TRT同轴系统的故障探析与改进
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【摘 要】通过对成都发动机厂生产的包钢燃气厂1#、2#、3#、5#trt油系统中同轴主泵运行过程中常见的故障以及系统缺陷的总结分析，采取有效的处理办法，提出整改措施，保证系统稳定运行，减少了停机次数，降低故障停机率，为同行业提供了可借鉴的经验。
【关键词】油系统；故障诊断；改进
1.概述
TRT是利用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，再将机械能转化为电能。TRT系统的稳定运行，不仅能为企业创造可观的经济效益，并能大幅降低生产现场的噪音，改善高炉炉顶压力的调节品质。油系统主要承担透平机、发电机的轴瓦和盘车装置的、清洁，它的稳定运行是保证机组正常运行的重要前提，也是机组安全停机时的重要保障。成发机组的同轴系统见图片一，采用与主轴同步旋转的离心泵作为主泵，机组正常运行时，同轴旋转的主泵为系统提供动力油源。与外置油泵系统相比，该系统不仅降低辅助油泵长期运行带来的环境噪音及能源消耗，而且在机组故障停机时，由于其惯性旋转，主泵仍能为系统提供保安油源。
图片一
2.TRT同轴系统的组成及工作原理
TRT机组的油系统主要由主油箱，高位油箱，主、辅油泵，喷油器，滤油器冷却器，各类阀门，连接管路及检测仪表等组成，见图一。
高位油箱是油系统保安油储备箱，系统正常运行时向高位油箱充油，油满后经溢流口、节流孔板，流回到回油管中。当系统发生故障时，在主油路逆止阀的配合下向各瓦提供保安油，保证机组安全停机。油系统的检测仪表是整个系统的重要组成部分，检测仪表的数据不仅是正确操作设备的保证，而且是油系统排除故障的有效工具。
当辅油泵工作时，其出口油一路经辅泵出口调压阀回到主油箱，调节辅泵出口压力，另一路经逆止阀、安全阀、冷却器、过滤器，自力式调压阀向高位油箱、各点提供油源。机组正常工作时，辅泵停止、主泵运行，油经喷油器、虹吸管为主油泵提供油源，通过同轴旋转的主泵加压后，为高位油箱、各点提供油源。
图一
3.TRT同轴系统运行中存在的问题及解决办法
总结1#、2#、3#、5#TRT的4套成发机组近年的运行、维修经验，TRT同轴系统日常运行中主要存在以下问题。
3.1 泵体、系统连接管道振动
机组运行过程中泵体、系统连接管道剧烈振动，经对现场设备的检查，结合检测仪表的数据，分析认为：除底脚螺栓松动、联轴器缓冲垫破损等引起震动的机械因素以外，从流程工艺角度分析，系统工作压力过高、过滤器堵塞是造成泵体及管道剧烈振动的主要原因，调整系统工作压力，适时更换滤油器滤芯，泵体、系统管道剧烈振动就可以得到有效解决。
3.2 油远端压力远传测量值瞬间降低
由于油远端压力瞬间低而造成机组停机的故障时有发生。为此，仪表维护人员对压力变送器进行过了校检及更换，并对信号电缆、接线端子进行了全面检查处理，有效地杜绝了因油远端压力测量值假信号造成的机组停机的事故发生。
3.3 主泵进气原因分析及解决办法
成发机组的同轴系统，采用与主轴同步旋转的离心泵作为主泵如图二，在机组启动过程中，当转速达到2850rpm左右实现主辅泵切换，辅泵停止后，经常出现远端油压不稳、主泵出口压力低等异常现象，迫使辅泵长期运行以保证油远端压力。
图二
图三
辅泵长期运行不仅增加环境噪音、缩短设备检修周期，而且造成能源浪费，不利于机组的安全稳定运行。通过对启停机油系统检测仪表数据的收集、整理形成如下运行数据表：
