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立恒钢铁鼓风站 TRT培训课件 BPRT机组 TRT部分运行车间 靳永国 TRT系统 立恒钢铁鼓风站 TRT培训课件 高炉煤气透平立体图 TRT系统 立恒钢铁鼓风站 TRT培训课件 高炉煤气透平立体图 转子 机壳 承缸 TRT系统 立恒钢铁鼓风站 TRT培训课件 TRT系统 TRT系统工艺流程 TRT透平主机的结构和特点 主要设备 主要系统 立恒钢铁鼓风站 TRT培训课件 TRT系统 TRT系统概述 TRT即高炉煤气余压透平发电装置是利用高炉冶炼的副产品 高炉炉顶煤气 具有的压力能及热能 使煤气通过透平膨胀机做功 将其转化为机械能 我单位配套有陕鼓集团的2台透平机组 高炉煤气从干法布袋系统除尘后 进入透平机系统 经过透平机入口电动蝶阀 插板阀 紧急切断阀 然后进入透平机主机做功 并带动风机 将煤气的压力能和热能转化为机械能 节约电能 降低生铁成本 立恒钢铁鼓风站 TRT培训课件 TRT系统 TRT系统工艺流程 润滑油站 动力油站 煤气透平 压缩机 电机 M 快切阀 氮气密封 M 重力除尘 布袋除尘 低压管网 高炉 立恒钢铁鼓风站 TRT培训课件 旁通AB阀 减压阀组 TRT系统 立恒钢铁鼓风站 TRT培训课件 TRT结构及特点 结构 机壳 叶片承缸 转子 静叶调节机构 轴封 轴承 导流器 扩压器 喷水装置 盘车装置 主油泵 联轴器 底座等组成 整机为水平剖分结构 进 排气方向垂直向下 TRT系统 特点 高炉煤气透平主机 通过的煤气压力均不高 但流量颇大 虽然多次除尘 仍含有不少炉灰粒子 并且水蒸汽呈饱和状态 据此透平设计不能完全衔用燃气轮机方法 而是采用大通流面积 底圆周速度 平直粗壮叶型等新设计方法而特殊设计 立恒钢铁鼓风站 TRT培训课件 MPG 6 1 251 160 改型号 进气温度 进气压力 煤气膨胀机功率 最大 煤气膨胀机代号 规格型号 MPG6 1 251 160 其中代号由三个字母组成 M 煤气P 透平膨胀机G 干式S 湿式L 干湿两用 TRT透平主机 TRT系统 立恒钢铁鼓风站 TRT培训课件 TRT透平主机 TRT系统 工作转速 3000r min 允许超速3240r min 包括发电机转子 输出功率 4260kw透平机工作转向 从透平进气端看为顺时针方向 型式 轴流 反动式透平 两级静叶可调且第一级静叶可实现全关闭 炉顶压力波动值指标 正常运行 3kPa甩负荷时 5kPa透平主机振动值 正常值0 05mm 报警值0 08mm 停机值0 16mm透平主机轴位移 正常值 0 2mm 报警值 0 3mm 停机值 0 5mm 立恒钢铁鼓风站 TRT培训课件 TRT气动特点 TRT系统 立恒钢铁鼓风站 TRT培训课件 转子由主轴 各级动叶 隔叶块 叶片锁紧装置 密封片等组成转子为等内径结构转子在设计中进行了横向振动及扭曲振动分析计算 装配后进行高速动平衡和超速试验 确保机组运行时安全可靠 TRT系统 TRT结构及特点 转子 立恒钢铁鼓风站 TRT培训课件 水平剖分铸造结构 刚性强 不易变形 吸噪和减振性好进排气法兰垂直朝下便于二层平台布置中分面螺栓把紧上下机壳联为一个整体四点支撑两个为固点另两个为滑动点两端沿轴线设有导向键 