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高爐煤氣余壓發(fā)電機組（TRT）推力瓦溫度高的處理方法

2018-03-06

郭偉
（河鋼集團邯鋼公司邯寶公司能源中心，河北邯鄲 056015）

　　摘　要：針對高爐煤氣余壓發(fā)電機組（TRT）推力瓦溫高的問題，介紹了TRT推力瓦的結(jié)構(gòu)和工作原理，從推力瓦塊表面修復(fù)、循環(huán)潤滑油系統(tǒng)改進、推力軸承和機組軸封安裝等方面進行處理，降低溫度后提高了發(fā)電量。

　　關(guān)鍵詞：TRT；推力瓦；溫度；處理方法

　　0　引言

　　高爐煤氣余壓發(fā)電機組，簡稱“TRT”，設(shè)置在高爐之后。高爐荒煤氣經(jīng)過重力除塵、濕法或干法除塵之后，利用高壓（高溫）凈煤氣的能量，驅(qū)動發(fā)電機發(fā)電，將高壓（高溫）凈煤氣降壓（降溫）后送入低壓煤氣管網(wǎng)。

　　TRT推力軸瓦設(shè)置在透平機軸系，其作用是保護軸系的軸位移在設(shè)計范圍內(nèi)，在止推瓦上有2套聯(lián)鎖重故障點，一個是軸位移，一個是瓦溫，當(dāng)瓦溫過高或者位移過大（超過停機值）時，機組就會執(zhí)行緊急停機程序。一般來講，機組報警停機都是因正向位移或者正推瓦溫異常，反向位移及反推瓦溫可以忽略，原因是發(fā)電機組高壓煤氣正向力作用遠大于其反向力作用。以邯鋼西區(qū)2套TRT推力瓦溫度高實例，介紹處理措施。

　　1　TRT推力瓦的結(jié)構(gòu)與工作原理

　　TRT推力軸瓦機械結(jié)構(gòu)包括軸承體座、軸承體、推力盤、正反推瓦塊、溫度位移探頭、調(diào)整墊片、油擋等組成（見圖1）。

　　TRT機組運行過程中，設(shè)置在軸系推力盤的作用力施加在正向推力瓦塊上，推力盤與推力瓦摩擦產(chǎn)生的熱量，由機組潤滑油循環(huán)帶走；在機組額定運行狀態(tài)下，推力瓦溫應(yīng)在設(shè)計范圍內(nèi)，不應(yīng)達到報警值（≤105℃）和停機值（≤115℃）。如果機組前壓尚未達到額定190kPa時（假設(shè)進氣煤氣壓力為190kPa），推力瓦溫就會報警甚至停機，機組不能正常發(fā)電，影響效益。需系統(tǒng)處理推力瓦使溫度降下來，以使機組能正常發(fā)電。

　　2　推力瓦溫度高的處理措施

　　2.1推力瓦塊表面修復(fù)

　　檢查推力瓦塊與推力盤接觸面的情況，判斷是否存在高點。如果存在則需表面刮研處理，實際檢修操作中，除了要涂抹紅丹粉檢查外，還要逐一測量每塊瓦塊的高度及表面平整度，檢查推力盤的表面是否平整；在瓦塊的進油方向上刮研出油囊或者油斜，在瓦塊表面開出泄油線，便于潤滑油在瓦塊表面的循環(huán)，如圖2所示。

　　2.2推力軸承的安裝

　?。?）推力軸承體是鑲嵌在透平機軸承箱體內(nèi)部的，在安裝推力軸承體過程中，要注意軸承體與軸承箱的配合。當(dāng)軸承箱蓋緊固定好之后，不平穩(wěn)的配合就會傳導(dǎo)扭曲力至推力瓦塊，導(dǎo)致每個瓦塊受力不均勻，出現(xiàn)接觸面積變小，導(dǎo)致瓦溫高。

　?。?）每塊瓦塊都有一定的自由度，軸承平放于地下，用手按壓每塊瓦塊時都要有“此起彼伏”的感覺。如果有個別瓦塊“僵化”是不正常的，“僵化”的瓦塊會對推力盤產(chǎn)生局部硬摩擦造成瓦溫高。為了杜絕此現(xiàn)象，就要“細致入微”地檢查每個瓦塊、瓦枕、穿銷、測溫探頭彈簧等部位，保證瓦塊的“此起彼伏”。

　?。?）推力間隙設(shè)計為0.7～1mm，安裝時需要實測此間隙，調(diào)整推力軸承墊片可以調(diào)整此間隙值，不能使間隙過小。一般來講，應(yīng)將間隙控制在設(shè)計值的上限以內(nèi)。

　　2.3循環(huán)潤滑油系統(tǒng)改進

　　首先，對潤滑油供油體系進行測算，在允許的條件下，對推力軸承潤滑油進油孔及回油孔進行擴孔，增加冷卻潤滑油的循環(huán)量；其次，對推力軸承自身的油擋與軸端間隙進行修整，增加潤滑油循環(huán)量。