油主泵进气是成发机组油系统最常见的故障，油系统内进气，一种可能由于气体的可压缩性，造成仪表检测到系统瞬时压力低，TRT重故障停机，另一种可能是泵后压力下降，油远端压力偏低，辅泵被迫启动。主要由以下几种原因造成。
3.3.1 液位偏低
主、辅泵同时运行时，因主泵出油量较小，其油源主要来自于喷油器的喷油量，此时虹吸管（至主泵进油腔）内一般处于正压状态；当主泵单独运行时，主泵出油量增大，喷油器的喷油量已不能满足主泵的油源需求量，此时虹吸管内由正压转为负压，使主泵出油量=虹吸量+喷油量，在虹吸管处必然形成漩涡，为此在虹吸管入口与喷油器出口间加装了消弧网如图三，减小漩涡深度，且实际油位应高于虹吸管与消弧网的连接法兰250mm以上，避免空气被吸入。此部位的一些缺陷可能引起主泵进气。
图片二 图片三
当油位降至距虹吸管与消弧网的连接法兰上部150mm以下时，会引起该法兰暴露于漩涡底部如图三，造成主泵进气。
3.3.2喷油量减少
TRT油系统的喷油器和虹吸管在油箱内都有上法兰，如图三。如果喷油器上法兰断开会引起喷油器油量降低、虹吸量增大、漩涡更深，加之油位不足够高，造成主泵进气；如果虹吸管上法兰张口或法兰垫损坏，油箱上部的混合气体会直接被虹吸管的负压吸入，造成主泵进气。
如图三，喷油器入口截阀开度过小时（其压力基本等于主泵出口压力），也会引起喷油器油量降低、虹吸量增大、漩涡更深，加之油位不足够高，造成主泵进气。
引起喷油量降低的因素还有很多如辅泵出口逆止阀卡在相对开位、主泵调压阀开度过大、安全阀卡在开位等等。
3.3.3 主泵本体或安装不当
如图片二，主泵入口法兰、窥视孔法兰、主泵进油腔端盖、机组中分面处不严密，会因主泵单独运行时主泵进油腔内的负压吸入空气，造成主泵进气。但这些原因可在辅泵运行或主、辅泵一起运行时排除，因为此时主泵进油腔内为正压，如其不严密会渗油或泄油，应当能及时发现处理。
如图片三，在机组中封面打胶过厚或不均匀，会引起主泵进油腔与1#瓦回油腔之间的密封性能下降，混合气体会因主泵单独运行时主泵进油腔内的负压吸入，造成主泵进气。但这个原因可在辅泵运行或主、辅泵一起运行时排除，因为此时主泵进油腔内为正压，如其不严密会在检修窥视方孔处观察到渗油或泄油。
4.系统改进
4.1 针对油系统远端压力瞬间降低的问题改进自动控制方式
由于油系统远端压力瞬间降低或假信号造成的机组停机经常发生，针对该运行工况，在保证机组自动保护控制系统可靠运行的情况下，在控制系统中对重故障参数中的油远端压力跳车LL值的发出进行延时，有效解决了该原因造成的机组故障停机。
4.2 针对TRT两段电全停的问题改进辅泵供电方式
TRT两段电全停，机组重故障停机，辅泵无电源供给无法启动，机组失去保安油源，轴瓦极易损坏，事故进一步扩大。为保证两段电源事故全停时，机组能安全停车，从干法配电系统引入一路电源，作为油系统的应急电源改进方案如图七，停电事故发生时，操作人员在控制室可直接操作油泵启动，以保证机组的安全停车。
图七
5.结束语
总结我们多年的运行、检维修经验，依靠技术人员不断的学习摸索、总结分析，形成了实践性强、指导作用大的故障诊断及处理办法，同时通过对油系统相关控制及配套设施的不断改进，减少机组的故障停机时间，提高TRT发电效率，为企业创造更大的经济效益和社会效益。
【参考文献】
［１］刘习平,虞明.TRT液压系统存在的问题及改进.与密封.2010,(3).
［２］黄志坚等.冶金设备液压实用技术.冶金工业出版社.2006-2-1.
［３］黄志坚等.液压设备故障诊断与检测实用技术.机械工业出版社.2005-09.