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高炉煤气余压发电机组( TRT) 推力瓦温度高的处理方法

发布时间:2019-04-16
郭伟
(河钢集团邯钢公司邯宝公司能源中心,河北邯郸 056015)
  摘 要:针对高炉煤气余压发电机组(TRT)推力瓦温高的问题,介绍了TRT推力瓦的结构和工作原理,从推力瓦块表面修复、循环润滑油系统改进、推力轴承和机组轴封安装等方面进行处理,降低温度后提高了发电量。
  关键词:TRT;推力瓦;温度;处理方法
  0 引言
  高炉煤气余压发电机组,简称“TRT”,设置在高炉之后。高炉荒煤气经过重力除尘、湿法或干法除尘之后,利用高压(高温)净煤气的能量,驱动发电机发电,将高压(高温)净煤气降压(降温)后送入低压煤气管网。
  TRT推力轴瓦设置在透平机轴系,其作用是保护轴系的轴位移在设计范围内,在止推瓦上有2套联锁重故障点,一个是轴位移,一个是瓦温,当瓦温过高或者位移过大(超过停机值)时,机组就会执行紧急停机程序。一般来讲,机组报警停机都是因正向位移或者正推瓦温异常,反向位移及反推瓦温可以忽略,原因是发电机组高压煤气正向力作用远大于其反向力作用。以邯钢西区2套TRT推力瓦温度高实例,介绍处理措施。
  1 TRT推力瓦的结构与工作原理
  TRT推力轴瓦机械结构包括轴承体座、轴承体、推力盘、正反推瓦块、温度位移探头、调整垫片、油挡等组成(见图1)。
  TRT机组运行过程中,设置在轴系推力盘的作用力施加在正向推力瓦块上,推力盘与推力瓦摩擦产生的热量,由机组润滑油循环带走;在机组额定运行状态下,推力瓦温应在设计范围内,不应达到报警值(≤105℃)和停机值(≤115℃)。如果机组前压尚未达到额定190kPa时(假设进气煤气压力为190kPa),推力瓦温就会报警甚至停机,机组不能正常发电,影响效益。需系统处理推力瓦使温度降下来,以使机组能正常发电。
  2 推力瓦温度高的处理措施
  2.1推力瓦块表面修复
  检查推力瓦块与推力盘接触面的情况,判断是否存在高点。如果存在则需表面刮研处理,实际检修操作中,除了要涂抹红丹粉检查外,还要逐一测量每块瓦块的高度及表面平整度,检查推力盘的表面是否平整;在瓦块的进油方向上刮研出油囊或者油斜,在瓦块表面开出泄油线,便于润滑油在瓦块表面的循环,如图2所示。
  2.2推力轴承的安装
  (1)推力轴承体是镶嵌在透平机轴承箱体内部的,在安装推力轴承体过程中,要注意轴承体与轴承箱的配合。当轴承箱盖紧固定好之后,不平稳的配合就会传导扭曲力至推力瓦块,导致每个瓦块受力不均匀,出现接触面积变小,导致瓦温高。
  (2)每块瓦块都有一定的自由度,轴承平放于地下,用手按压每块瓦块时都要有“此起彼伏”的感觉。如果有个别瓦块“僵化”是不正常的,“僵化”的瓦块会对推力盘产生局部硬摩擦造成瓦温高。为了杜绝此现象,就要“细致入微”地检查每个瓦块、瓦枕、穿销、测温探头弹簧等部位,保证瓦块的“此起彼伏”。
  (3)推力间隙设计为0.7~1mm,安装时需要实测此间隙,调整推力轴承垫片可以调整此间隙值,不能使间隙过小。一般来讲,应将间隙控制在设计值的上限以内。
  2.3循环润滑油系统改进
  首先,对润滑油供油体系进行测算,在允许的条件下,对推力轴承润滑油进油孔及回油孔进行扩孔,增加冷却润滑油的循环量;其次,对推力轴承自身的油挡与轴端间隙进行修整,增加润滑油循环量。
  2.4机组轴系排污及氮封改造
