TRT静叶调整不同步

摘要：针对ＴＲＴ静叶调节系统不同步问题，进行分析原因，简述处理经过，并对设计中存在的缺陷提出改进的措施及方向，对同类机组的问题处理具有借鉴意义。

关键词：静叶调节系统；不周步；传动机构；改进措施。

０前言
河北钢铁承钢公司ＴＲＴ系统有３台为陕鼓设计制造，５＃、新３＃、新４＃高炉３座２５００ｍ３高炉ＴＲＴ分别于２００８年５月、２００９年８月、２００８年６月建成投运，透平机型号ＭＰＧｌ９．６－３０５／２２０，静叶调节系统采用伺服马达一静叶调节缸一静叶，结构采用机壳、静叶调节缸、静叶承缸三层缸，全部采用干式ＴＲＴ，两级静叶可调，伺服马达驱动。

ＴＲＴ投运后，立即产生了巨大的经济效益，收到良好的效果。

１问题提出
３台ＴＲＴ投运后静叶调节系统陆续出现了一些问题，主要表现为：
（１）静叶关闭不严，漏流严重。

5#机组、３＃机组多次出现，发电量降低２０００Ｋｗ～４０００Ｋｗ，严重时，静叶全关，漏流仍达２０多万ｍ３，特别是在起机过程过临界困难，常常多次起机才能过临界
（２）静叶自动调节能力下降，高炉顶压控制精度下降。

顶压波动范围设计要求在正负３Ｋｐａ，而实际经常在正负６Ｋｐａ以上，５＃高炉、３#高炉多次不予投用。

（３）机组控制能力下降，机组运行不确定性增加。

手动点动静叶调节信号后，经常５～６次，静叶才突然动作，静叶反馈迟缓，灵敏度下降。

机组检查发现手枪板、调节缸支撑轴轴承座定位销轴及连接螺栓有个别切断，严重时调节缸支撑轴前轴承座从螺栓孔处断裂，连接板下垂，造成伺服马达推杆折断，静叶控制失控，机组紧急停机。

５＃高炉ＴＲＴ于２００８年５月投运以来，连接板定位销轴７次折断，最短时间间隔为一周；３＃ＴＲＴ２００９年８月投运，连接板连接销轴３次折断，严重时东侧伺服马达推杆折断，停机一周；４#ＴＲＴ２００８年６月投运，运行比较稳定，但２０１０
年４月２８接板连接销轴折断。

３台机组每次停机检修时间较长至少１２小时，最长停机一周。

机组静叶调节系统频繁非停或低效率运行，严重影响了机组的正常运行，经济效益降低。

２原因分析
对机组解体检查，打开伺服端盖，对静叶、动叶顶间隙泄露性和静叶关闭严密性分别进行检查验证。

首先对静叶、动叶顶间隙用塞尺检查，结果表明动静叶顶间隙偏大，但在正常磨损范围，对煤气漏流影响不大，其次对静叶关闭严密性进行检查，通过电脑以１０％的开度递增或递减操作静叶，然后分别对静叶关闭间隙测量，发现静叶全关后，一级静叶竟然有５－６毫米的间隙，并没有全关闭，同时左右伺服马达显示不同步，相差２０毫米以上。

因此确定静叶调整不同步是造成机组故障直接原因。

静叶调整不同步原因主要从下面因素考虑：
２．１伺服马达故障ＴＲＴ机组控制系统调节缸由左右伺服马达驱动，采用一个闭环控制，一个开环控制。

当一个伺服马达故障时，伺服马达推力减小，造成静叶调整不同步。

伺服马达故障主要原因：（ｉ）活塞密封间隙大，内泄严重，（２）固定活塞备母松动，造成活塞松动。

在实践中发现过５＃ＴＲＴ伺服马达活塞脱落。

２．２静叶调节传动机构故障造成。

２．２．１煤气腐蚀作用造成传动机构强度下降。

机组解体检查，发现调节缸上表面有明显液体流下痕迹，静叶调节传动机构表面腐蚀严重，连接板表面及连接螺栓、调节缸支撑轴轴承座及连接螺栓、导向轴有锈皮脱落，紧固螺栓或地角螺栓螺帽轻轻敲击就折断。