TRT系统 TRT结构及特点 机壳 立恒钢铁鼓风站 TRT培训课件 铸造水平剖分结构 中分面螺栓联接 装有静叶 静叶轴承 曲柄 滑块 叶片承缸两端分别支撑在机壳上 进气端为固定支撑 排气端为滑动支撑 利于缸体受热膨胀 TRT结构及特点 叶片承缸 TRT系统 立恒钢铁鼓风站 TRT培训课件 采用一级静叶调节和全静叶可调执行机构 液压 特点 静叶调节自动 灵活 迅速调节范围 15 调节特性 线性最小可关闭 调节特性最优 TRT结构及特点 静叶调节机构 TRT系统 立恒钢铁鼓风站 TRT培训课件 止推轴承 止推轴承为金斯贝雷型 多瓦快重叠式承载能力高自动调位 保证受力均匀瓦块由碳钢浇注巴氏合金加工而成 TRT结构及特点 轴承 TRT系统 立恒钢铁鼓风站 TRT培训课件 径向轴承 较高的抗油膜震荡能力较小的摩擦损失特征对外部载荷变化有较好的适应能力 四油叶轴承 TRT系统 TRT结构及特点 轴承 立恒钢铁鼓风站 TRT培训课件 设有危机遮断机构 轴振动 轴位移 转速 轴承温度监测仪表 止推轴承 TRT系统 径向轴承 TRT结构及特点 监测仪表 立恒钢铁鼓风站 TRT培训课件 前后轴承箱内都设计有装径向轴承和止推轴承的位置 根据具体布置进行配置进出油管在两侧均可布置安装非接触式轴振动 轴位移探头及轴承热电偶 轴承箱 TRT结构及特点 TRT系统 立恒钢铁鼓风站 TRT培训课件 转子联轴器端 带有盘车装置 采用电动盘车装置 手动啮合 由防爆电机 齿轮和机械式超越离合装置构成 其工作可靠性高 使用寿命长 当主轴超过盘车转速时 15r min转 自动脱开 同时电动机自动切断 盘车停止 盘车装置 TRT结构及特点 立恒钢铁鼓风站 TRT培训课件 轴封系统 直筒型 阶梯型 静子密封瓦 转子 拉别令密封 密封间隙大小可通过调整密封套周围的调整块来实现 TRT结构及特点 TRT系统 透平轴端配置有充氮气拉别令密封 碳环双重机械密封 可有效防止煤气外泄 并尽可能减少氮气的消耗量 氮气消耗量 60m3 h 立恒钢铁鼓风站 TRT培训课件 碳环密封 TRT系统 立恒钢铁鼓风站 TRT培训课件 TRT系统 主机主轴上带有机械式危急保安器 在超速状态下 要求动作重复性好 飞锤跳出 快速打开危急保安器油门开关 机械式危急保安器在事故情况下能实现紧急切断阀紧急快关 保证透平 发电机转子转速不超过允许范围 TRT结构及特点 危急遮断器 立恒钢铁鼓风站 TRT培训课件 TRT系统 发电机采用南阳防爆集团有限公司QWF系列机组 为隐极式三相同步发电机 它与TRT主机通过联轴器直接耦合传动 发电机的额定转速为3000r min 频率为50Hz 发电机采用封闭循环通风系统 并装有空 水冷却器来冷却空气 发电机的旋转方向 从TRT端看为顺时针方向 发电机的励磁由无刷励磁装置供给 无刷励磁装置由同轴旋转的交流无刷励磁机 旋转整流盘和静止的MAVR自动电压调节器组成 主要设备 发电机 立恒钢铁鼓风站 TRT培训课件 TRT系统 主要设备 快速切断阀 结构 快速切断阀主要由阀门 传动装置 液控箱 电控箱组成 阀门采用双偏心碟阀型式 阀座堆焊有不锈钢 耐腐 耐磨 提高了密封付的寿命 