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同轴说明书

西安胜唐鼓风机

有限公司BPRT同轴机组

说明书

S2023SM

1、前言

2、机组概述

3、主要设备参数、结构及工作原理

4、安装调试维护

5、机组试车运转程序

6、机组的正常运行

7、紧急停车

8、正常停车

9、机组的操作与维护

10、机组的检修

附件1机组联锁停机报警值

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1前言

同轴机组是高炉炼铁装置的核心设备，在该机组中，离心压缩机为高炉提供风源，TRT用于回收高炉煤气的余压并驱动机组，实现节能的目的。

同轴机组为装置输送工艺气体，是装置中的“心脏”，也是决定整个装置正常稳定运行的关键。

正确安装、安装操作和精心维护是同轴机组能够可靠、稳定、高效、长期运行不可缺少的条件，本使用说明对机组中各设备的主要功能及机组的安装调试、运行维护中应该遵循的规程作了介绍和说明。

在机组安装、投运之前，用户通过阅读、研究使用说明书和相关随机资料，以及与我公司现场服务工程师进行交流，熟悉设备的性能、特点，这对机组的安全、可靠运行是有裨益的。

本说明书是机组的使用说明书，对机组中各个设备不可能做到的详细的说明，应该与各设备的使用说明书配合使用。

若与单机设备的说明书发生歧义，以单机设备说明书为准。

申明：

若贵方未经我公司同意，自行测绘、制造零部件（包括备件）用于机组中，而引起的问题，我公司不承担相关责任。

特别强调：

在机组试车、运行的全过程中，必须投入轴振动检测系统，否则所引起的问题，我公司不承担相关责任。

2机组概述

冶金行业中高炉离心压缩机和高炉煤气余压透平同轴系的高炉能量回收装置，简称BPRT（BlastFurnacePowerRecoveryTurbine）装置，该装置将高炉离心压缩机和高炉煤气余压回收透平（简称TRT—BlastFurnaceGasTopPressureRecoveryTurbineUnit）串联在同一根轴系上，解决了现场空间不足的问题，并且节省了大量投资，效益非常可观。

BPRT装置应用了陕鼓集团最新技术成果及专利技术，将TRT和高炉离心压缩机通过变速离合器联接起来，做为同一个机组来设计，取消了高炉煤气余压透平发电装置所配套的发电机及高低压发配电系统，合并了高炉压缩机和TRT装置的自控系统、润滑油系统等，不但节约了空间和投资，还避免了能量转换环节的损失，提高了能量回收的效率。

在任何情况下高炉是第一位的，我们的设计理念是确保装置在各种工况下都不会影响到高炉的正常运行，并且最大限度的回收高炉煤气能量。

本套机组型号为：

D3000+MPG5.3同轴机组，该机组主要由离心压缩机、齿轮箱、电动机、变速离合器和高炉煤气余压透平组成。

本类机组适用于冶金工业，用于输送空气及高炉煤气等。

2.1机组布置

电动机齿轮箱D3000TRT

离心压缩机透平机

变速离合器

2.2离心压缩机

2.3高炉煤气余压透平

2.3.1产品型号的组成及代表意义

MPG5.3—246/150

∣∣∣∣____高炉煤气进口温度150℃

∣∣∣__________高炉煤气进口压力246KPa

∣∣_______________________TRT回收率5300KW

∣________________________________干式TRT

2.3.2主要用途

高炉煤气余压透平，是利用高炉炉顶煤气的余压，把煤气导入透平中膨胀做功，将高炉煤气的压力能和温度能转化为机械能，直接用于驱动离心压缩机，从而达到节能的目的。

当TRT与离心鼓风机联接成一个轴系工作时，代替减压阀组，很好地调节、稳定炉顶压力，净化煤气，且对炉顶压力控制灵敏，波动幅度小。

2.4机组简介

机组的设计理念是确保装置在各种工况下都不会影响到高炉的正常运行，并且最大限度的回收高炉煤气能量。

因此整个机组通过一个变速离合器将TRT与离心压缩机联接成一个机组，电动机功率仍旧按离心压缩机的轴功率选取。

当高炉正常运行时，高炉煤气逐渐通过TRT，当TRT转速达到变速离合器啮合的转速时，变速离合器自动啮合，从而由TRT和电动机共同驱动高炉离心压缩机，电动机输出功率下降，达到节能目的。