上调节缸静叶滑块滑道内污物特别多，下调节缸个别滑块脱落。

下静叶承缸进汽侧刚性密封面有明显气流冲刷的痕迹。

特别是３#ＴＲＴ下部存有大量的水，水位高度已淹没下部静叶根部。

研究后排除外部进水可能，判断煤气带入，分析如下，煤气通过静叶承缸与机壳间隙进入静叶调整缸所在空间，空间体积骤然增加，压力和流速降低，再加上机壳温度较低，煤气中水分凝结，水中酸性大，从空中落下，散落在联接板、导向轴、螺栓、定位销（材质不耐腐蚀）及静叶调整缸上，再流到静叶承缸底部，对各部严重腐蚀生锈，强度降低。

伺服阀
动作时，各部件受力折断。

通过查找图纸发现原设计机壳和静叶承缸进气侧没有密封条，仅依靠机壳和静叶承缸加工精度来保证刚性密封，特别是机组煤气流通空间直径越大、温度越高、压力越大，密封效果越差，煤气从进气侧网０性密封间隙进入到静叶承缸与机壳空间，出现“穿堂风”现象，大量带水煤气被进入。

２．２．２静叶调节缸变形，加剧了静叶调节传动机构故障的发生。

调节缸由上下两部分组成，与透平机组连接是通过导向轴、导向滑座、支撑底座。

其中导向轴与导向滑座的正常配合关系如图三，导向轴是正常落于导向滑座内孔上的，上、左、右都应有一定的间隙（一般在２０ｕｍ左右），且四个导向轴和导向滑座都应如此。

由于高温和机组存在的内应力等原因使调节缸在运行过程中出现本体变形，两个导向轴没有完全自然座落在四个滑座上，导致导向杆被导向滑座强行压死，造成导向轴顶部磨损严重，是机组产生内应力的来源之一。

另外，这种变形使调节缸内壁上的两个静叶导向滑道也随之变形，加大了静叶曲柄滑块与滑道的内摩擦力，造成曲柄滑块有了不同程度的磨损，使静叶的零关闭间隙增大且不均匀。

２．３安装不符合要求原因造成。

２．３．１导向滑座水平度、同轴度不准确由于高温和机组存在的内应力等原因使调节缸本体变形，四个导向滑座没有完全自然座落在四个底座上，以前我们在检修机组时，并没有注意这个问题，直接使用紧固螺栓将导向滑座与支撑底座强行捏合，导致导向杆被导向滑座强行压死，导向销轴水平度、同轴度无法保证，是机组产生内应力的来源之一。

２．３．２底座定位孔定位不准确在检修中，首先由于调节缸变形，出现了如图五的前左支撑底座与导向滑座的定位孔错位不同心的问题，以前的检修过程中盲目的通过撬压强行安装定位销，迫使前左支撑底座与导向滑座的定位孔同心，使导向杆被导向滑座从侧面强行压死，形成如图六的配合关系，是机组产生内应力的又一来源。

２．３．３手枪板与调节缸连接板定位不准确。

在检修过程中发现手枪板与调节缸连接板定位孔不同心，盲目的通过撬压强行安装定
位销，对调节缸被导向滑座和手枪板从侧面、前面强行压死，使手枪板与缸连接板定位孔同心，另外伺附马达同轴度与手枪板同轴度偏差，是机组产生内应力的又一来源。

２．４静叶调节系统设计不合理原因造成。

手枪板位于调节缸中分面下约２４０ｍｍ处，调节缸内径２３００mｍ，力臂比为１．５：１，加之煤气气流方向偏上，使上下调节缸力矩比大幅失衡，调节缸前内表面受力向右上方上抬，手枪板和导向滑座紧固螺栓、定位销松动。

在静叶角度变化时，缸体与手枪板、导向滑座与支撑底座间都会产生相对位移，紧固螺栓、定位销受到水平力剪切，进而ＡＢ侧静叶角度会产生偏差。

因此，前左支撑底座受伤程度最大、次数最多，前左底座最先断裂也是必然的。

４＃ＴＲＴ机组在２０１０年９月的检修时已经出现支撑底座定位孔呈机组径向变形的问题，机组继续带病运行，加之高炉近期运行不稳定，静叶经常大幅波动，最终导致机组前左底座被掰断裂。