液控箱用高压胶管与传动装置连接 控制油使油缸活塞动作达到阀门开启和关闭 液压元件安装在液控箱内 电控部分设就地手操和控制室远控分别在两地独立地实现慢开 慢关 快关 游动功能操作 带阀门全开 全关无源接点信号及阀门游动或90 开度的行程开关 在阀门本体上安装一个防爆端子盒 集中引出各限位开关 行程开关 电磁阀 压力变送器端子 阀门自带液压软管 具有15 范围内游动操作功能 利用透平主机的危急保安器可实现阀门的快切 阀门采用失电快关方式 阀门轴端密封为自密封结构 轴端不需充氮气密封 液压系统清洁度要求不低于NAS1638中的7级 控制装置可实现现场手动和控制室集中控制 PLC 带防爆端子盒集中引出信号端子 立恒钢铁鼓风站 TRT培训课件 TRT系统 主要设备 快速切断阀 原理 采用弹簧液压衡型 双偏心碟阀 工作状态液压油压紧弹簧 阀门打开 在TRT装置异常时 动作信号一路来自系统控制信号 一路来自透平机危机保安器的液压信号 电磁阀动作 快速泄油弹簧松开 阀门紧急关闭 切断时间0 5 1sec可调 立恒钢铁鼓风站 TRT培训课件 TRT系统 主要设备 快速切断阀 立恒钢铁鼓风站 TRT培训课件 TRT系统 主要设备 润滑油站 作用 系统同时向透平主机和压缩机提供润滑油 保证机组启动 运行 停机等正常工况和事故状态下的轴承润滑用油 组成 由三螺杆油泵 油箱 高位油箱 双联油冷却器 管式 双联滤油器 排油雾风机 加热器 阀组 站内联接油管路 油箱测温热电阻等组成 附有节流板 回油窥视镜 检测元件等 立恒钢铁鼓风站 TRT培训课件 TRT系统 主要设备 润滑油站 润滑油流量 1254L min润滑油压力 0 2MPa油过滤精度 20 润滑油牌号 VG46油冷却双联 单联面积夏季能满足油冷却需要 可实现在线切换 滤油器双联 单联工作可满足负荷运行 可实现在线清洗及切换 所有阀门均选用不锈钢阀芯 滤油器后联接管道选用不锈钢材质 主油泵吸油高度 即沿程管道阻力损失之和 4mH2O 油站油箱材质选用碳钢 立恒钢铁鼓风站 TRT培训课件 TRT系统 主要设备 润滑油站 高位油箱功能 停电及事故状态下 机组停车时 维持机组惰走所需润滑油 油箱容积 1500L油箱材质 不锈钢安装高度 距机组中心线5M 润滑油站主要仪表油箱油位变送器油箱油温热电阻滤油器差压油冷却器前 后油温的热电阻自动控制内容 油压 油温 油位 主备油泵自动控制 立恒钢铁鼓风站 TRT培训课件 TRT系统 主要设备 润滑油站 立恒钢铁鼓风站 TRT培训课件 TRT系统 主要设备 液压伺服控制系统 作用 控制静叶调节机构 紧急切断阀 旁通阀组 组成 油箱 恒压变量泵 两台互为备用 伺服阀 油冷却器 蓄能器 管路 管件及阀门 系统参数 泵流量 1000L min供油压力 12 5MPa滤油精度 5 m油箱容积 1000L油牌号 VG46电机功率 18 5 2kw冷却水耗量 4t h 立恒钢铁鼓风站 TRT培训课件 TRT系统 主要设备 液压伺服控制系统 液压伺服控制系统特点恒压变量泵选用REXROTH公司产品 两台互为备用 油冷却器 夏季能满足油冷却需要 蓄能器在泵组出现故障时可提供伺服油缸两个行程的用油量 以保证机组安全停机 