钢铁冶金企业设计防火规范 GB50584 煤气余压发电装置技术规范 YBJ207 冶金机械设备安装工程施工及验收规范液压、气动和润滑系统 HJ2034-2013 环境噪声与振动控制工程技术导则 JB/T3165 离心和轴流式鼓风机和压缩机热力性能试验 JB/T 4359 般用途轴流式压缩机 JB/T4365 专用的润清、轴密封和控制油系统
3原理及流程 3.1原理
将高炉煤气能量回收装置与高炉鼓风装置合并，煤气透平与鼓风机通过变速离合器相连，利用煤气透平回收高炉煤气的压力能、热能来做功后和电机共同驱动高炉鼓风机，以满足高炉供风需求，实现高炉煤气余能的直接回收利用。 3.2工艺流程
典型主工艺流程见图1。
1 YB/T4785-2019
城压阀 煤气管网
商
除尘系统
电视变速器轴流压缩机变速离合器 煤气透平
空气 过滤器
图1主工艺流程图
4基本要求
4.1工艺系统设计应遵循保证高炉正常运行为主、煤气能量回收为辅的基本原则，并在确保高炉正常安全运行的前提下最大限度回收煤气余能。 4.2煤气透平出现故障不应影响轴流压缩机向高炉正常送风。 43工艺系统主要设备选择，应在本规范基础上结合具体情况，通过技术、经济因素综合比较后择优确定。 44工艺布置应遵循安全生产、布局合理、节约成本、检修方便、减少损失等原则。 4.5机组应布置在有良好自然通风且远离有明火的区域。 4.6装置应采用地上、室内或半散开式(带顶棚)布置，严禁地下或半地下布置。 4.7 防火间距应符合GB50414的规定，其火灾危险性要求不得低于GB50016--2014中乙类的规定。 4.8煤气系统的安全应遵守GB6222的规定。 5设备要求 5.1轴流压缩机 5.1.1轴流压缩机宜为双出轴连接方式。 5.1.2轴流压缩机设计时宜将机壳、转子固定点设置于离合器侧。 5.1.3进排气形式宜选用径向下进气、下排气结构。 5.1.4辅流压缩机采用静叶可调结构，以适应对高炉工况的变化需求。 5.1.5轴端密封应能阻止或防止工艺气体向大气泄漏，且安装后应易于拆卸和更换。 5.1.6除符合上述规定外，轴流压缩机还应符合JB/T4359的相关要求。 5.2煤气遥平 5.2.1煤气透平进口介质工况应稳定，其压力波动正常宜保持在士5kPa范围内，进口介质粉尘含量应待合以下要求：
a) 湿法除尘不应大于10mg/m； b）干法除尘不应大于5mg/m。
5.2.2煤气透平零部件的材料应根据高炉煤气的温度及所含腐蚀性介质的浓度进行选择。 5.2.3叶片承紅采用中剖分结构，两端分别支撑在机壳内，一端为固定端，另端可自由滑动，与机壳之间形成个封闭腔体，须对此腔进行充气（氮气），防止煤气泄漏到此腔体。 5.2.4煤气透平的静叶调节机构设计时，应适应高炉煤气频繁波动的工况。 5.2.5轴端密封宜采用充气式密封。 5.2.6煤气透平应设有盘车装置，盘车装置可采用液动或电动驱动方式，啮合方式可采用手动或自动， 2 YB/T4785—2019
脱开方式应采用自动，在透平膨胀机启动及脱离系统停机后使用。 5.2.7煤气透平与变速离合器处于连接状态时，当鼓风机处于停止状态时，透平盘车电机不应启动。 5.2.8煤气透平应设电子超速保护系统。 5.2.9除符合上述规定外，煤气透平还应符合GB/T28246的相关要求。 5.3临界转速 5.3.1弯曲临界转递
弯曲临界转速计算应考虑到联轴器、轴承等因索的影响，其值应符食表1规定。
衰1弯曲临界转速
设 备
轴刚性轴柔性轴
煤气透平 nei≥1.25n Nl≤0.85n nea≥1.25n
轴流压缩机 ei≥1.2n nten≤0.85n Nea≥1.2n
注：为工作转速，n为第一阶临界转速，Raa为第二阶临界转速。 5.3.2扭转临界转速 5.3.2.1机组应做扭振分析。 5.3.2.2对于运行转速范围，机组的固有扭振频率至少应比任-激励频率高10%或低10%，且至少应比任激励频率的二倍高10%或低10%。 5.3.2.3当不能满足5.3.2.2时，应采取必要步骤消除临界振动或避开这些转速区。 5.3.2.4当通过调整联轴器来调整机组扭转临界转速后仍不满足要求时，应进行应力分析。 5.4检验 5.4.1承压件在规定的水压试验完成之前，不应涂漆。 5.4.2机器装配及试验前，每一个部件（包括铸件的内部流道）、所有管路和附件都应进行酸洗或采用其他适当的方法清除异物、腐蚀层及轧制时的氧化皮， 5.4.3 主要零部件应进行表2中的检验。