  分析TRT轴系的相关辅助结构,发现有很多减小推力瓦温办法(见图3),有封煤气的气封结构,气封外还有强制氮气管道防止煤气泄露,两侧气封设有排污阀,有推力盘和推力瓦。煤气的压力是右高压、左低压,要想减小推力瓦温,必须减小轴系转子推力方向上的力,或者施加反推力方向的力,也就是设法减小转子从右向左的力,或者增加从左向右的力。
  (1)氮气密封有粗密封和细密封两种,细密封作用在碳环上,粗密封作用在梳齿,一般细密封就能够将煤气封住,这样仅打开两侧细密封即可。在此基础上,打开低压气封的氮气粗密封,氮气的压力作用于梳齿上,这就相当于在出口侧增加了一个从左向右的力,此操作能将推力瓦温降低近10℃。
  (2)密封下方有排污阀,日常操作是定期打开2个排污阀,排放密封中的脏物,然后关闭排污阀。利用2个排污阀对高压气封进行排污,把高压排污管道接引至低压煤气管网,排污阀常开,这就相当于将进入高压侧梳齿中的煤气压力泄压到低压煤气管网,即减小了图3中从右向左的力。
  (3)在低压侧接引氮气至低压排污管道,常开排污阀,氮气的压力从排污管进入作用于梳齿,相当于增加了一个从左向右的力。排污阀的改造,可以将瓦温降低接近5℃。
  2.5机组轴封的安装
  机组在检修安装时,动静轴封安装要把握细节,动静密封的设计间隙为0.15~0.35mm。安装间隙过小可能会造成动静密封顶触而发生机组振动的情况,为了避免引起机组振动,一般将间隙调整到上限,这样就造成氮封和排污改造的效果减弱,而且也会造成煤气难以密封、氮气消耗量增加、运营成本增加。基于此,要求检修或安装将密封间隙调整到下限0.15mm。
  3 效果及效益分析
  经过上述改进,从工艺运行角度分析效果和效益,TRT额定前压为190kPa,在湿法除尘工艺中,“TRT机前压力”是影响TRT效益最关键的因素。在其他条件不变的条件下,“前压”越高,发电量越高,效益越好;反之,发电量和效益越低。实际运行中,改进前当TRT前压为150kPa时,推力瓦温达报警值105℃;当TRT前压为160kPa时,推力瓦温接近停机值115℃。此时TRT前压如果再升高,就会造成机组重故障停机,甚至“烧瓦”事故。改进后,TRT前压提高到190kPa,推力瓦温为90℃,运行安全可靠。
  从发电量角度看,当前压为150kPa时,TRT瞬时发电量为8000kW·h,当前压为160kPa时,TRT瞬时发电量为9000kW·h;当前压为190kPa时,TRT瞬时发电量为12000kW·h。
  经过计算,每小时发电量的增加量=12000-9000=3000(kW·h),按每度电价0.5元计算,每小时增加发电效益为:3000×0.5=1500(元)改进后,每小时增加氮气消耗为200m3,氮气价格按0.12元/m3计算,氮气消耗增加成本为:0.12×200=24(元)
  每小时新增效益为:1500-24=1476(元)全年按照TRT作业率90%计算,单套TRT增加发电效益为:1476元×24h×365天×90%=11636784元≈1163.6万元
  综上所述,改进后的经济效益非常可观,并且机组运行安全稳定,高炉出现较大气流时机组也正常工作。
  4 结语
  高炉煤气余压发电(TRT)止推瓦温度高和多种因素有关,有设计、安装、检修、运行等因素,在机组安装、检修、运行等方面改进后,降低了推力瓦温度,单套TRT机组增加的发电效益非常可观,并且机组运行安全稳定。
(来源:冶金信息装备网)


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