动力油站还向紧急切断阀 旁通阀组提供油源 液压伺服控制系统的主要仪表油箱油位变送器油箱油温热电阻滤油器压差自动控制内容 油压 油温 主备油泵自动控制 立恒钢铁鼓风站 TRT培训课件 TRT系统 主要设备 液压伺服控制系统 立恒钢铁鼓风站 TRT培训课件 TRT系统 主要设备 氮气密封系统 系统组成 由二条支路组成 布置透平轴端密封 低压密封支路 系统功能透平介质为高炉煤气 属于可燃有毒气体 故决不能让其外泄 氮气密封系统就是利用相对压力较高的氮气把有毒气体阻挡住 不让其外泄 透平轴端密封 低压密封支路 气源氮气压力一般为0 4 0 6MPa 然后经气动薄膜调节阀调压后至密封处的氮气压力高于被密封的煤气压力0 02 0 04MPa左右 保证煤气不外泄 用气量约为60Nm3 h 立恒钢铁鼓风站 TRT培训课件 TRT系统 主要设备 氮气密封系统 1 球阀Q41F 16DN502 截止阀J41T 16DN503 止回阀H44T 10DN504 气动薄膜调节阀 立恒钢铁鼓风站 TRT培训课件 TRT系统 主要设备 给排水 系统功能为电机冷却器及润滑油 控制油冷油器提供冷却水 净循环水 系统组成有油站冷却水系统 电机冷却器冷却水系统 单套供水系统组成 立恒钢铁鼓风站 TRT培训课件 TRT系统 设备 润滑油站 立恒钢铁鼓风站 TRT培训课件 立恒钢铁鼓风站 TRT培训课件 BPRT机组 轴流压缩机 立恒钢铁鼓风站 TRT培训课件 立恒钢铁鼓风站 TRT培训课件 轴流压缩机 轴流式压缩机系统概述 轴流式压缩机的结构和特点 轴流式压缩机的零部件 立恒钢铁鼓风站 TRT培训课件 一 概述 轴流压缩机 指气体在压缩机中的运动是沿压缩机轴的轴向进行的 轴流压缩机主要是由机壳 叶片承缸 调节缸 转子 进口圈扩压器 轴承箱 油封 密封 轴承 平衡管道 伺服马达 底座等组成 立恒钢铁鼓风站 TRT培训课件 轴流压缩机分为A和AV系列 均引进原瑞士苏尔寿公司设计制造技术 A系列为静叶不可调 AV系列为全静叶可调 AV型轴流压缩机完整的系列为 AV40 AV50 AV56 AV63 AV71 AV80 AV90 AV100 AV112 AV125 AV140 AV50型轴流压缩机是该系列中的一种 立恒钢铁鼓风站 TRT培训课件 AV 50 13 轴流压缩机的级数为13级 轴流压缩机转子轮榖直径为500mm 全静叶可调式轴流压缩机 规格型号 AV50 13 工作转速 6400r min流量 2150Nm3 min轴功率 7914kw排气压力 0 41MPa 绝压下 输送介质 空气 煤气 硝酸气 CH混合气 制冷介质 轴流式压缩机 轴流压缩机 立恒钢铁鼓风站 TRT培训课件 轴流压缩机具有5大技术特点 1 一是轴流压缩机气体动力学设计采用最先进的三元流理论和优化设计方法 采用效率高 压头大的新型叶栅 成功进行了各种反动度叶型组合设计 在同样参数的条件下 新设计的产品比国外原进口产品级数少1 2级 效率平均提高5 以上 与一般离心压缩机比效率高出10 2 二是采用先进的程序进行转子动力学设计 并将产品安放基础和轴承转子作为一个系统进行各种计算与分析 提高了产品运转的平稳性 安全性和可靠性 立恒钢铁鼓风站 TRT培训课件 3 