当整套机组正常运行时，离心压缩机组都是一套独立的系统。

而同时对高炉炉顶压的稳定主要靠TRT的静叶调节来实现，TRT的控制系统能够发出完整的控制信号，包括转速调节、负荷调节、自动升速、自动停机以及与高炉减压阀组的切换等所有的功能，确保任何情况下高炉顶压的稳定，不影响高炉正常生产。

机组由离心压缩机部分和高炉煤气余压透平两大部分组成，归纳为以下八大系统：

（1）主机系统（含离心压缩机和TRT）

（2）高低压电气系统

（3）冷却水系统

（4）密封系统

（5）润滑油系统（详见润滑油站说明书）

（6）液压伺服控制系统（详见动力油站说明书）

（7）煤气管道及大型阀门系统

（8）自动控制系统

2.5轴系扭转临界转速计算

随着转子转速的提高，轴系的不断加长，导致扭转振动的因素不断增多，

为了避免系统产生扭转共振，我们对该机组的扭转临界转速进行分析。

机组工作转速：

TRT：

3000r/min

电机：

1492r/min

离心压缩机：

4310r/min

机组布置方式为：

电动机—齿轮箱—离心压缩机—变速离合器—TRT

本机组存在两种状态，据此两种运行状态分别计算临界转速并分析确认，依据有关标准，转子在设计转速下运行不会发生扭转振动方面的问题。

3主要设备参数、结构及工作原理

3.1离心压缩机

3.2MPG5.3—246/150透平机组设备位号：

（20.00）

3.2.1透平设计参数：

进口压力0.246MPa（A）

进口流量170000Nm3/h

进口温度150℃

出口压力0.106MPa（A）

3.2.2规格

形式：

干式离心反动式

机壳形式：

卧式水平剖分式

透平输出功率：

4000KW

转速：

3000r/min

级数：

二级第一级静叶可调

临界转速：

一阶3950r/min

3.2.3结构特点

设计方式：

大通流面积，低圆周速度，平直粗壮叶型等

轴承：

支撑轴承可倾瓦形式强制供油润滑

推力轴承金斯贝雷式强制供油润滑

调节：

一级静叶可调伺服调节

密封：

充氮气密封根据顶压波动自动连续调节

定子：

由静叶可调、扩压器、盘车装置等机构组成

转子：

由主轴、二级动叶栅、盘车装置等组成

方向：

从进口方向看，转子的旋转方向为顺时针

盘车：

电动盘车超15rpm时自动脱开

支架：

机组座落在两个分开的左、右支架底座上

超速保护：

超10%转速

（1）电气系统：

先迅速打开减压阀组快开阀，同时快关快速切断阀及静叶。

（2）液压系统：

迅速打开旁通液压快开阀，同时快关快速切断阀及静叶。

具体内容详见TRT说明书，资料编号：

6437SM

3.2.4TRT管道系统

煤气透平来流量是高卢煤气，通过煤气透平做功，将气体的热能和压力能转化为机械能，用于驱动机组做功。

（1）入口管道

在TRT的入口管道上安装电动蝶阀、敞开式电动插板阀、液动入口快速切断阀，详见大型阀门资料。

a入口电动蝶阀

型号：

SPD941H—6C

公称通径：

DN1400

b入口电动插板阀（敞开式）

型号：

F941X—4C

公称通径：

DN1400

c快速切断阀

型号：

KQD741H—6C

公称通径：

DN1400

结构及原理

机构：

快速切断阀主要由阀门、传动装置、液控箱、电控箱组成。

阀门采用蝶阀形式。

液控箱与阀体为一体化设计，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。

液压原理见阀门图纸。

原理：

采用弹簧液压平衡型、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，一路来自透平机危急保安器的液压信号）电磁阀动作，快速泄油，弹簧松开阀门紧急关闭，切断时间0.5sec。

