李俊星

（本鋼板材股份有限公司能源總廠，遼寧本溪 117000）

1 設(shè)備技術(shù)概況

TRT(Blast Furnace Top Gas Recovery Turbine Unit,以下簡稱TRT)即高爐煤氣余壓透平發(fā)電裝置,是利用高爐冶煉的副產(chǎn)品--高爐爐頂煤氣具有的壓力能及熱能,使煤氣通過透平膨脹機(jī)做功,將其轉(zhuǎn)化為機(jī)械能，再將機(jī)械能轉(zhuǎn)化為電能。該裝置既回收減壓閥組泄放的能量，又降低噪音、穩(wěn)定爐頂壓力，改善高爐生產(chǎn)的條件，不產(chǎn)生任何污染，可實(shí)現(xiàn)無公害發(fā)電，是鋼鐵企業(yè)公認(rèn)的節(jié)能環(huán)保裝置。

本鋼板材能源總廠的7#TRT 于2017 年將原有的濕式TRT更換為干濕兩用型TRT。更換后的TRT依舊處于濕式運(yùn)行。隨著7#高爐煤氣凈化系統(tǒng)由環(huán)縫洗滌塔改為干法布袋除塵工藝后，TRT 也隨之改為干式運(yùn)行。濕式和干式TRT 運(yùn)行工況對(duì)比見表1。

表1 濕式和干式TRT運(yùn)行工況對(duì)比

2 改造內(nèi)容

2.1 對(duì)透平機(jī)組原噴霧、排水裝置改造

（1）拆除進(jìn)氣導(dǎo)流盆外側(cè)的噴霧裝置，對(duì)進(jìn)氣殼體外側(cè)的噴霧進(jìn)水套管封堵，封堵面涂耐高溫密封膠，具體如下：

（a）對(duì)進(jìn)氣導(dǎo)流盆安裝噴霧管的孔進(jìn)行封堵，封板應(yīng)安裝牢靠，避免螺栓、封板脫落后進(jìn)入流道打傷葉片；

（b）上、下殼體外側(cè)的進(jìn)水口法蘭用法蘭蓋進(jìn)行封堵。

（2）拆除靜葉內(nèi)殼體下半外側(cè)、進(jìn)氣殼體下半外側(cè)的級(jí)間排水管組件，相應(yīng)的接口進(jìn)行封堵，封堵面涂耐高溫密封膠。

（3）隨著靜葉噴霧系統(tǒng)及入口、級(jí)間水位罐檢測的拆除，刪除噴霧裝置、水位罐水位控制系統(tǒng)操作程序。

2.2 對(duì)高爐爐頂壓力控制方式進(jìn)行調(diào)整

隨著環(huán)縫的取消，干法除塵的投入，減壓閥組（由4 個(gè)閥組成，1×DN500，3×DN800）要代替環(huán)縫調(diào)節(jié)頂壓的功能。減壓閥組和TRT 處于并聯(lián)位置。TRT未投入時(shí)，高爐選擇到減壓閥組調(diào)頂壓，設(shè)定壓力為爐頂設(shè)定壓力。TRT 投運(yùn)時(shí)，由原先的靜葉控制TRT 入口壓力改為TRT 靜葉調(diào)節(jié)高爐頂壓，減壓閥組輔助調(diào)頂壓，程序?qū)p壓閥組的設(shè)定壓力改為爐頂設(shè)定壓力+5 kPa。

3 故障問題分析及處理措施

3.1 煤氣泄漏

故障問題：TRT 運(yùn)行中TRT 入口盲板閥及透平機(jī)殼體出現(xiàn)煤氣泄漏。

原因分析:7#TRT 改造后由于運(yùn)行工況的變化，尤其是溫度的大幅增加，對(duì)設(shè)備的耐高溫性提出更高要求，原先濕式時(shí)的密封不能滿足改造后的高溫環(huán)境是導(dǎo)致煤氣泄漏的直接原因，入口盲板閥密封圈受高溫融化粘連，致使閥門密封圈出現(xiàn)煤氣泄漏；透平機(jī)殼體密封面密封膠被高溫煤氣擊穿、引起煤氣泄漏，因此濕改干后相關(guān)設(shè)備的密封膠條必須更換為耐高溫的材質(zhì)。

處理措施：將TRT 停機(jī)，將盲板閥的密封全部更換為耐高溫的密封膠圈。透平機(jī)檢修后殼體安裝時(shí)采用耐高溫密封膠，封裝機(jī)完成后，待密封膠風(fēng)干固化（24 h 以上）后再進(jìn)行啟機(jī)，以防止密封膠被擊穿、引起煤氣泄漏。