采用全静叶可调机构 将原静叶调节角度从37 79 拓展到22 79 扩大了工况调节范围 同时进一步研究开发了全静叶可调加变转速调节新技术 工况范围又拓宽了15 以上 有效地避免了运行时放风操作和造成的能源损失 4 整体结构采用便于用户安装调试的公共底座 定子组件采用三层缸结构 改善了产品内部零部件的热应力分布 提高了产品的抗振性 降低了机组的噪音 噪音比国外同类产品低5 10分贝 立恒钢铁鼓风站 TRT培训课件 5 五是调节机构和滑动支撑部件大量运用DU型合金和石墨轴承 这种材料具有良好的无油自润滑特点 二 轴流压缩机零部件1 机壳 机壳分上机壳和下机壳两部分 为水平剖分型 上 下机壳在中分面处用预应力螺栓联接 机壳是由HT250铸造而成 进 出气法兰均垂直向下 机壳加工完后要进行水压试验 检验机壳的密封性并测量其变形 机壳分四点支承在底座上 四个支撑点设计在接近下机壳中分面处 分布在下机的两侧 而不是分布在机壳的两端 因此机组运行时具有一定的稳定性 减少了由于热胀而引起的机组热变形 四个支撑点其中一端 排气端 两点为固定点 另外两点为滑动点 立恒钢铁鼓风站 TRT培训课件 2 叶片承缸 叶片承缸为水平剖分型 中分面用预应力螺栓联接形成一个内也为很小锥度的筒体 与转子组成轴流压缩机的通道 叶片承缸的缸体由球墨铸铁QT400铸造而成 通过两端支撑在机壳上 靠进气侧的一端为固定支撑 靠排气侧的一端设计成滑动支撑以满足缸体热胀的要求 承缸的进气侧相配的是进口圈 排气侧相配的是扩压器 分别与机壳 密封套组成一个收缩通道和扩压通道 从而组成了一个完整的轴流压缩机通道 气流从机壳进气室进入 沿流道经过转子叶片逐级压缩做功和动 静叶栅的不断扩压 压力提高 最后经扩压器进一步扩压进入机壳排气室由密道引向工艺流程 立恒钢铁鼓风站 TRT培训课件 上承缸 立恒钢铁鼓风站 TRT培训课件 叶片承缸上装有支撑静叶轴承 静叶及其附件全部支撑在静叶轴承上 静叶轴承是石墨轴承 它是无油润滑轴承 有很好的自润滑作用和密封作用 为了防止气体从静叶轴承间隙中向外部泄漏 每个叶片的柄部安装有一个 0 型密封环 3 调节缸 调节缸由Q235A钢板焊接而成 水平剖分型 中分面用螺栓联接 具有较高的刚性 调节缸分四点支撑在机壳上 安装在机壳与叶片承缸之间 因此有时称为中缸 而机壳为外缸 叶片承缸为内缸 调节缸的四个支撑是由无油润滑的 DU 金属制成的 调节缸的内部对应于各级装有各自的导向环 导向环是用35号钢加工而成 分为上下两半 分别安装在上下缸体上 立恒钢铁鼓风站 TRT培训课件 调节缸的作用在于调节轴流压缩机的各级静叶角度 以满足变工况的要求 安装在机壳两侧的伺服马达在控制系统作用下 通过连接板带动调节缸做轴向往复运动 缸体则又带动各级导向环和嵌在环内的滑块一起运动 滑快通过曲柄带动静叶产生转动 从而达到调节静叶角度的目的 而各级静叶调节的大小 是通过变化各级曲柄的长度来实现的 这些都是在气动计算过程中确定的 立恒钢铁鼓风站 TRT培训课件 调节缸 立恒钢铁鼓风站 TRT培训课件 调节缸放大图及驱动环 导向环 立恒钢铁鼓风站 TRT培训课件 4 转子及动静叶片 轴流压缩机转子是一个主轴 各级动叶 隔叶块 代叶块及叶片锁紧装置组成 