d均压阀

型号：

SPD941H—6C

公称通径：

DN250

（2）出口管道

在TRT的出口管道上安装有敞开式电动插板阀、电动蝶阀，详见大型阀门资料。

a出口电动蝶阀

型号：

SPD941H—6C

公称通径：

DN1600

b出口电动插板阀（敞开式）

型号：

F941X—2.5C

公称通径：

DN1600

（3）旁通管道

旁通管道上安装有液动旁通快开阀，详见大型阀门资料。

a旁通快开调节阀（液动）

型号：

SPD741H—6C

公称通径：

DN600

说明：

为了系统的最大可靠性，由管道所施加的管口载荷应尽可能的低，任何时候都不得大于6437说明资料规定的数值。

3.3电动机（胜唐供货）

3.4齿轮箱（胜唐供货）

3.5变速离合器（设备位号：

30.00）

传递功率：

5300KW

输入转速：

2988r/min

输出转速：

4284r/min

3.6高低压电气系统

组成：

高压配电系统，低压配电系统，液压油站、辅助润滑油站、快速切断阀用现场机旁操作箱等组成。

3.6.1高压配电系统

设有高压PT柜，高压两路电源切换控制，主电机的启动、控制、保护、联锁报警等项功能要求。

3.6.2低压控制系统

3.6.2.1设置备用电源自动投入功能

3.6.2.2液压油站

两台油泵互为备用，当系统压力低于11MPa时（110Kgf/cm2）备用油泵自动投入，故障排除后手动停止。

油温低于20℃，油泵不能自启动。

此时必须加温，待温度上升至25℃时，加热器断开，方可启动油泵。

3.6.2.3润滑油站

加热器控制。

手动操作加温，温度到25℃时，加热器停止工作。

主辅油泵一开一备，能够实现无扰动切换；当润滑油管最远处油压低于约0.09MPa时，辅助油泵自动投入。

3.6.2.4盘车

电动盘车，手动啮合、自动脱开，可在现场就地手操，起停盘车电机

3.7冷却水系统（不包括外部供水设施）

本系统由各油站水冷却器及电动机冷却器组成

供水：

高炉净环水

3.8密封系统

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，用户现场没有氮气气源，故提出采用抽气密封形式，即通过引风机将透平泄露气体抽出。

3.9润滑油系统（胜唐供货）

3.10液压伺服控制系统

3.10.1系统的性能参数

可调静叶控制单元

供油压力12MPa

油箱容积（有效）1000L

供油流量70L/min

供油温度30—60℃

主油路压油过滤精度5ｕｍ

主油路回油过滤精度5ｕｍ

3.10.2系统的组成及工作原理

本系统的组成由液控单元，伺服油缸和油源（动力油站）三部分组成

3.10.2.1液控单元

由电液伺服阀、手动用电磁换向阀、油路块及底座等元件构成

3.10.2.2伺服油缸

专为同轴机组设计的双伺服油缸。

两缸均为双活塞杆结构。

摩擦力很小，密封性能良好。

旁通阀自带伺服油缸。

3.10.2.3动力油站

动力油站由油箱、恒压变量油泵、滤油器、加热器、蓄能器、阀门、联接管道及就地的检测元件等组成。

能按系统要求的油量大小而改变供油流量，并能保持供油压力的稳定，当发生停电或者其它故障使油泵不能供油时，能及时发出要求紧急停机信号，并能通过蓄能器向伺服油缸提供足够的压力油（突然停电的事故状态下）使透平主机能安全地停止工作。

恒压变量油泵为两台并联安装，互为备用，当一泵有故障时，油压降低，备用泵能自启动。

3.11自动控制系统

3.11.1系统组成

由前馈控制系统，高炉顶压系统，轴振动、轴位移、转速检测保护系统，机组轴承温度检测保护系统，启动联锁控制、重故障紧急停机联所控制系统，润滑油泵、动力油泵联锁控制系统等组成。

由以上系统对同轴机组进行启动运行，检测控制。

在保证高炉正常生产，顶压波动不超限的前提下，顺利完成同轴机组的各项操作及控制。

4安装调试维护

4.1安装

4.1.1安装须知

4.1.1.1设计规范（设备技术文件）

“冶金机构设备安装工程施工及验收规范”

