陳　龍，尚啟文

(1.馬鞍山鋼鐵股份有限公司， 安徽 馬鞍山　243000； 2.江蘇省冶金設(shè)計(jì)院有限公司， 江蘇 南京　210016)

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某高爐TRT潤(rùn)滑油站改造實(shí)踐①

陳龍1，尚啟文2

(1.馬鞍山鋼鐵股份有限公司， 安徽 馬鞍山243000； 2.江蘇省冶金設(shè)計(jì)院有限公司， 江蘇 南京210016)

簡(jiǎn)述了某高爐TRT潤(rùn)滑油站工作原理及運(yùn)行維護(hù)中出現(xiàn)的設(shè)備問(wèn)題。通過(guò)對(duì)存在的問(wèn)題進(jìn)行分析，提出了改進(jìn)方案，并對(duì)該油站技術(shù)改造實(shí)踐的效果進(jìn)行了介紹。

TRT潤(rùn)滑油站； 冷卻器； 泄漏

1　概述

TRT(Blast Furnace Gas Top Pressure Recovery Turbine Unit)為高爐煤氣余壓回收透平裝置的英文簡(jiǎn)稱。高爐煤氣余壓回收透平發(fā)電裝置是利用高爐爐頂煤氣具有的壓力能和熱能，使煤氣通過(guò)透平膨脹機(jī)做功，驅(qū)動(dòng)發(fā)電機(jī)發(fā)電，進(jìn)行能量回收的一種裝置。采用TRT發(fā)電，可以將煤氣余壓轉(zhuǎn)換成電能，可以獲得一定的經(jīng)濟(jì)效益。通過(guò)TRT機(jī)組的靜葉來(lái)調(diào)整高爐頂壓，比減壓閥組控制得更好，帶來(lái)更加穩(wěn)定的高爐頂壓，對(duì)高爐產(chǎn)量有著積極作用。另外，采用TRT煤氣由透平通過(guò)，煤氣能量以做功形式轉(zhuǎn)化為電能，可以有效地降低減壓閥組的噪聲。某鋼廠高爐配備的TRT機(jī)組，其結(jié)構(gòu)如圖1所示。

圖1　TRT機(jī)組結(jié)構(gòu)示意圖

2　TRT潤(rùn)滑油系統(tǒng)原理

TRT潤(rùn)滑油系統(tǒng)為稀油集中潤(rùn)滑，潤(rùn)滑油系統(tǒng)向各個(gè)軸承潤(rùn)滑點(diǎn)及時(shí)提供一定壓力和流量的潤(rùn)滑油。潤(rùn)滑油能將摩擦副產(chǎn)生的摩擦熱帶走；隨著油的流動(dòng)和循環(huán)，摩擦表面的金屬磨粒等機(jī)械雜質(zhì)被帶走，并將摩擦表面沖洗干凈，達(dá)到潤(rùn)滑、減輕摩擦、降低磨損和減少易損件消耗、減少功率消耗、延長(zhǎng)設(shè)備使用壽命的目的。

TRT潤(rùn)滑油站改造前泵站原理圖如圖2所示。TRT潤(rùn)滑油系統(tǒng)將潤(rùn)滑油在油箱中存儲(chǔ)，通過(guò)螺桿泵電機(jī)組泵送，潤(rùn)滑油由雙聯(lián)列管式冷卻器冷卻和雙筒過(guò)濾器過(guò)濾后，潤(rùn)滑油壓力由出口壓力反饋控制的自壓力調(diào)節(jié)閥調(diào)節(jié)，再通過(guò)總供油管向機(jī)組潤(rùn)滑點(diǎn)供油。在螺桿泵電機(jī)組出口管路上旁通設(shè)置了進(jìn)口壓力反饋控制的自壓力調(diào)節(jié)閥，用于控制泵口最大壓力。因系統(tǒng)回油量大，為保證回油順暢，防止油煙外排污染環(huán)境，設(shè)置了油霧風(fēng)機(jī)使回油口產(chǎn)生負(fù)壓。

