干式TRT機(jī)組解決葉片積灰的應(yīng)用實(shí)踐

吳奕明，趙 剛

（馬鞍山鋼鐵股份有限公司第二煉鐵總廠，安徽馬鞍山243000）

干式TRT機(jī)組解決葉片積灰的應(yīng)用實(shí)踐

吳奕明，趙 剛

（馬鞍山鋼鐵股份有限公司第二煉鐵總廠，安徽馬鞍山243000）

針對(duì)馬鋼1000 m3高爐的工藝情況，從優(yōu)化全干法布袋除塵工藝和高爐頂溫操作工藝方面進(jìn)行分析與探討，解決因?yàn)槊簹饨橘|(zhì)達(dá)標(biāo)難題造成影響的TRT機(jī)組開(kāi)機(jī)率的透平機(jī)轉(zhuǎn)子葉片積灰問(wèn)題。

干式TRT；積灰；實(shí)踐

1 前言

馬鋼第二煉鐵總廠3#1000 m3高爐TRT透平膨脹機(jī)于2004年11月工程竣工正式投運(yùn)發(fā)電，選用的是干式軸流、兩級(jí)反動(dòng)式透平機(jī)，一級(jí)靜葉可調(diào)，第一級(jí)可實(shí)現(xiàn)全關(guān)閉，該透平機(jī)設(shè)計(jì)出力為5000 kW，配8000 kW的發(fā)電機(jī)組。

2 存在問(wèn)題及分析

2004年11月TRT自投產(chǎn)運(yùn)行，各項(xiàng)指標(biāo)顯示均正常，經(jīng)過(guò)22個(gè)月的運(yùn)行，到2006年9月后機(jī)組出現(xiàn)異常振動(dòng)。根據(jù)以往TRT運(yùn)行經(jīng)驗(yàn)，判斷可能是由于煤氣流量波動(dòng)或是靜葉調(diào)節(jié)部分出了問(wèn)題。于是決定降功率運(yùn)行，機(jī)組平穩(wěn)運(yùn)行約一周左右，再次出現(xiàn)振動(dòng)，其振動(dòng)頻率相位均相同，后來(lái)判斷為轉(zhuǎn)子平衡被破壞。揭蓋后發(fā)現(xiàn)轉(zhuǎn)子動(dòng)葉片及承缸上的靜葉片磨損嚴(yán)重，其中動(dòng)葉片斷裂2片，靜葉片斷裂14片。轉(zhuǎn)子、承缸拆除后送原制造廠家陜鼓進(jìn)行修復(fù)，2006年12月回裝后并網(wǎng)發(fā)電。2007年1月7日機(jī)組出現(xiàn)振動(dòng)過(guò)大，揭蓋后，發(fā)現(xiàn)轉(zhuǎn)子一級(jí)動(dòng)葉片積垢嚴(yán)重，且結(jié)有石墨斑塊，不均勻的吸附于轉(zhuǎn)子葉片表面。經(jīng)過(guò)清理后，繼續(xù)運(yùn)行約5個(gè)月后，到2007年6～8月份機(jī)組多次出現(xiàn)振動(dòng)過(guò)大，每次揭蓋后，都發(fā)現(xiàn)轉(zhuǎn)子葉片積灰嚴(yán)重，結(jié)有石墨斑塊，并有石墨斑塊明顯脫落痕跡，促使透平機(jī)振動(dòng)超標(biāo)頻繁引起停機(jī)。去除掉積灰斑塊發(fā)現(xiàn)轉(zhuǎn)子葉片表面受到嚴(yán)重腐蝕。在檢查煤氣管道時(shí)，發(fā)現(xiàn)煤氣管道積灰、積水較多。