通用规定YBJ201-83

液压、气动和润滑系统YBJ207-85

设备随机带技术文件（说明书、证明书、装箱单等）。

4.1.1.2安装—机组的安装工作必须对机器接构了解的对安装有经验的工人来操作。

安装期间对机器的各个部件必须特别小心，严防磕碰和损坏。

清洗——所有配合表面、加工表面、转动部件表面均应清洗干净，清洗剂为汽油，所有已涂油漆表面则不需要清除。

防锈——为了防止机器在工地运输和安装期间的腐蚀，对有关精密件必须进行及时的临时防锈处理。

一般均可涂以204-1置换性防锈油，安装合格后应刷洗干净。

对于备件，可使用SY-3硬膜防锈油涂封。

起吊——与产品一起发给用户的一套机组专用的吊装工具和装卸程序说明，机内组件的装拆一定要按规定的程序进行。

起吊所用的钢线绳必须保证足够的强度安全系数。

4.1.2设备的开箱与检查

4.1.2.1设备上的防护物和包装应按施工工序适时拆去，不得过早拆除或乱拆，防护包装有损时，应及时采取措施修补，以免设备受损。

4.1.2.2开箱后，凡经切削加工过的零、部件，不得直接放置在地面上。

4.1.2.3根据制造厂提供的装箱单核对机组的零、部件名称、规格和数量，以及出厂《合格证明书》和其它图纸资料是否齐全，并作出记录，如发现损坏或缺件，追查原因，妥善解决。

