郭偉
( 河鋼集團(tuán)邯鋼公司邯寶公司能源中心，河北邯鄲056015)
摘要: 針對(duì)高爐煤氣余壓發(fā)電機(jī)組( TRT) 推力瓦溫高的問(wèn)題，介紹了TRT 推力瓦的結(jié)構(gòu)和工作原理，從推力瓦塊表面修復(fù)、循環(huán)潤(rùn)滑油系統(tǒng)改進(jìn)、推力軸承和機(jī)組軸封安裝等方面進(jìn)行處理，降低溫度后提高了發(fā)電量。
關(guān)鍵詞: TRT; 推力瓦; 溫度; 處理方法
0 引言
高爐煤氣余壓發(fā)電機(jī)組，簡(jiǎn)稱(chēng)“TRT”，設(shè)置在高爐之后。高爐荒煤氣經(jīng)過(guò)重力除塵、濕法或干法除塵之后，利用高壓( 高溫) 凈煤氣的能量，驅(qū)動(dòng)發(fā)電機(jī)發(fā)電，將高壓( 高溫) 凈煤氣降壓( 降溫) 后送入低壓煤氣管網(wǎng)。
TRT 推力軸瓦設(shè)置在透平機(jī)軸系，其作用是保護(hù)軸系的軸位移在設(shè)計(jì)范圍內(nèi)，在止推瓦上有2 套聯(lián)鎖重故障點(diǎn)，一個(gè)是軸位移，一個(gè)是瓦溫，當(dāng)瓦溫過(guò)高或者位移過(guò)大( 超過(guò)停機(jī)值) 時(shí)，機(jī)組就會(huì)執(zhí)行緊急停機(jī)程序。一般來(lái)講，機(jī)組報(bào)警停機(jī)都是因正向位移或者正推瓦溫異常，反向位移及反推瓦溫可以忽略，原因是發(fā)電機(jī)組高壓煤氣正向力作用遠(yuǎn)大于其反向力作用。以邯鋼西區(qū)2 套TRT 推力瓦溫度高實(shí)例，介紹處理措施。
1 TRT 推力瓦的結(jié)構(gòu)與工作原理
TRT 推力軸瓦機(jī)械結(jié)構(gòu)包括軸承體座、軸承體、推力盤(pán)、正反推瓦塊、溫度位移探頭、調(diào)整墊片、油擋等組成( 見(jiàn)圖1) 。
TRT 機(jī)組運(yùn)行過(guò)程中，設(shè)置在軸系推力盤(pán)的作用力施加在正向推力瓦塊上，推力盤(pán)與推力瓦摩擦產(chǎn)生的熱量，由機(jī)組潤(rùn)滑油循環(huán)帶走; 在機(jī)組額定運(yùn)行狀態(tài)下，推力瓦溫應(yīng)在設(shè)計(jì)范圍內(nèi)，不應(yīng)達(dá)到報(bào)警值( ≤105 ℃) 和停機(jī)值( ≤115 ℃) 。如果機(jī)組前壓尚未達(dá)到額定190 kPa 時(shí)( 假設(shè)進(jìn)氣煤氣壓力為190kPa) ，推力瓦溫就會(huì)報(bào)警甚至停機(jī)，機(jī)組不能正常發(fā)電，影響效益。需系統(tǒng)處理推力瓦使溫度降下來(lái)，以使機(jī)組能正常發(fā)電。
2 推力瓦溫度高的處理措施
2． 1 推力瓦塊表面修復(fù)
檢查推力瓦塊與推力盤(pán)接觸面的情況，判斷是否存在高點(diǎn)。如果存在則需表面刮研處理，實(shí)際檢修操作中，除了要涂抹紅丹粉檢查外，還要逐一測(cè)量每塊瓦塊的高度及表面平整度，檢查推力盤(pán)的表面是否平整; 在瓦塊的進(jìn)油方向上刮研出油囊或者油斜，在瓦塊表面開(kāi)出泄油線，便于潤(rùn)滑油在瓦塊表面的循環(huán)，如圖2 所示。
2． 2 推力軸承的安裝