表2主要零部件检验
项 目超声波探伤
零部件
碰粉或着色探伤关键部位（著色）关键部位（着色）
力学性能 V
化学分析熔炼分析
铸件锅烯接铸件锻件锻件锻件
机壳静叶承缸动叶片静叶片主轴
熔炼分析 V V V
V V V V
V V
-
关键部位（磐色）
V
5.5试验 5.5.1气密性试验 5.5.1.1可用水压试验检验机壳的气密性，其试验压力为最高许用工作压力（表压）的1.5倍。 5.5.1.2 如果最高工作温度有损于机壳材料的性能，应相应提高试验压力；压力试验应至少保持
3 YB/T47852019
30min，如无泄漏，则试验合格。 5.5.2超速试验 5.5.2.1转子应进行1min的超速试验。 5.5.2.2轴流压缩机转子超速试验转速按式(1)计算：
n.=1.12n
*(1 )
式中： n 一轴流压缩机转子超速试验转速，单位为转每分钟(r/min）；
-工作转速，单位为转每分钟（r/min）。
煤气透平转子超速试验转速按式（2)计算：
ns=1.15n
( 2 )
式中： nst" 煤气透平转子超速试验转速，单位为转每分钟（r/min）。
- -
5.5.3机械运转试验 5.5.3.1各单机机械运转试验可在设备厂家或现场进行。 5.5.3.2轴流压缩机、煤气透平在工作转速下轴承温度和轴振动稳定后运转2h。 5.5.3.3当订有备用转子并与机组同时制造时，备用转子应进行机械运转试验。 5.5.3.4机械运转试验后，应检验的项目有轴承、密封、叶片等。 5.5.4性能试验 5.5.4.1各单机的性能试验在现场进行。 5.5.4.2轴流压缩机性能试验按JB/T3165进行。在保证点流量下，其性能允差应符合以下要求：
压缩机压力或能量头为正常值的100%～105%；
a b）轴功率偏差不得超过保证值的十7%。
5.5.4.3煤气透平性能试验应符合GB/T26137的规定。在规定/设计工况的进口压力、温度、流量及出口压力下，透平的轴功率/效率偏差不得超过规定值的一3%。 5.5.4.4煤气透平的理论功率可参考附录A。 6辅助系统 6.1电动机 6.1.1电动机额定功率按满足轴流压缩机最大工况设计，可在煤气透平不投入的情况下单独驱动轴流压缩机在最大工况运行。
电动机额定功率可按表3选取或供需双方商定。
表3电动机额定功率
鼓风机最大轴功率/MW
电动机额定功率/鼓风机最大轴功率
<20 ≥20
1. 08~1.1 1. 05~1.08
6.1.2电动机应带漏水检测开关，并安装磁力中心线标识。 6.1.3电动机宜采用水-风冷却器进行冷却。 6.1.4对于额定功率30MW及以上的大功率电动机，宜配置振动检测装置。 6.2变速器与变速离合器 6.2.1使用系数及齿轮 6.2.1.1变速器使用系数取1.4，变速离合器使用系数取1.6。 4 YB/T4785--2019
6.2.1.2齿轮制造精度不低于5级。 6.2.2变速离合器 6.2.2.1般情况下，变速离合馨的额定功率，按煤气逻平最大功率的（1.051.1）倍取整或供需双方商定。 6.2.2.2变速离合器为变工况运行，应适应在10%~100%额定功率的工况范圈内长期运行。 6.2.2.3变速离合馨若为刚性联轴器联接，设计时应充分考虑轴流压缩机热胀影响。 6.2.2.4变速离合器只可在轴流压缩机停机后进行检修。 6.3阀门 6.3.1煤气阀门 6.3.1.1煤气透平应配检修、紧急快关、紧急快开等功能阀门，保障煤气透平的正常投人与安全退出。 6.3.1.2除用户要求外，煤气透平可不配置启动阀。 6.3.1.3煤气透平人口蝶阅可选择调节型或开关型，具体形式带供需双方在技术条款中约定。 6.3.1.4煤气透平紧急快开阔宜设置-台单作用阅：不同口径的快开，宣选择小口径阀（通径≤ DN1400）作为单作用阀。 6.3.1.5插板阅在完全背压时不可直接启闭，封闭式播板阀应设置检修用人孔。 6.3.1.6其余应符合GB50584中阀门的相关要求。 6.3.2空气阀门 6.3.2.1轴流压缩机排气管道上应设置助关止回阀。 6.3.2.2轴流压缩机应设置具有快速开启功能的防嘴振调节阅，其总流通能力应满足轴流压缩机最大放风量的要求。 6.3.2.3轴流压缩机送风道上需设置电动送风阅，送风阀宜采用电动调节蝶阀。 6.4密封系统 6.41煤气透平密封系统应控制煤气泄漏量在规范标准要求的范围内，并确保机组能够长期、安全、稳定、可靠的运行。 