　　2.4機組軸系排污及氮封改造

　　分析TRT軸系的相關(guān)輔助結(jié)構(gòu)，發(fā)現(xiàn)有很多減小推力瓦溫辦法（見圖3），有封煤氣的氣封結(jié)構(gòu)，氣封外還有強制氮氣管道防止煤氣泄露，兩側(cè)氣封設(shè)有排污閥，有推力盤和推力瓦。煤氣的壓力是右高壓、左低壓，要想減小推力瓦溫，必須減小軸系轉(zhuǎn)子推力方向上的力，或者施加反推力方向的力，也就是設(shè)法減小轉(zhuǎn)子從右向左的力，或者增加從左向右的力。

　?。?）氮氣密封有粗密封和細密封兩種，細密封作用在碳環(huán)上，粗密封作用在梳齒，一般細密封就能夠?qū)⒚簹夥庾?，這樣僅打開兩側(cè)細密封即可。在此基礎(chǔ)上，打開低壓氣封的氮氣粗密封，氮氣的壓力作用于梳齒上，這就相當(dāng)于在出口側(cè)增加了一個從左向右的力，此操作能將推力瓦溫降低近10℃。

　?。?）密封下方有排污閥，日常操作是定期打開2個排污閥，排放密封中的臟物，然后關(guān)閉排污閥。利用2個排污閥對高壓氣封進行排污，把高壓排污管道接引至低壓煤氣管網(wǎng)，排污閥常開，這就相當(dāng)于將進入高壓側(cè)梳齒中的煤氣壓力泄壓到低壓煤氣管網(wǎng)，即減小了圖3中從右向左的力。

　?。?）在低壓側(cè)接引氮氣至低壓排污管道，常開排污閥，氮氣的壓力從排污管進入作用于梳齒，相當(dāng)于增加了一個從左向右的力。排污閥的改造，可以將瓦溫降低接近5℃。

　　2.5機組軸封的安裝

　　機組在檢修安裝時，動靜軸封安裝要把握細節(jié)，動靜密封的設(shè)計間隙為0.15～0.35mm。安裝間隙過小可能會造成動靜密封頂觸而發(fā)生機組振動的情況，為了避免引起機組振動，一般將間隙調(diào)整到上限，這樣就造成氮封和排污改造的效果減弱，而且也會造成煤氣難以密封、氮氣消耗量增加、運營成本增加?；诖?，要求檢修或安裝將密封間隙調(diào)整到下限0.15mm。

　　3　效果及效益分析

　　經(jīng)過上述改進，從工藝運行角度分析效果和效益，TRT額定前壓為190kPa，在濕法除塵工藝中，“TRT機前壓力”是影響TRT效益Z關(guān)鍵的因素。在其他條件不變的條件下，“前壓”越高，發(fā)電量越高，效益越好；反之，發(fā)電量和效益越低。實際運行中，改進前當(dāng)TRT前壓為150kPa時，推力瓦溫達報警值105℃；當(dāng)TRT前壓為160kPa時，推力瓦溫接近停機值115℃。此時TRT前壓如果再升高，就會造成機組重故障停機，甚至“燒瓦”事故。改進后，TRT前壓提高到190kPa，推力瓦溫為90℃，運行安全可靠。

　　從發(fā)電量角度看，當(dāng)前壓為150kPa時，TＲT瞬時發(fā)電量為8000kW·h，當(dāng)前壓為160kPa時，TRT瞬時發(fā)電量為9000kW·h；當(dāng)前壓為190kPa時，TRT瞬時發(fā)電量為12000kW·h。

　　經(jīng)過計算，每小時發(fā)電量的增加量=12000－9000=3000（kW·h），按每度電價0.5元計算，每小時增加發(fā)電效益為：3000×0.5=1500（元）改進后，每小時增加氮氣消耗為200m³，氮氣價格按0.12元/m³計算，氮氣消耗增加成本為：0.12×200=24（元）

　　每小時新增效益為：1500－24=1476（元）全年按照TRT作業(yè)率90%計算，單套TRT增加發(fā)電效益為：1476元×24h×365天×90%=11636784元≈1163.6萬元

　　綜上所述，改進后的經(jīng)濟效益非?？捎^，并且機組運行安全穩(wěn)定，高爐出現(xiàn)較大氣流時機組也正常工作。

　　4　結(jié)語

　　高爐煤氣余壓發(fā)電（TRT）止推瓦溫度高和多種因素有關(guān)，有設(shè)計、安裝、檢修、運行等因素，在機組安裝、檢修、運行等方面改進后，降低了推力瓦溫度，單套TRT機組增加的發(fā)電效益非?？捎^，并且機組運行安全穩(wěn)定。

來源：《河北冶金》2017(2)