( 1) 推力軸承體是鑲嵌在透平機(jī)軸承箱體內(nèi)部的，在安裝推力軸承體過(guò)程中，要注意軸承體與軸承箱的配合。當(dāng)軸承箱蓋緊固定好之后，不平穩(wěn)的配合就會(huì)傳導(dǎo)扭曲力至推力瓦塊，導(dǎo)致每個(gè)瓦塊受力不均勻，出現(xiàn)接觸面積變小，導(dǎo)致瓦溫高。
( 2) 每塊瓦塊都有一定的自由度，軸承平放于地下，用手按壓每塊瓦塊時(shí)都要有“此起彼伏”的感覺(jué)。如果有個(gè)別瓦塊“僵化”是不正常的，“僵化”的瓦塊會(huì)對(duì)推力盤(pán)產(chǎn)生局部硬摩擦造成瓦溫高。為了杜絕此現(xiàn)象，就要“細(xì)致入微”地檢查每個(gè)瓦塊、瓦枕、穿銷(xiāo)、測(cè)溫探頭彈簧等部位，保證瓦塊的“此起彼伏”。
( 3) 推力間隙設(shè)計(jì)為0． 7 ～ 1 mm，安裝時(shí)需要實(shí)測(cè)此間隙，調(diào)整推力軸承墊片可以調(diào)整此間隙值，不能使間隙過(guò)小。一般來(lái)講，應(yīng)將間隙控制在設(shè)計(jì)值的上限以?xún)?nèi)。
2． 3 循環(huán)潤(rùn)滑油系統(tǒng)改進(jìn)
首先，對(duì)潤(rùn)滑油供油體系進(jìn)行測(cè)算，在允許的條件下，對(duì)推力軸承潤(rùn)滑油進(jìn)油孔及回油孔進(jìn)行擴(kuò)孔，增加冷卻潤(rùn)滑油的循環(huán)量; 其次，對(duì)推力軸承自身的油擋與軸端間隙進(jìn)行修整，增加潤(rùn)滑油循環(huán)量。
2． 4 機(jī)組軸系排污及氮封改造
分析TRT 軸系的相關(guān)輔助結(jié)構(gòu)，發(fā)現(xiàn)有很多減小推力瓦溫辦法( 見(jiàn)圖3) ，有封煤氣的氣封結(jié)構(gòu)，氣封外還有強(qiáng)制氮?dú)夤艿婪乐姑簹庑孤?，兩?cè)氣封設(shè)有排污閥，有推力盤(pán)和推力瓦。煤氣的壓力是右高壓、左低壓，要想減小推力瓦溫，必須減小軸系轉(zhuǎn)子推力方向上的力，或者施加反推力方向的力，也就是設(shè)法減小轉(zhuǎn)子從右向左的力，或者增加從左向右的力。
( 1) 氮?dú)饷芊庥写置芊夂图?xì)密封兩種，細(xì)密封作用在碳環(huán)上，粗密封作用在梳齒，一般細(xì)密封就能夠?qū)⒚簹夥庾?，這樣僅打開(kāi)兩側(cè)細(xì)密封即可。在此基礎(chǔ)上，打開(kāi)低壓氣封的氮?dú)獯置芊?，氮?dú)獾膲毫ψ饔糜谑猃X上，這就相當(dāng)于在出口側(cè)增加了一個(gè)從左向右的力，此操作能將推力瓦溫降低近10 ℃。
( 2) 密封下方有排污閥，日常操作是定期打開(kāi)2個(gè)排污閥，排放密封中的臟物，然后關(guān)閉排污閥。利用2 個(gè)排污閥對(duì)高壓氣封進(jìn)行排污，把高壓排污管道接引至低壓煤氣管網(wǎng)，排污閥常開(kāi)，這就相當(dāng)于將進(jìn)入高壓側(cè)梳齒中的煤氣壓力泄壓到低壓煤氣管網(wǎng)，即減小了圖3 中從右向左的力。
( 3) 在低壓側(cè)接引氮?dú)庵恋蛪号盼酃艿?，常開(kāi)排污閥，氮?dú)獾膲毫呐盼酃苓M(jìn)入作用于梳齒，相當(dāng)于增加了一個(gè)從左向右的力。排污閥的改造，可以將瓦溫降低接近5 ℃。
2． 5 機(jī)組軸封的安裝