3.2 電氣元件過熱

故障問題：7#TRT 發(fā)電運(yùn)行中檢查發(fā)現(xiàn)高壓柜內(nèi)電氣件溫度較高，超過60 ℃。

原因分析：7#TRT 在改造時(shí)高壓發(fā)配電系統(tǒng)沒有進(jìn)行更新，濕改干運(yùn)行后由于發(fā)電量明顯增加，電流加大，出現(xiàn)高壓柜內(nèi)電氣件溫度較高，超過60 ℃。TRT 改造后對(duì)高低壓發(fā)配電系統(tǒng)確認(rèn)不足，沒有意識(shí)到由于發(fā)電量的增加，電氣元件不能滿足運(yùn)行需要，是電氣元件出現(xiàn)過熱的直接原因。

處理措施：將原有的柜內(nèi)銅排80×8 更換為100×10 的銅排，并增加空調(diào)通風(fēng)，實(shí)施后電氣元件溫度明顯下降，符合電氣運(yùn)行要求。

3.3 啟機(jī)過程中出現(xiàn)軸振動(dòng)報(bào)警

故障問題：TRT啟機(jī)升轉(zhuǎn)速過程中，在轉(zhuǎn)速達(dá)到2 000 r/min 時(shí)，TRT 后軸振動(dòng)迅速達(dá)到90 μm 報(bào)警值，隨即將轉(zhuǎn)速降到1 500 r/min，振動(dòng)值開始逐漸下降，穩(wěn)定30 min后軸振動(dòng)降到50 μm左右，后續(xù)分別在2 000 r/min、2 500 r/min 轉(zhuǎn)速分別穩(wěn)定30 min，后軸振動(dòng)值始終保持在50 μm左右，后并網(wǎng)發(fā)電，振動(dòng)始終處于正常范圍內(nèi)。

原因分析：TRT 濕式運(yùn)行時(shí)，煤氣溫度始終在60 ℃以內(nèi)，屬于常溫范圍之內(nèi)。而干式運(yùn)行后，透平機(jī)組由常溫狀態(tài)轉(zhuǎn)為高溫狀態(tài)，機(jī)組軸瓦、轉(zhuǎn)子等部件需要一個(gè)從冷態(tài)到熱態(tài)逐漸過渡的過程，所以透平機(jī)組的暖機(jī)過程就必不可少。

處理措施：利用TRT 并網(wǎng)前升轉(zhuǎn)速的過程執(zhí)行暖機(jī)，啟機(jī)時(shí)間控制在2 h 以上，暖機(jī)過程一般達(dá)到機(jī)組軸瓦的溫度、振動(dòng)、軸位移等各參數(shù)穩(wěn)定，透平排氣側(cè)溫度接近正常運(yùn)行溫度，使其各部件均勻受熱膨脹并達(dá)到穩(wěn)定為暖機(jī)最佳狀態(tài)。TRT 停機(jī)后，透平機(jī)組將從高溫狀態(tài)轉(zhuǎn)到常溫狀態(tài)，避免轉(zhuǎn)子變形啟機(jī)時(shí)出現(xiàn)軸瓦振動(dòng)增加的隱患，所以TRT 停機(jī)后立即對(duì)機(jī)組進(jìn)行盤車，直至軸瓦溫度完全冷卻為正常溫度也是至關(guān)重要。

4 運(yùn)行效果

7#TRT 由濕式運(yùn)行改為干濕運(yùn)行后，同樣的爐頂壓力、煤氣流量下，由于環(huán)縫的取消，靜葉直接調(diào)節(jié)高爐的爐頂壓力，相當(dāng)于TRT 入口壓力比濕式增加40 kPa，煤氣溫度升高100 ℃，隨之TRT 發(fā)電量大幅增加約是濕式時(shí)發(fā)電量的1.5 倍（見表2）。干式除塵運(yùn)行后，高爐煤氣的除塵效果好于濕式除塵且煤氣中機(jī)械水含量減少，透平機(jī)組的靜、動(dòng)葉片基本不存在結(jié)垢的情況，TRT 檢修頻次由濕式時(shí)的每年4次，改為現(xiàn)在的每年一次，為TRT多發(fā)電提供了時(shí)間上的保障。

表2 相同工況下TRT干式和濕式運(yùn)行對(duì)比

5 結(jié)束語

TRT濕式改干式主要圍繞著濕式運(yùn)行時(shí)給排水設(shè)施的取消，靜葉調(diào)節(jié)方式的變化，TRT干式運(yùn)行后由于煤氣溫度、發(fā)電量的提高對(duì)設(shè)備設(shè)施的影響，TRT設(shè)備啟停機(jī)過程中對(duì)設(shè)備穩(wěn)定性的滿足進(jìn)行改造和調(diào)整。結(jié)合7#TRT 濕式改為干式運(yùn)行的實(shí)踐，本鋼板材能源總廠5#TRT 于2020 年11 月完成濕式改干式改造工作并投入運(yùn)行，目前設(shè)備運(yùn)行穩(wěn)定，已經(jīng)達(dá)產(chǎn)達(dá)效。