4.1.2.4设备的转动和滑动部件在防锈油涂料层清除前，不得转动或滑动。

由于开箱检查而除去的防锈油涂层在检查后应重新涂好。

4.1.2.5安装前应彻底清洗零、部件表面（用煤油清洗为宜）。

检查有无损伤情况，并做记录。

拆卸零、部件时应检查装配标记，如无标记时，应在非工作面上轻轻用钢字打出，避免重新组装时发生错误。

4.1.2.6按装箱单检查机组各备件是否齐全，有无损伤情况，并作出记录。

入库前应按原包装贮放于干燥通风处，在安装用到时，可立即出库房待用。

4.1.3离心压缩机的安装

离心压缩机的安装详见《离心压缩机安装说明书》。

4.14煤气透平机的安装

煤气透平机的安装详见6437ZSM

4.15电机的安装

电机的安装详见电机的《安装说明书》。

4.2机组轴系的找正

4.2.1机组的找正曲线

4.2.2找正工具

找正工具详见各单机有关说明书。

4.3机组各部分的试运转方案

现场应参照此方案制定具体试车方案。

4.4控制油系统的安装冲洗及调试

用户安装的管路在安装前必须经过予清洗方可安装，然后进行配管，并进行试装，配置后拆下进行单件清洗。

清洗流程如下

去油脂—水洗—酸洗—水洗—中和—水洗—防锈保护处理，如中和后不能立即做防锈保护处理，则必须纯化处理。

然后进行系统安装并按以下程序进行冲洗。

控制油系统的冲洗准备。

检查各系统的安装情况，以证明系统各部分装配齐全，并且也装上滤油器滤芯。

检查所有阀，所有阀位均需处于正常运行位置上。

打开两个滤油器前的阀门，当冲洗时，两滤油器均能通油。

注入油箱500升油（正常注油量为800升）。

油的牌号质量应与工作用油相同。

油应经过不低于10um过滤精度的过滤机过滤后，再注入油箱。

开启电加热器，将油温加热到50ºC。

解除除滤油器压差外的所有仪表的联锁与报警。

管路的冲洗

用临时管短接与各油缸连接的接口，使油缸不进油。

用临时管将于各液控单元连接的供油口和出油口，分别与油缸接口连接，使液控单元不进油。

冲洗5小时。

冲洗时应用木锤或铜锤轻轻敲击油管。

注意滤油器压差，当滤油器压差2小时无变化时，可以认为管路冲洗合格，否则即使冲洗到5小时，也必须继续冲洗。

冲洗中若滤芯脏应及时更换。

系统的冲洗。

油缸接口仍保持短接，其它管路按正常工作位置连接。

拆去滤油器脏滤芯，换上净滤芯。

拆下伺服阀，换上冲洗板。

冲洗5小时。

冲洗中各电磁阀应间隔动作，每个电磁阀从一个位置转换到另一个位置须10～15次。

当滤油器压差3小时无变化时，冲洗合格。

拆下冲洗板，换上盲板。

拆去滤油器脏滤芯，换上净滤芯。

调溢流阀压力为12MPa。

冲洗5小时。

冲洗中各电磁阀应间隔动作，每个电磁阀从一个位置转换到另一个位置须10～15次。

冲洗中蓄能器内的油至少排空10次。

试验回路针型阀至少打开1小时。

当滤油器压差3小时无变化时，冲洗合格。

排空油箱，清除箱内污物，更换滤油器滤芯。

通过不低于10um的滤油机向油箱内注入800升新油，新油的质量应符合正常工作用油的要求。

工作用油的检验。

当污染度达到（NAS1638）6～7级时，认为合格。

拆下盲板，装上伺服阀。

拆除油缸接口临时接管，按正常位置连接。

更换滤油器滤芯。

恢复各仪表的联锁报警功能。

关闭一个滤油器前的阀门。

以下工作完成后，级可调式。

系统调试。

泵的试运转。

各仪表参数整定。

系统试压，由低向高慢慢升，并观察升到18MPa，保压10～15分钟无泄漏为合格。

液控系统各回路的调试。

手动回路调试。

快关回路调试。

伺服回路调试。

与自控系统联调及模拟试验。

4.5润滑油系统的安装冲洗及调试（详见胜唐资料）。

4.6维护

设备维护可参照随机说明书进行。

5.机组试车运转程序

5.1试车前的准备

低压配电设备在试车前应全部整定和校验完毕。

按4.5条将润滑油系统投入，调节进油阀门管路压力为0.15MPa。

5.2电机空负荷试车

电机与变速箱之间联轴器切断开，电机试车详见电机说明书。

5.3电机和离心压缩机的联合试车

详见胜唐安装指导资料。

5.4煤气透平试车运转程序

5.4.1起动抽气密封，并记录参数

5.4.2通煤气

管道试压合格后，可按下列顺序操作：

通煤气（严格执行本单位有关煤气操作的规程规定）

用反吹法进行煤气处理作业，煤气管道内应先通氮气，此时先开透平放散管再由出口插板阀前通入氮气，将空气由此赶走，检查后关闭引管。

开启入口插板阀后的放散管，继续引管赶走空气。

然后可用高炉煤气直接置换。

按下列顺序开启阀门（从后向前）

开启出口插板阀—入口插板阀前放散管及透平放散管处检查确认全部为煤气后关闭放散管—开启入口插板阀—关泄压旁通阀。

完成上述操作后，关快速切断阀，开入口电动蝶阀。