圖1 2007年7月透平機(jī)轉(zhuǎn)子積垢圖片

原因分析：干式的TRT裝置在持續(xù)運(yùn)行條件下，煤氣溫度和粉塵濃度控制不好，會(huì)在透平機(jī)轉(zhuǎn)子的動(dòng)葉片上形成層狀結(jié)垢，層狀結(jié)垢塊隨著轉(zhuǎn)子高速旋轉(zhuǎn)的離心力突然不均勻脫落，轉(zhuǎn)子動(dòng)平衡性降低，主軸振動(dòng)值不斷增大直至超標(biāo)跳停。由于在線葉片無(wú)法清洗，必須頻繁地揭透平機(jī)大蓋清灰，不但造成干式TRT裝置無(wú)法滿足正常生產(chǎn)的要求，而且整個(gè)設(shè)備系統(tǒng)的檢修費(fèi)用超過(guò)了其發(fā)電產(chǎn)生的經(jīng)濟(jì)效益，其次由于煤氣含塵量超標(biāo)，葉片磨損和腐蝕非常嚴(yán)重，對(duì)設(shè)備的安全運(yùn)行也有很大的制約作用。

3 改進(jìn)措施

3.1 設(shè)備改進(jìn)措施

為彌補(bǔ)重力除塵器能力不足，減輕布袋濃度負(fù)荷，降低TRT入口煤氣含塵量，減少透平機(jī)積灰，提高TRT的設(shè)備可開(kāi)動(dòng)率，2008年一季度完成的BDC技術(shù)的成熟改進(jìn)，增加一級(jí)旋風(fēng)除塵器，以保證布袋長(zhǎng)期、安全運(yùn)行；為保證提高了進(jìn)入TRT煤氣質(zhì)量，降低布袋的工況過(guò)濾風(fēng)速，增加布袋過(guò)濾面積，由10個(gè)箱體增加到13個(gè)箱體。確保進(jìn)入TRT的入口煤氣中的粉塵濃度不大于10 mg/m3的機(jī)組設(shè)計(jì)要求，提出了為全干法TRT配套的工藝除塵BDC設(shè)計(jì)選型時(shí)要特別關(guān)注介質(zhì)的工況流速問(wèn)題，要符合BDC系統(tǒng)最佳過(guò)濾風(fēng)速0.45～0.55 m/min范圍要求，筒體的過(guò)濾面積問(wèn)題選擇時(shí)，要有2~3個(gè)備用筒體做檢修作業(yè)的保證才能防患于未然。這是有效推廣BDC+TRT技術(shù)必須要解決的關(guān)鍵。改進(jìn)內(nèi)容見(jiàn)圖2中的虛線部分。

圖2 3#BDC改造后的示意圖

3.2 工藝改進(jìn)措施

設(shè)備BDC改進(jìn)后，TRT各項(xiàng)指標(biāo)顯示均正常，但是進(jìn)TRT入口的工藝煤氣溫度較低，溫度基本在70～110℃之間。經(jīng)過(guò)3個(gè)月的運(yùn)行，2008年8月機(jī)組又出現(xiàn)振動(dòng)過(guò)大，判斷是透平機(jī)轉(zhuǎn)子結(jié)垢了，將透平機(jī)轉(zhuǎn)速拉到1000 r/min左右，灰塵甩掉后振動(dòng)值降低，成功啟機(jī)并網(wǎng)。運(yùn)行到2010年2月，這期間發(fā)生7次機(jī)組振動(dòng)過(guò)大，每次都采取拉轉(zhuǎn)速甩灰的方法成功啟機(jī)并網(wǎng)，但是2010年2月發(fā)生的機(jī)組振動(dòng)過(guò)大，采取的拉轉(zhuǎn)速甩灰的方法不起作用，被迫揭大蓋檢查，檢查發(fā)現(xiàn)轉(zhuǎn)子一級(jí)動(dòng)葉片表面不均勻的附著磚紅色與白色相間積鹽，造成轉(zhuǎn)子動(dòng)平衡性降低，主軸振動(dòng)值不斷增大直至超標(biāo)跳停。

經(jīng)過(guò)清理后，運(yùn)行到2010年11月，這期間發(fā)生4次機(jī)組振動(dòng)過(guò)大，每次都采取拉轉(zhuǎn)速甩灰的方法成功啟機(jī)并網(wǎng)，但是2010年11月又發(fā)生的機(jī)組振動(dòng)過(guò)大，采取的拉轉(zhuǎn)速甩灰的方法不起作用，被迫揭大蓋檢查，檢查結(jié)果與2010年2月的情況基本相同，并且煤氣管道內(nèi)也有大量的結(jié)垢。

