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機組解決葉片積灰的應用實踐

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行分析與探討，解決因為煤氣介質達標難題造成影響的TRT機組開機率的透平機轉子葉片積灰問題。

干式TRT；積灰；實踐

1 前言

馬鋼第二煉鐵總廠3#1000 m3高爐TRT透平膨脹機于2004年11月工程竣工正式投運發(fā)電，選用的是干式軸流、兩級反動式透平機，一級靜葉可調，第一級可實現(xiàn)全關閉，該透平機設計出力為5000 kW，配8000 kW的發(fā)電機組。

2 存在問題及分析

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

圖1 2007年7月透平機轉子積垢圖片

原因分析：干式的TRT裝置在持續(xù)運行條件下，煤氣溫度和粉塵濃度控制不好，會在透平機轉子的動葉片上形成層狀結垢，層狀結垢塊隨著轉子高速旋轉的離心力突然不均勻脫落，轉子動平衡性降低，主軸振動值不斷增大直至超標跳停。由于在線葉片無法清洗，必須頻繁地揭透平機大蓋清灰，不但造成干式TRT裝置無法滿足正常生產(chǎn)的要求，而且整個設備系統(tǒng)的檢修費用超過了其發(fā)電產(chǎn)生的經(jīng)濟效益，其次由于煤氣含塵量超標，葉片磨損和腐蝕非常嚴重，對設備的安全運行也有很大的制約作用。

3 改進措施

3.1 設備改進措施

為彌補重力除塵器能力不足，減輕布袋濃度負荷，降低TRT入口煤氣含塵量，減少透平機積灰，提高TRT的設備可開動率，2008年一季度完成的BDC技術的成熟改進，增加一級旋風除塵器，以保證布袋長期、安全運行；為保證提高了進入TRT煤氣質量，降低布袋的工況過濾風速，增加布袋過濾面積，由10個箱體增加到13個箱體。確保進入TRT的入口煤氣中的粉塵濃度不大于10 mg/m3的機組設計要求，提出了為全干法TRT配套的工藝除塵BDC設計選型時要特別關注介質的工況流速問題，要符合BDC系統(tǒng)最佳過濾風速0.45～0.55 m/min范圍要求，筒體的過濾面積問題選擇時，要有2~3個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技術必須要解決的關鍵。改進內容見圖2中的虛線部分。

圖2 3#BDC改造后的示意圖

3.2 工藝改進措施

設備BDC改進后，TRT各項指標顯示均正常，但是進TRT入口的工藝煤氣溫度較低，溫度基本在70～110℃之間。經(jīng)過3個月的運行，2008年8月機組又出現(xiàn)振動過大，判斷是透平機轉子結垢了，將透平機轉速拉到1000 r/min左右，灰塵甩掉后振動值降低，成功啟機并網(wǎng)。運行到2010年2月，這期間發(fā)生7次機組振動過大，每次都采取拉轉速甩灰的方法成功啟機并網(wǎng)，但是2010年2月發(fā)生的機組振動過大，采取的拉轉速甩灰的方法不起作用，被迫揭大蓋檢查，檢查發(fā)現(xiàn)轉子一級動葉片表面不均勻的附著磚紅色與白色相間積鹽，造成轉子動平衡性降低，主軸振動值不斷增大直至超標跳停。

經(jīng)過清理后，運行到2010年11月，這期間發(fā)生4次機組振動過大，每次都采取拉轉速甩灰的方法成功啟機并網(wǎng)，但是2010年11月又發(fā)生的機組振動過大，采取的拉轉速甩灰的方法不起作用，被迫揭大蓋檢查，檢查結果與2010年2月的情況基本相同，并且煤氣管道內也有大量的結垢。

圖3 BDC改造后2010年2月透平機轉子積垢圖片

經(jīng)過清理后，運行到2011年3月又發(fā)生的機組振動過大，采取的拉轉速甩灰的方法不起作用，被迫揭大蓋檢查，檢查發(fā)現(xiàn)轉子一級動葉片表面不均勻的附著石墨狀斑塊，但是結垢明顯比前幾次減少。

原因分析認為：改進干式布袋除塵器（BDC），可以降低TRT入口的煤氣含塵量，減少透平機轉子的結垢，但是不能徹底解決轉子結垢。從2011年4月開始，3#高爐提高了進入BDC的荒煤氣的溫度，進TRT入口的煤氣溫度相應得到提高，溫度基本在120～220℃之間。加強了重力除塵器、旋風除塵器、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)布袋有損壞的及時更換。3#TRT從2011年4月開始運行至今已經(jīng)有12個月了，沒有發(fā)生一次因為透平機轉子結垢造成機組振動過大而跳機，2012年3月進行透平機常規(guī)揭大蓋檢查，發(fā)現(xiàn)轉子基本沒有結垢（見圖4）。

圖4 2012年3月透平機轉子圖片

工藝改進措施如下：馬鋼3#TRT在提高全干法TRT機組穩(wěn)定順行率提出了進入TRT的入口煤氣溫度不小于80℃的高爐操作預警機制，對BF爐頂溫度提出了更加嚴格的要求，高爐正常生產(chǎn)時高爐爐頂溫度為120～220℃；通過提高入爐料溫度，控制好焦碳水分，能解決爐頂溫度低的問題，當3#BF休復風過程中采取的保證措施是首先休風料去掉生礦；確保休復風前后不配用落地料；確保爐頂打水裝置開關靈活，關閉到位，不往爐內漏水；嚴密監(jiān)視料溫，確保在規(guī)定范圍的上限等?？梢娤鄳木C合措施對全干法TRT技術推廣所要解決的高爐低頂溫問題起到了借鑒作用。這是有效解決BDC+TRT技術推廣必須要解決的關鍵之一。

4 改進效果

馬鋼3#TRT經(jīng)過設備及工藝兩輪改進后TRT發(fā)電量由于設備開機率的提高發(fā)電量穩(wěn)步攀升，統(tǒng)計比較如下：

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