主轴 高合金锻钢锻造而成 材料为25Cr2Ni4MoV 主轴材料的化学成分需经严格的化验分析 性能指标通过试块进行检验 粗加工后进行热运转试验和探伤检验 所有指标合格后 才能投入精加工 动叶 2Cr13 叶片用坯料精加工而成 原材料进行化学成份 力学性能 裂纹检验 成型叶片要进行湿式喷砂处理 以增加叶片表面的抗疲劳强度 还要进行测频 确保运行时叶片的安全性 立恒钢铁鼓风站 TRT培训课件 静叶 2Cr13 叶片用坯料精加工而成 原材料同样要进行化学成份分析及力学性能 裂纹检验等 叶片表面也要进行湿式喷砂处理 轴流压缩机转子设计中进行了横向振动及扭曲振动分析计算 转子装配后做高速动平衡和超速试验 确保机组运行时安全可靠 立恒钢铁鼓风站 TRT培训课件 转子 5 轴承箱 轴压缩机的轴承箱由轴承箱体和轴承箱盖组成 轴承箱体与下机壳铸为一体 轴承箱内安装有径向轴承和止推轴承 润滑轴承的润滑油由轴承箱集油回到油箱 轴承箱体底部装有导向装置 和底座配合 使机组对中和沿轴向热胀 轴承箱盖油使封处设有一个充气孔 必要时可供油封充气防止润滑油外泄 立恒钢铁鼓风站 TRT培训课件 轴承箱1 轴承箱2 6 油封 轴流缩机的轴承箱内安装有油封 用于防止轴承箱内润滑油的外漏 油封上设计有一个挡风板 防止密封处泄漏的高温气体 特别是排气侧 进入轴承箱内 造成轴承温度升高 润滑油老化 7 密封 在压缩机的进气侧和排气侧分别设有轴端密封 型式为拉别密封 密封处镶在轴上 密封片的数量是根据计算确定的 密封间隙的大小可通过调整密封套圆周上的调整块来实现 立恒钢铁鼓风站 TRT培训课件 油封 8 轴承 轴流压缩机的径向轴承为椭圆瓦轴承 止推轴承是金斯泊雷轴承 主付推力面均可100 承受轴向推力 每个径向轴承附近安装有两个互成90度的轴振动探头 用于检测轴流压缩机运转过程中转子的振动 止推轴承一侧安装一个轴位移探头 用于检测轴压缩机过程中转子的轴向位移 轴流压缩机的径向和止推轴承已成为一个完整的系列 各种不同大小型号轴承的选用 都是根据转子转速 重量等因素确定轴承的润滑油量 轴承消耗功率 轴承油温等 并通过计算确定的 径向轴承和止推轴承结构如下所示 立恒钢铁鼓风站 TRT培训课件 轴承上半 9 平衡管道 在压缩机上设有一个高压平衡管道和排空管道 高压平衡管道的作用是将排气侧的高压气体引向进气侧的平衡活塞 用来平衡一部分由于气动引起的指向进气侧的轴向推力 以减轻止推轴承的负载 增加止推轴承的寿命 排空管道是将排气侧密封后的泄漏气体及机壳与叶片承缸之间的泄漏气体排向大气 立恒钢铁鼓风站 TRT培训课件 平衡管道 立恒钢铁鼓风站 TRT培训课件 10 伺服马达 静叶调节油缸 在轴流压缩机下机壳的两侧各安装有一个伺服马达 它和调节缸相连接 当120bar的高压油投入运行后 伺服马达活塞作轴向往复移动 同时调节缸也做同步的轴向往复移动 伺服马达也是设计成为系列的 伺服马达的选用 是由驱动调节缸所需的轴向力来确定的 立恒钢铁鼓风站 TRT培训课件 伺服马达 压缩机喘振 当压缩机流量小到足够时 会在整个扩压器流道中产生严重的旋转失速 压缩机出口压力突然下降 使管网的压力比压缩机出口压力高 迫使气流倒回压缩机 一直到管网压力下