機(jī)組在檢修安裝時(shí)，動(dòng)靜軸封安裝要把握細(xì)節(jié)，動(dòng)靜密封的設(shè)計(jì)間隙為0． 15 ～ 0． 35 mm。安裝間隙過(guò)小可能會(huì)造成動(dòng)靜密封頂觸而發(fā)生機(jī)組振動(dòng)的情況，為了避免引起機(jī)組振動(dòng)，一般將間隙調(diào)整到上限，這樣就造成氮封和排污改造的效果減弱，而且也會(huì)造成煤氣難以密封、氮?dú)庀牧吭黾?、運(yùn)營(yíng)成本增加?；诖耍髾z修或安裝將密封間隙調(diào)整到下限0． 15 mm。
3 效果及效益分析
經(jīng)過(guò)上述改進(jìn)，從工藝運(yùn)行角度分析效果和效益，TRT 額定前壓為190 kPa，在濕法除塵工藝中，“TRT 機(jī)前壓力”是影響TRT 效益最關(guān)鍵的因素。在其他條件不變的條件下，“前壓”越高，發(fā)電量越高，效益越好; 反之，發(fā)電量和效益越低。實(shí)際運(yùn)行中，改進(jìn)前當(dāng)TRT 前壓為150 kPa 時(shí)，推力瓦溫達(dá)報(bào)警值105 ℃; 當(dāng)TＲT 前壓為160 kPa 時(shí)，推力瓦溫接近停機(jī)值115 ℃。此時(shí)TＲT 前壓如果再升高，就會(huì)造成機(jī)組重故障停機(jī)，甚至“燒瓦”事故。改進(jìn)后，TRT 前壓提高到190 kPa，推力瓦溫為90 ℃，運(yùn)行安全可靠。
從發(fā)電量角度看，當(dāng)前壓為150 kPa 時(shí)，TＲT 瞬時(shí)發(fā)電量為8 000 kW·h，當(dāng)前壓為160 kPa 時(shí)，TＲT 瞬時(shí)發(fā)電量為9 000 kW·h; 當(dāng)前壓為190 kPa時(shí)，TＲT 瞬時(shí)發(fā)電量為12 000 kW·h。
經(jīng)過(guò)計(jì)算，每小時(shí)發(fā)電量的增加量= 12 000 －9 000 = 3 000( kW·h) ，按每度電價(jià)0． 5 元計(jì)算，每小時(shí)增加發(fā)電效益為: 3 000 × 0． 5 = 1 500( 元)改進(jìn)后，每小時(shí)增加氮?dú)庀臑?00 m3，氮?dú)鈨r(jià)格按0． 12 元/m3 計(jì)算，氮?dú)庀脑黾映杀緸?0． 12 × 200 = 24( 元)
每小時(shí)新增效益為: 1 500 － 24 = 1 476( 元)全年按照TＲT 作業(yè)率90% 計(jì)算，單套TＲT 增加發(fā)電效益為: 1 476 元× 24 h × 365 天× 90% =11 636 784元≈1 163． 6 萬(wàn)元
綜上所述，改進(jìn)后的經(jīng)濟(jì)效益非?？捎^，并且機(jī)組運(yùn)行安全穩(wěn)定，高爐出現(xiàn)較大氣流時(shí)機(jī)組也正常工作。
4 結(jié)語(yǔ)
高爐煤氣余壓發(fā)電( TRT) 止推瓦溫度高和多種因素有關(guān)，有設(shè)計(jì)、安裝、檢修、運(yùn)行等因素，在機(jī)組安裝、檢修、運(yùn)行等方面改進(jìn)后，降低了推力瓦溫度，單套TRT 機(jī)組增加的發(fā)電效益非?？捎^，并且機(jī)組運(yùn)行安全穩(wěn)定。