TRT潤(rùn)滑油系統(tǒng)設(shè)置了高位油箱，用于在停電、緊急事故狀態(tài)下停車(chē)時(shí)，靠油位勢(shì)能維持機(jī)組潤(rùn)滑點(diǎn)的潤(rùn)滑油供給；可實(shí)現(xiàn)TRT機(jī)組事故情況下，機(jī)組能順利退出，避免更大的生產(chǎn)事故。其原理是，潤(rùn)滑油站啟動(dòng)時(shí)，將充油閥門(mén)打開(kāi)，當(dāng)高位油箱內(nèi)液位超過(guò)工作液位時(shí)，可以在溢流窺視口中看到溢流油液，此時(shí)關(guān)閉充油閥門(mén)，完成高位油箱充油；當(dāng)主供油管路壓力降低到一定壓力時(shí)，高位油箱內(nèi)的潤(rùn)滑油克服單向閥彈簧力，向主供油管路供油，此時(shí)高位油箱成為應(yīng)急油源。

TRT主機(jī)軸采用聯(lián)軸器與主油泵聯(lián)接，當(dāng)機(jī)組在高爐煤氣通過(guò)透平帶動(dòng)主機(jī)軸旋轉(zhuǎn)，主油泵向主機(jī)油泵供油管供油，當(dāng)壓力達(dá)到系統(tǒng)設(shè)定壓力時(shí)，螺桿泵電機(jī)組停機(jī)，此時(shí)潤(rùn)滑油系統(tǒng)的動(dòng)力完全由主油泵提供，節(jié)省了電力消耗。TRT潤(rùn)滑油站改造前主機(jī)潤(rùn)滑原理圖如圖3所示。

圖2　TRT潤(rùn)滑油站改造前泵站原理圖

圖3　TRT潤(rùn)滑油站改造前主機(jī)潤(rùn)滑原理圖

3　運(yùn)行維護(hù)中存在的問(wèn)題

3.1系統(tǒng)油壓偏低運(yùn)行

在TRT機(jī)組投入運(yùn)行初期，總供油管路壓力約為0.19 MPa，檢查各個(gè)供油點(diǎn)油流窺視口,確認(rèn)油流正常，但設(shè)備要求壓力傳感器設(shè)置的低壓下限為0.18 MPa，因此總供油管路壓力偏低使自動(dòng)化系統(tǒng)的壓力控制過(guò)于敏感，需要提供主管路壓力?，F(xiàn)場(chǎng)通過(guò)調(diào)節(jié)泵口處自壓力調(diào)節(jié)閥和總供油管路前處壓力調(diào)節(jié)閥均無(wú)法將總供油管路壓力提高。

3.2冷卻器油路進(jìn)水

油站在運(yùn)行中曾多次出現(xiàn)油箱液位升高，經(jīng)點(diǎn)檢發(fā)現(xiàn)原因?yàn)榱泄苁嚼鋮s器銅管失效泄漏，冷卻水通過(guò)冷卻器進(jìn)入油箱。油液中含有水分將降低TRT機(jī)組傳動(dòng)箱部件壽命，導(dǎo)致設(shè)備不能正常運(yùn)行，影響TRT生產(chǎn)發(fā)電。

3.3主機(jī)油泵管路泄漏

TRT機(jī)組主軸轉(zhuǎn)速高，且存在振動(dòng)。主機(jī)油泵與機(jī)組主軸聯(lián)接，管路在高頻振動(dòng)下長(zhǎng)期運(yùn)行，多次出現(xiàn)法蘭處漏油事故隱患。為了保證TRT主機(jī)正常運(yùn)行，投產(chǎn)生產(chǎn)初期將主機(jī)油泵與機(jī)組主軸斷開(kāi)，主機(jī)油泵一直未投入使用。

