干式TRT机组解决叶片积灰的应用实践

吴奕明，赵 刚

（马鞍山钢铁股份有限公司第二炼铁总厂，安徽马鞍山243000）

干式TRT机组解决叶片积灰的应用实践

吴奕明，赵 刚

（马鞍山钢铁股份有限公司第二炼铁总厂，安徽马鞍山243000）

针对马钢1000 m3高炉的工艺情况，从优化全干法布袋除尘工艺和高炉顶温操作工艺方面进行分析与探讨，解决因为煤气介质达标难题造成影响的TRT机组开机率的透平机转子叶片积灰问题。

干式TRT；积灰；实践

1 前言

马钢第二炼铁总厂3#1000 m3高炉TRT透平膨胀机于2004年11月工程竣工正式投运发电，选用的是干式轴流、两级反动式透平机，一级静叶可调，第一级可实现全关闭，该透平机设计出力为5000 kW，配8000 kW的发电机组。

2 存在问题及分析

2004年11月TRT自投产运行，各项指标显示均正常，经过22个月的运行，到2006年9月后机组出现异常振动。根据以往TRT运行经验，判断可能是由于煤气流量波动或是静叶调节部分出了问题。于是决定降功率运行，机组平稳运行约一周左右，再次出现振动，其振动频率相位均相同，后来判断为转子平衡被破坏。揭盖后发现转子动叶片及承缸上的静叶片磨损严重，其中动叶片断裂2片，静叶片断裂14片。转子、承缸拆除后送原制造厂家陕鼓进行修复，2006年12月回装后并网发电。2007年1月7日机组出现振动过大，揭盖后，发现转子一级动叶片积垢严重，且结有石墨斑块，不均匀的吸附于转子叶片表面。经过清理后，继续运行约5个月后，到2007年6～8月份机组多次出现振动过大，每次揭盖后，都发现转子叶片积灰严重，结有石墨斑块，并有石墨斑块明显脱落痕迹，促使透平机振动超标频繁引起停机。去除掉积灰斑块发现转子叶片表面受到严重腐蚀。在检查煤气管道时，发现煤气管道积灰、积水较多。

图1 2007年7月透平机转子积垢图片

原因分析：干式的TRT装置在持续运行条件下，煤气温度和粉尘浓度控制不好，会在透平机转子的动叶片上形成层状结垢，层状结垢块随着转子高速旋转的离心力突然不均匀脱落，转子动平衡性降低，主轴振动值不断增大直至超标跳停。由于在线叶片无法清洗，必须频繁地揭透平机大盖清灰，不但造成干式TRT装置无法满足正常生产的要求，而且整个设备系统的检修费用超过了其发电产生的经济效益，其次由于煤气含尘量超标，叶片磨损和腐蚀非常严重，对设备的安全运行也有很大的制约作用。

3 改进措施

3.1 设备改进措施

为弥补重力除尘器能力不足，减轻布袋浓度负荷，降低TRT入口煤气含尘量，减少透平机积灰，提高TRT的设备可开动率，2008年一季度完成的BDC技术的成熟改进，增加一级旋风除尘器，以保证布袋长期、安全运行；为保证提高了进入TRT煤气质量，降低布袋的工况过滤风速，增加布袋过滤面积，由10个箱体增加到13个箱体。确保进入TRT的入口煤气中的粉尘浓度不大于10 mg/m3的机组设计要求，提出了为全干法TRT配套的工艺除尘BDC设计选型时要特别关注介质的工况流速问题，要符合BDC系统最佳过滤风速0.45～0.55 m/min范围要求，筒体的过滤面积问题选择时，要有2~3个备用筒体做检修作业的保证才能防患于未然。这是有效推广BDC+TRT技术必须要解决的关键。改进内容见图2中的虚线部分。

图2 3#BDC改造后的示意图

3.2 工艺改进措施

设备BDC改进后，TRT各项指标显示均正常，但是进TRT入口的工艺煤气温度较低，温度基本在70～110℃之间。经过3个月的运行，2008年8月机组又出现振动过大，判断是透平机转子结垢了，将透平机转速拉到1000 r/min左右，灰尘甩掉后振动值降低，成功启机并网。运行到2010年2月，这期间发生7次机组振动过大，每次都采取拉转速甩灰的方法成功启机并网，但是2010年2月发生的机组振动过大，采取的拉转速甩灰的方法不起作用，被迫揭大盖检查，检查发现转子一级动叶片表面不均匀的附着砖红色与白色相间积盐，造成转子动平衡性降低，主轴振动值不断增大直至超标跳停。

经过清理后，运行到2010年11月，这期间发生4次机组振动过大，每次都采取拉转速甩灰的方法成功启机并网，但是2010年11月又发生的机组振动过大，采取的拉转速甩灰的方法不起作用，被迫揭大盖检查，检查结果与2010年2月的情况基本相同，并且煤气管道内也有大量的结垢。

图3 BDC改造后2010年2月透平机转子积垢图片

经过清理后，运行到2011年3月又发生的机组振动过大，采取的拉转速甩灰的方法不起作用，被迫揭大盖检查，检查发现转子一级动叶片表面不均匀的附着石墨状斑块，但是结垢明显比前几次减少。

原因分析认为：改进干式布袋除尘器（BDC），可以降低TRT入口的煤气含尘量，减少透平机转子的结垢，但是不能彻底解决转子结垢。从2011年4月开始，3#高炉提高了进入BDC的荒煤气的温度，进TRT入口的煤气温度相应得到提高，温度基本在120～220℃之间。加强了重力除尘器、旋风除尘器、布袋除尘器的放灰管理，每天放灰都很彻底。并加大了布袋的管理力度，布袋的检查次数由之前的每周一次改为每天一次，发现布袋有损坏的及时更换。3#TRT从2011年4月开始运行至今已经有12个月了，没有发生一次因为透平机转子结垢造成机组振动过大而跳机，2012年3月进行透平机常规揭大盖检查，发现转子基本没有结垢（见图4）。

图4 2012年3月透平机转子图片

工艺改进措施如下：马钢3#TRT在提高全干法TRT机组稳定顺行率提出了进入TRT的入口煤气温度不小于80℃的高炉操作预警机制，对BF炉顶温度提出了更加严格的要求，高炉正常生产时高炉炉顶温度为120～220℃；通过提高入炉料温度，控制好焦碳水分，能解决炉顶温度低的问题，当3#BF休复风过程中采取的保证措施是首先休风料去掉生矿；确保休复风前后不配用落地料；确保炉顶打水装置开关灵活，关闭到位，不往炉内漏水；严密监视料温，确保在规定范围的上限等。可见相应的综合措施对全干法TRT技术推广所要解决的高炉低顶温问题起到了借鉴作用。这是有效解决BDC+TRT技术推广必须要解决的关键之一。

4 改进效果

马钢3#TRT经过设备及工艺两轮改进后TRT发电量由于设备开机率的提高发电量稳步攀升，统计比较如下：

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