5.4.3起动辅机（本项操作部分应该应经全部正常）

气动液压油站，调整油压，记录参数（12MPa）

启动润滑油泵，调整并记录参数，油压最远点0.12～0.15MPa

启动电动盘车（处理煤气应启动盘车，当透平放散管关闭后可停车）。

点动可调静叶2～3次，确认正常后全关。

由防护站检查煤气管道及设备附近CO浓度是否超限，确保安全。

5.4.4组织有关人员全面检查密封及各辅机系统，正常后通知高炉TRT准备启动。

5.4.5煤气透平启动及停机

高炉同意后，开电动盘车。

透平静叶全关。

开入口电动蝶阀。

点动透平静叶，缓慢升速（手动或自动）。

升500r/min停留20～30分钟，检查无误后再升速。

升1200r/min停留20～30分钟，检查无误后再升速。

升1700r/min停留20～30分钟，检查无误后再升速。

升2500r/min停留20～30分钟，检查无误后再升速。

升2850r/min，稳定转速，准备和离心压缩机啮合。

升3000r/min稳定转速，啮合。

啮合后慢开快切断升功率。

啮合后运转一段时间，全面检查透平发电机及各辅机运行情况，记录参数，情况正常后，点动慢关入口电动蝶阀与离心压缩机解列停机。

检查，小节。

按照以上程序，投自动升速啮合，升功率，解列停机。

5.5机组的联合试车

5.5.1离心压缩机试运转正常后，联电机与变速离合器、变速离合器与煤气透平之间的联轴器，启动离心压缩机并到额定转速，试验煤气透平机与电机之间的啮合与脱开。

5.6机组启动前各阀门阀位

润滑系统见《润滑油站说明书》，动力油系统见《液压伺服控制系统说明书》。

离心压缩机开机前阀位如下：

设备位号（见9001330流程图）位置备注

防喘振阀开

各监控仪表进口截止阀开

各排污阀关

大型阀门系统各阀门关

5.7机组启动前满足以下条件时解除启动联锁

润滑油压力≥0.12MPa

动力油压力≥11.0MPa

润滑油冷却器出口油温≥20ºC

动力油冷却器出口油温≥20ºC

逆止阀关

各实验开关复位

仪表存储复位

5.8机组启动

启动机组达到工作转速运转时要注意观察轴承温度的变化，各单机振动情况及声音是否正常。

5.9运行

在确定机组正常后连续运行72小时，每小时检查一次轴承温度，轴振动、轴位移、润滑油系统、动力油系统的各项检测指标均不得超过表一中给出的正常值范围。

压缩机的性能测试可在此阶段进行。

5.10停机

按正常停机按钮。

自控系统有以下停机动作。

（1）主电机跳闸；

（2）离心压缩机放空阀全开；

（3）离心压缩机止回阀关闭；

（4）快速切换阀快关，旁通阀快开；

（5）透平静叶从工作角度到全关。

按动正常停机按钮后，应记录下机组的惰走时间。

待机组停稳后手动盘车停止动力油系统工作。

润滑油系统和盘车只有在确认机组已经完全冷却下来或各轴承温度均降至40ºC以下才能停止工作。

5.11停机后的检查

检查各仪表、阀门、压缩机静叶等的复位情况。

对运行期间曾出现的故障部位应认真检查并彻底排除。

6机组的正常运行

6.1机组运行前的检查

（1）对机组周围的环境做全面清扫，保持机组周围清洁干净。

（2）检查机组各单机地脚螺栓是否紧固，各支撑面予留热膨胀间隙应符合各单机要求。

（3）投入自、电控系统，将电、气源送人各仪表、控制器、调节器、变送器等。

（4）认真检查工艺管线。

尤其是离心压缩机及煤气透平入口及出口管线的安装情况，特别是应检查膨胀节是否满足安装要求。

6.2机组运行前的准备见5.1

6.3机组启动前阀位见5.6

6.4机组启动前应解除的联锁见5.7

6.5机组启动

机组启动按5.8方案进行，使机组运转达到正常转速。

当确认机组和工艺系统正常后，用手操器缓慢关放空阀，排气压力逐步升高，这时止回阀开，并将放空阀投入自动。

机组运行期间应经常检查润滑油、动力油压力和温度轴承温度、轴振动、轴位移等如有异常应查找原因及时排除。

7紧急停机

7.1连锁紧急停机项目包括以下内容

（1）离心压缩机轴位移≥0.5mm

（2）润滑油总管最远点出润滑油压力≤0.06MPa

（3）动力油压力≤9MPa

（4）来自中心控制室的工艺事故信号

（5）手动紧急停机

（6）电动机故障跳闸

7.2手动紧急停机

手动紧急停机主要是在机组出现紧急报警，而且事故有无法排除。

这时工艺系统应迅速做好紧急停机准备，特别应注意紧急报警时，机组已处于危险的边缘，如果工艺系统工艺系统仍然勉强继续开车，就可能使机组损坏而带来不可估量的损失。

紧急报警内容详见附件1.

7.3紧急停机连锁发出后机组有以下动作：

（1）压缩机放空阀开

（2）压缩机出口止回阀关

（3）主电动机跳闸

（4）快速切断阀快关，旁通阀快开；

（5）透平静叶从工作角度全关

（6）向中心控制室送出工艺系统紧急停机连锁信号

7.4紧急停机