２．５伺附马达反馈设计不合理造成静叶传动机构从手枪板之后全部封闭在机体内，裸露在煤气介质中，在温度和腐蚀作用下，缸体变形、静叶滑道沉积污物堆积、腐蚀增加各部刚度下降，静叶根部结垢阻力增大，特别是静叶轴直径越大，积垢越多，另外也存在安装不到位因素的影响，造成静叶传动机构传动阻力增加并且不均衡，左右伺服马达承受阻力不一致。

ＴＲＴ机组控制系统只有一个闭环控制，两个并联的伺服缸，只有一个被设为控制对象，另一个处于从动状态，无法保证另一个伺服马达行程同步到位，造成“一拖二”现象，调节缸变形和歪扭加剧，油缸强行拖动，导致静叶开度失真，紧固螺栓松动、定位销径向受挫甚至绞断。

２．６设备检修原因造成ＴＲＴ是节能创效的设备，被形象的称为“印钞机，产生了巨大的经济效益。

ＴＲＴ工作介质为煤气，温度高时近２００”Ｃ，煤气流量变动大，瞬间从３０多万ｍ３到５０多万ｍ３，发电量上升５０００—６０００Ｋｗ，这是由工作性质决定的，因此ＴＲＴ工况比较恶劣。

但为了追求高发电量，经常带病运行，无法及时处理，造成设备劣化故障扩大，由小修改为大修。

３故障处理经过
ＴＲＴ静叶调节发生故障后，我们进行了以下处理：（１）伺服马达解体，检查伺服马达本体是否存在故障，排除伺服阀原因。

（２）更换折断手枪板销轴和紧固螺栓，更换导向滑座与支撑底座螺栓及定位销，并严格按照安装标准安装。

为了增加剪切力提高强度，更换销轴材质。

（３）检查油管路、控制阀台，排除油压、油量控制偏差因素。

（４）检查静叶缸调整滑块，磨损严重的更换；静叶取出，根部结垢逐一清理（５）重新校正调解缸同步。

（６）在运行中为了延缓机组运行恶化，在电气控制方面也采取了一些措施：一是调整伺服阀ＰＩＤ响应速度，排除响应速度慢造成的偏差：二是延长大流量跳机时间为１秒；三是延长过临界振动跳机为３秒。

每次故障对机组进行检修后，开始运行一段时间效果较好，但大约一个月后，状况仍会出现。

４改进措施研究
４．１改进机壳和静叶承缸进气、排气侧密封。

原设计依靠刚性接触密封，不能保证有效密封，建议在静叶承缸刚性密封面加工出密封槽增加四氟乙烯密封条，为了提高密封效果，可以在密封条上涂抹１５９６密封胶，避免煤气进入。

４．２改进调节缸材质。

原设计调节缸由薄钢板焊接而成，在高温、腐蚀、杂质的影响下极易变形，建议采用铸钢材质，低温变形较小，抗腐蚀能力强。

４．３改进液压控制系统。

建议ＴＲＴ机组控制系统由一个闭环控制改为两个闭环控制。

改进后的液压系统来自油站的动力油进入两个并联的电液伺服阀，两个电液伺服阀各控制一个伺服液压缸，两个伺服液压缸都设位移传感器。

可调静叶由两个并列的闭环自控系统控制。

４．４优化自动化控制系统各项参数，控制更加精确，如电气控制调整伺服阀ＰＩＤ响应速度；延长大流量跳机时间：延长过临界振动跳机时间等。

４．５规范检修工艺，严格遵守安装技术要求。

根据调节缸变形情况，通过增加导向滑座与支撑底座间调整垫，使导向滑座自然座落在支撑底座上，即解决了滑块内孔强压导向杆的问题，又解决了
静叶零关闭的问题；使用同径校正轴定位，调整了四个导向滑座内孔的同心度和平行度，再将紧固螺栓把死。

４．６探索ＴＲＴ定期检修制度。

ＴＲＴ由于介质温度、腐蚀等工况较差，传动机构各部件易腐蚀疲劳，叶片磨损较快，由于每台高炉冶炼过程炉料、温度、操作等方面存在个体差异，客观上掩盖了共性存在，建议按一年为周期大修一次较为合理，及时更换易损件，能够有效的保证ＴＲＴ正常运行。