圖3 BDC改造后2010年2月透平機(jī)轉(zhuǎn)子積垢圖片

經(jīng)過(guò)清理后，運(yùn)行到2011年3月又發(fā)生的機(jī)組振動(dòng)過(guò)大，采取的拉轉(zhuǎn)速甩灰的方法不起作用，被迫揭大蓋檢查，檢查發(fā)現(xiàn)轉(zhuǎn)子一級(jí)動(dòng)葉片表面不均勻的附著石墨狀斑塊，但是結(jié)垢明顯比前幾次減少。

原因分析認(rèn)為：改進(jìn)干式布袋除塵器（BDC），可以降低TRT入口的煤氣含塵量，減少透平機(jī)轉(zhuǎn)子的結(jié)垢，但是不能徹底解決轉(zhuǎn)子結(jié)垢。從2011年4月開(kāi)始，3#高爐提高了進(jìn)入BDC的荒煤氣的溫度，進(jìn)TRT入口的煤氣溫度相應(yīng)得到提高，溫度基本在120～220℃之間。加強(qiáng)了重力除塵器、旋風(fēng)除塵器、布袋除塵器的放灰管理，每天放灰都很徹底。并加大了布袋的管理力度，布袋的檢查次數(shù)由之前的每周一次改為每天一次，發(fā)現(xiàn)布袋有損壞的及時(shí)更換。3#TRT從2011年4月開(kāi)始運(yùn)行至今已經(jīng)有12個(gè)月了，沒(méi)有發(fā)生一次因?yàn)橥钙綑C(jī)轉(zhuǎn)子結(jié)垢造成機(jī)組振動(dòng)過(guò)大而跳機(jī)，2012年3月進(jìn)行透平機(jī)常規(guī)揭大蓋檢查，發(fā)現(xiàn)轉(zhuǎn)子基本沒(méi)有結(jié)垢（見(jiàn)圖4）。

圖4 2012年3月透平機(jī)轉(zhuǎn)子圖片

工藝改進(jìn)措施如下：馬鋼3#TRT在提高全干法TRT機(jī)組穩(wěn)定順行率提出了進(jìn)入TRT的入口煤氣溫度不小于80℃的高爐操作預(yù)警機(jī)制，對(duì)BF爐頂溫度提出了更加嚴(yán)格的要求，高爐正常生產(chǎn)時(shí)高爐爐頂溫度為120～220℃；通過(guò)提高入爐料溫度，控制好焦碳水分，能解決爐頂溫度低的問(wèn)題，當(dāng)3#BF休復(fù)風(fēng)過(guò)程中采取的保證措施是首先休風(fēng)料去掉生礦；確保休復(fù)風(fēng)前后不配用落地料；確保爐頂打水裝置開(kāi)關(guān)靈活，關(guān)閉到位，不往爐內(nèi)漏水；嚴(yán)密監(jiān)視料溫，確保在規(guī)定范圍的上限等?？梢?jiàn)相應(yīng)的綜合措施對(duì)全干法TRT技術(shù)推廣所要解決的高爐低頂溫問(wèn)題起到了借鑒作用。這是有效解決BDC+TRT技術(shù)推廣必須要解決的關(guān)鍵之一。

4 改進(jìn)效果

馬鋼3#TRT經(jīng)過(guò)設(shè)備及工藝兩輪改進(jìn)后TRT發(fā)電量由于設(shè)備開(kāi)機(jī)率的提高發(fā)電量穩(wěn)步攀升，統(tǒng)計(jì)比較如下：

Dust Removal Practice of Rotary Blades of Dry TRT Unit

WU Yiming，ZHAO Gang
(TheNo.2IronmakingWorksofMasteel,Maanshan,Anhui243000,China)

Optimization of the full-dry bag dedusting process and BF top temperature operation practice of Masteel’s No.3 1000 m3blast furnace were analyzed and discussed,to solve the problem of dust precipitation on the TRT rotary blades which affected TRT operation.

dry TRT;dust precipitation;practice

TB653

B

1006-6764(2014)02-0013-02