6.4.2煤气轴端密封一般采用迷宫密封或充气式组合密封，充气式密封宜采用氮气作为密封气。 6.4.3为防止煤气泄漏及控制密封气体流量，密封的充气压力应与被密封煤气压力进行差压控制。 6.44密封系统应能在工艺系统投运前投入运行。 6.5油系统 6.5.1润滑油系统 6.5.1.1润滑油系统的油温、供油总管远端的设定油压、油箱的正常油位应作为机组的启动条件之一。 6.5.1.2润滑油站油箱及滤油器前管道材质宜选用碳钢材质，润滑油站滤油器后管道应为不锈钢材质。 6.5.1.3润滑油系统油液污染度等级不低于GB/T14039--2002中规定的22/20/17级。 6.5.1.4煤气透平进油各支管或进油总管应设置切断阀以便于必要时切断油路；若切断阅设置在总管，则润滑油总进油口只能设计在电机端，且总管监测仪表应设置于切断阀之前。 6.5.1.5润滑油系统的设计参照JB/T4365的规定或按技术条款约定执行。 6.5.2液压油系统 6.5.2.1 液压站应采用撬装式供货，液压管路、阀门及油箱的材质应选用不锈钢。 6.5.2.2 液压站的过滤器宜具备在线更换滤芯功能，其过滤精度宜为5um。 6.5.2.3 一般情况下，补充新油时应经过高性能过滤后方可加入。 6.5.2.4液压油的设定油压应作为机组的启动条件之一。 6.5.2.5 液压系统油液污染度等级不低于GB/T14039--2002中规定的18/16/13级。 6.5.2.6 液压系统其他要求应符合GB/T3766的规定。
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6.5.3油系统冲洗要求 6.5.3.1现场配制的管路要用专门的冲洗系统冲洗，达到要求后才能接人系统。 6.5.3.2油管路的清洗应采用独立的循环装置，不应采用主设备进行油循环冲洗。 6.5.3.3系统冲洗合格后先低压对液压设备进行试动作，符合设计要求后再调至正常压力，并对各压力、流量阀进行压力、流量等的设定。 6.5.3.4油系统清洗可参照YBJ207进行。 6.6给排水系统 6.6.1系统排水宜采用无压排水；若为有压排水，应确保足够差压以利于排水顺畅，冷却系统应保证进回水压差不小于0.15MPa；所有排污口不得发生污水倒灌。 6.6.2冷却水应以净循环水或更好水质水源为宜，水质标准应满足GB/T50050的有关规定。 6.6.3冷却水温度宜低于33℃，最高不超过35℃为宜；供水压力控制在（0.3～0.4）MPa范围内；氯离子含量不宜超过50mg/L，若超过此值，应在水质条件中给出具体数值。 6.6.4高炉煤气若采用湿法除尘，煤气透平叶片需要在线水清洗，其冲洗水水质不宜低于工业新水。 6.6.5煤气透平管网最低处应设置密封排水装置。 6.7控制系统 6.7.1仪表控制 6.7.1.1控制系统应采用DCS(或PLC、FCS)控制系统。 6.7.1.2控制系统的硬件一般由工作站、DCS(或PLC、FCS)控制器、DCS(或PLC、FCS)I/O站及打印机等组成。 6.7.1.3机组逻辑联锁保护控制应满足机组安全稳定运行要求及流程控制要求 6.7.1.4机组仪表气源压力不低于0.4MPa，应符合GB/T4830要求， 6.7.2电气控制 6.7.2.1主电机的启动方式应根据电网容量和负载进行选择，应保证机组安全启动，并满足电网设计要求，不影响其他用电设备的正常运行。 6.7.2.2主电机的保护应符合电机设计规范要求。 6.7.2.3电气参数测量应满足用户计量要求。 6.7.2.4低压辅机用电设备应有手动和自动两种控制方式。 6.7.3主要检测项目
机组主要检测项目见附录B。 7设备噪声 7.1设备噪声符合HJ2034一2013附录A中常见环境噪声污染及其声功率级数值，如需方对设备噪声有严于HJ2034一2013附录A中相应数值要求时，供需双方协商确定。 7.2管道及厂房的隔声降噪设计应符合GB/T50087要求。 7.3噪声测量应执行GB/T2888的规定。 8设备维护 8.1 基本要求
应按下列要求建立操作维护制度： a)月 所有参加本机组操作、维护、管理的工人及工程技术人员应了解各个单机和设备的结构、特性、
参数及操作维护等； b）应制定详细操作规程及维护检修规程并严格遵守，建立巡回检查制度；
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