莱钢2#15MW TRT顶压控制系统故障分析及处理

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  摘 要:分析了莱钢2#15MW TRT机组顶压控制运行状态时高炉顶压波动幅度大现象及原因,结合检修时检查和测量数据分析,制定静叶传动系统检修方案并予实施。检修后,静叶调控高炉顶压稳定在±1kPa的良好水平,确保了高炉和TRT机组的稳定生产。
  关键词:TRT;静叶;伺服马达;调节缸;顶压控制
  
  前言
  
  高炉煤气余压透平(TRT)是利用高炉炉顶煤气具有的压力能及热能,使煤气通过透平膨胀机做功,将其转化为机械能,驱动发电机发电的二次能量回收装置。TRT机组与减压阀组并联,在投入顶压控制运行模式时,可替代高炉减压阀组调节高炉顶压,同时消除减压阀组调节高炉顶压时带来的噪音污染。TRT投入顶压控制时,高炉煤气基本上全部经过TRT机组,高炉炉顶压力的调控由TRT静叶来执行。所以,TRT静叶调控能力对高炉稳定生产具有重要意义。同时,TRT静叶调控高炉顶压相对稳定也利于TRT机组发电生产运行。
  莱钢2#15MW TRT机组于2005年8月投产,自投产以来,取得显著的经济效益,不仅提升了钢铁企业自发电率,而且作为节能环保设施对能源的二次利用和降低噪音污染都做出了极大贡献。至2009年6月份,机组在运行中频繁出现静叶调控高炉顶压能力下降现象,导致高炉炉顶压力波动幅度大,TRT机组不得不频繁退出顶压控制运行模式,发电负荷由8000kWh/h减少到5000kWh/h左右,限制了发电负荷的提升,同时也对高炉的稳定生产造成不良影响。
  
  1设备故障情况
  
  2009年6月,机组在运行中出现静叶调控高炉顶压能力下降现象,具体现象如下:
  1.1在机组并网后手动升功率过程中,手动控制静叶开度由0%逐渐增至13%时,发电负荷无变化,继续开大静叶开度后,发电负荷随静叶开度增大而增大;手动关小静叶开度时也存在10%左右开度内的无效区。
  1.2机组投入顶压控制后,与机组运行历史趋势图中的曲线对比发现,静叶系统在调控顶压时的动作幅度明显增大,顶压调控效果明显下降。
  1.3通过检修时对透平机揭缸检查发现:伺服马达与导向缸联结的手枪板螺栓松动,螺栓、定位销及螺栓孔严重磨损变形;个别静叶曲柄滑块根部断裂并脱落。同时,在检修时我们对伺服马达液压杆行程进行了测量,数据如下:
  
  2设备故障原因分析
  
  通过对静叶调控高炉顶压现象和数据以及透平机揭缸检查情况分析,我们判断TRT静叶调控高炉顶压能力下降的原因在于:
  2.1两侧静叶伺服马达油缸磨损程度不一,北侧动作滞后的伺服马达油缸在液压杆开位10%左右的区域内缸壁磨损严重,使油缸与液压杆间隙增大,不能形成较好的密封工作腔,致使在静叶开度10%左右范围内的相同开度指令下,液压杆动作滞后,存在10%左右的无效区。
  2.2机组长期运行后,静叶片根部的石墨轴承内积盐、积灰,造成叶片动作不灵活,个别静叶片出现卡滞现象,使伺服马达与调节缸联结手枪板的螺栓及螺栓孔磨损变形,并出现松动现象,造成静叶传动机构中间存在较大自由间隙,最终使静叶传动机构自由行程过大,降低了静叶调控高炉顶压的能力。
  
  3检修方案制定与实施
  
  分析确定了静叶传动系统故障原因之后,我们制定了检修方案并予实施。
  3.1更换伺服马达
  检修时我们更换了静叶伺服马达,并对拆卸下的伺服马达进行检查,发现北侧马达油缸在液压杆10%左右行程区域磨损严重,缸壁磨损成弧面,验证了我们之前对伺服马达油缸变形的推断。
  3.2将伺服马达与调节缸联板螺栓与定位销更换为高强度材质,联板螺栓加弹簧垫片,同时,为消除螺栓孔变形影响,制作并在联结板上焊接了高20mm、壁厚10mm的钢制圆形套筒,对联板螺栓进行加固。
  3.3針对曲柄滑块根部断裂脱落问题,对曲柄滑块的固定方式进行改进:将滑块销轴根部中央钻孔、套丝,用螺栓和止动片配合紧固代替铆接。
  
  4检修效果
  
  实施检修后,TRT机组投入运行,静叶调控高炉顶压稳定,波动幅度在±1kPa左右,下图为:检修后顶压调控曲线(红色线为高炉顶压测量值)
  
  5结束语
  
  通过对2#TRT顶压控制系统故障现象及原因分析研究,制定检修整改方案并实施,较好的解决了TRT机组静叶传动机构的设备缺陷,使静叶调控高炉顶压能力大大提高,确保了高炉及TRT发电系统的稳定安全生产,同时也提高了发电负荷,经济效益显著提升。
  
  参考文献:
  [1]樊波.煤气干法除尘技术在大型高炉的应用及节能分析.《J》冶金能源,2009,Vol.28(1):13~17.
  [2]刘振军,李海波.高炉提高TRT发电实绩《J》.钢铁.2005,Vol.40(8):11~14.
  [3]刘峰,魏晓东.高炉TRT控制工艺及实现《J》.重型机械,2007(2):6~10.
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