TRT发电透平机静叶改造及创新

TRT发电透平机静叶改造及创新

刘兴1 刘小红2

河钢集团邯钢公司邯宝能源中心，河北 邯郸 056000

2河钢集团邯钢公司邯宝热轧厂，河北 邯郸 056000

摘要：TRT是一种二次能量回收装置，利用高炉煤气的余压和余热将动力传递给汽轮机，驱动相关设备，期间的压力能在透平膨胀机的作用下转化为机械能，并将能量传递给同轴发电机，发电机发出电能输送电网。随着材料科学和机械制造技术的发展，TRT透平机得到了广泛的应用。本文分析了TRT透平机的工作原理，结合我公司的实际，总结了TRT汽轮机的维护保养措施。

关键词：TRT发电；透平机静叶改造；创新

引言

在过去的一个世纪里，工业技术的发展极大地提高了人们的生活水平，各种机械也朝着低速、小型化、低压、低温、低功耗的方向发展。透平机是工业领域的核心设备，被称为工业生产的“心脏”。在过去的三十年里，材料科学和机械制造技术的发展推动了透平机技术的进一步发展。为了保证透平机投入使用后的正常运行，必须严格掌握安装和维护环节。

1 项目背景

钢铁企业所生产的高炉煤气在经过除尘净化以后，通过减压阀组将约220kPa的压力降至合适的压力，再输送给了用户。这一个过程造成了高炉煤气残余压力的浪费。目前，TRT可以将高炉煤气的残余压力转化为机械能，然后再转化为了电能。减压以后的气体再输送给最终的用户，将未使用的气体残余压力转化为电能，从而获得了一定的经济效益。一般情况来说，通过TRT机组的静叶片调节高炉炉顶压力比控制减压阀组更加有效。

2 原因分析

在TRT生产过程中，由于气体中存在一些灰尘和冷凝液，静叶片可能会被卡住，静叶片调整过程频繁。在日常生产中，如果静叶片卡住，连接静叶片和液压缸的手枪板固定销生锈断裂，仪表和控制测量显示错误，就会产生以下结果：首先，如果出现静叶片卡住的情况，会造成静叶片调整困难或静叶片不动事故。当情况严重时，高炉顶部的压力会持续上升到250kpa，这将导致顶部安全阀打开，从而减少高炉内风事故的发生，会造成叶片静止。如果一侧断裂，高炉顶部压力会频繁波动，仪表控制和测量显示不准确，导致差异很大，对高炉顶压调节造成影响。

目前，水轮机静叶开度的观测方法就是将液压缸活塞杆当中的位置传感器采集到的位置信号通过仪表控制来传递给计算机。通过在计算机之上观察汽轮机的开度，可以掌握汽轮机静叶片开度的现状。在日常的操作之中，曾出现过将定子叶片连接到液压缸的枪板销断裂，定子叶片无法再进行移动，但是液压缸仍然根据高炉顶部的压力进行调整的情况，并且在液压缸中活塞的移动位置不能反映定子叶片的实际打开。如果仪表控制测量显示不准确或出现故障，实际开度与计算机显示明显不同，这将影响高炉炉顶压力的调节。因此，有必要对TRT汽轮机静叶开度进行改革和创新，可以确保静叶运行比较良好，运行开度与计算机开度一致。

3 实施措施

TRT发电透平机静叶改造及创新是利用TRT发电大修机会在TRT透平机静叶上安装一个静叶开度测量的装置，该测量的装置可以观察到涡轮机静叶片的开度，恢复气体残余的压力，并且及时有效地监测到涡轮机静叶片开度的位置。通过对于现场测量与仪表控制来获得的开度进行比较分析，可以判断出TRT汽轮机静叶片是否卡住，手枪板固定销是否断裂。仪控测量是否存在故障。这有助于及时维护和修理TRT涡轮机，以防止发生更大的事故。

这种修改的原理就是将指针固定在液压缸的活塞杆之上，该活塞杆控制涡轮机静态叶片的打开。当液压缸驱动调节环调节汽轮机静叶片开度的时候，指针跟随液压缸活塞杆的往复运动。指针的尖端指向百分比刻度，根据该刻度可以有效地观察到涡轮机静叶片的打开位置。

尽管这种新型结构比较简单，但是它易于使用，测量静叶片的开口准确。可以直接观察到涡轮机定子的开启位置，并且可以及时有效地监测到涡轮机定子的打开位置。通过对于现场监测与仪控来获得的开度进行比较分析，可以确定了TRT汽轮机定子叶片是否卡死，手枪板固定销是否断裂，仪控是否存在测量故障，便于TRT汽轮机及时检修，从而避免了更多事故的发生。

4 实施效果

通过本次改造及创新解决了透平机静叶开度现场无法有效测量的问题，保证了TRT透平机的正常运行，避免了出现静叶卡塞、手枪板固定销脱落、断裂及仪控故障后无法及时发现，静叶开度长期在不良运行状态下运行的情况发生。

5 应用前景

本改造及创新可广泛应用与各透平机

6 关键技术与创新点

本创新及改造设备包括它包括指针1、百分标尺2、液压缸3、液压缸活塞杆4、密封缸5、手枪板6、透平机外壳7、调节环8、静叶承缸9、连动壁10、静叶11、转子12、动叶13（见图1）。

图1 透平机指针图

指针固定在液压缸活塞杆之上，该活塞杆控制涡轮机定子叶片的打开。将挖泥船安装在液压缸体之上。当液压缸驱动调节环调节水轮机静叶片开度之时，指针跟随着液压缸活塞杆的往复运动。指针的尖端指向了百分比刻度。根据指针所指的百分比刻度，可以有效地观察汽轮机静叶片的开启位置。

本次改造及创新虽然结构比较简单，但是使用也方便，对于TRT透平机静叶开度测量比较准确，可以直接观察到汽轮机定子的开度，并且可以及时有效地监测到TRT汽轮机定子叶片的开度位置。通过对于现场监测与仪表控制来获得的开度进行比较分析，可以判断TRT汽轮机定子叶片是否卡住，手枪板固定销是否断裂，仪表控制与测量是否无效。这有助于及时进行维护和修理TRT涡轮机，并且可以防止更大的事故。

7 效益分析（经济效益、社会效益）

安装透平机静叶开度测量装置后，可及时有效的判断静叶是否在最佳运行状态，TRT前压与高炉顶压压差由原30-35kpa，可提高压差至29kpa运行，每天TRT可实现多发电3000kwh。每年效益为：

3000kwh/天×0.5元（元／kwh）×350天（除去休风时间）＝525000元。

8 结语

总之，在当前钢铁企业的生产过程当中，高炉煤气余热发电（TRT）是一种重要的生产设备，对企业生产的稳定性和经济性具有非常积极的意义。本文对高炉煤气余压透平发电装置（TRT）的发展和创新进行了研究。中国钢铁企业必须在现有技术的基础上继续创新发展，通过新技术的研究和应用，实现更好的生产稳定性和经济性。

参考文献：

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