4　改進(jìn)措施及實(shí)踐

4.1潤(rùn)滑點(diǎn)法蘭處增加節(jié)流孔板以提高總供油管壓力

4.2冷卻器改造

通過(guò)對(duì)經(jīng)常失效的冷卻器銅管多批采樣，銅管材質(zhì)為HSn70-1海軍銅，腐蝕漏點(diǎn)表面有藍(lán)綠色銅銹，出現(xiàn)點(diǎn)狀“蝕坑”?，F(xiàn)場(chǎng)檢測(cè)冷卻水中氯離子濃度約為200 mg/L。根據(jù)有關(guān)文獻(xiàn)數(shù)據(jù)，對(duì)于HSn70-1B銅材，當(dāng)循環(huán)水中氯離子濃度大于170 mg/L時(shí)，銅材均勻腐蝕速度有所上升，當(dāng)循環(huán)水中氯離子濃度大于250 mg/L時(shí)，均勻腐蝕速度有所下降而局部腐蝕速度大大上升。經(jīng)分析認(rèn)為，該潤(rùn)滑油站冷卻器銅管應(yīng)為銅管脫鋅腐蝕點(diǎn)蝕。因銅管中鋅比銅活潑，在黃銅的局部表面上由于鋅的溶解而形成蝕孔，蝕孔有時(shí)被腐蝕產(chǎn)物所覆蓋。黃銅發(fā)生栓狀腐蝕時(shí)其腐蝕產(chǎn)物是脆性、多孔的殘?jiān)?，可以保留在原處，也可能被水沖走而導(dǎo)致穿孔。為了降低冷卻器銅管腐蝕程度，應(yīng)降低冷卻水中氯離子濃度，可選用耐腐蝕能力更強(qiáng)的銅管，還應(yīng)采取銅管鍍膜，膠球清洗等工藝，延長(zhǎng)銅管壽命。因此，現(xiàn)場(chǎng)TRT潤(rùn)滑站冷卻器將原HSn70-1海軍銅材質(zhì)改為耐腐性能更佳的BFe30-1-1白銅管，并要求冷卻器供應(yīng)商對(duì)冷卻器出廠前進(jìn)行FeSO4成膜處理。

冷卻器上線使用后定期清理冷卻器水室，減少懸浮物沉積對(duì)銅管的侵蝕。另外，現(xiàn)場(chǎng)對(duì)冷卻器回路進(jìn)行如下改造，在冷卻器前、后各增加閥門(mén)和閥門(mén)，在并聯(lián)安裝管路上設(shè)置常閉閥門(mén)，如圖4冷卻器回路改造原理圖所示。因TRT機(jī)組環(huán)境通風(fēng)良好，當(dāng)秋冬季機(jī)組潤(rùn)滑油溫度低時(shí)，可打開(kāi)閥門(mén)，關(guān)閉冷卻器前后閥門(mén)，可減少冷卻器銅管破裂失效進(jìn)水對(duì)潤(rùn)滑油站的影響。此外，對(duì)冷卻器進(jìn)行維護(hù)保養(yǎng)時(shí)，將其進(jìn)出口冷卻水關(guān)閉，冷卻器內(nèi)的水排盡。

圖4　冷卻器回路改造原理圖

經(jīng)上述改造和采取維護(hù)措施后，冷卻器壽命大大提高，冷卻器進(jìn)水問(wèn)題得到了解決。

4.3主機(jī)油泵管路改進(jìn)

針對(duì)TRT機(jī)組主軸高頻振動(dòng)，現(xiàn)場(chǎng)在主油泵前后增加了撓性接頭和法蘭軟管，減少振動(dòng)對(duì)管路法蘭接頭的疲勞損壞，如圖5所示。改造后主機(jī)油泵投入運(yùn)行正常，管路接頭處密封可靠，達(dá)到了原設(shè)備設(shè)計(jì)要求。

圖5　主機(jī)管路改造原理圖

5　結(jié)束語(yǔ)

TRT機(jī)組的可靠運(yùn)行直接影響高爐生產(chǎn)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)， TRT潤(rùn)滑油站作為機(jī)組的重要設(shè)備組成，運(yùn)行維護(hù)尤為關(guān)鍵。針對(duì)出現(xiàn)的系統(tǒng)油壓偏低，冷卻器進(jìn)水等問(wèn)題進(jìn)行的改造、改進(jìn)實(shí)踐措施，提高了潤(rùn)滑油站運(yùn)行的可靠性，達(dá)到了設(shè)計(jì)要求。

[1]熊瓊.HSn70-1B銅管腐蝕原因分析及防護(hù)措施[J]，全面腐蝕控制，2013，(3): 30—33.

[2]夏明珠.不同水質(zhì)工況下電廠銅管的腐蝕[J]，工業(yè)水處理，2006，(1)：46—48.

2016-05-20

陳龍(1964—)，男，工程師。E-mail:401506003@qq.com

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