Retrofitting dell'unità turbina a recupero di gas superiore

Sommario

1. Panoramica dell'Unità TRT

2. Analisi del funzionamento attuale dell'Unità TRT

3. Tecnologia avanzata e metodo di progettazione per l'ottimizzazione e la trasformazione del passaggio del flusso TRT

4. Risultato dell'ottimizzazione del passaggio del flusso TRT

5. Sistema di intelligence online per la gestione dell'efficienza energetica e dell'analisi della vita per la turbina a gas di altoforno

6. Ambito di ottimizzazione e trasformazione del passaggio del flusso TRT e rispetto della norma

6.1. La trasformazione del flusso TRT segue lo standard

6.2. Trasformazione del flusso TRT e ambito di fornitura

7. Flusso di lavoro e ciclo di trasformazione TRT

8. misure per prolungare la vita fogliare e benefici

9. Garanzia di qualità e garanzia di conformità delle prestazioni

10. servizio post-vendita

10.1. Servizio del sito di trasformazione TRT

10.2. Servizio di manutenzione TRT a lungo termine

10.3. Fornitura a lungo termine di pezzi di ricambio come le lame

11. Allegato pertinente

1. Panoramica dell'unità TRT

* * * * * * * * * * * L'altoforno da 1250 m3 dell'azienda (di seguito denominato "* * * * * * Acciaio") adotta la rimozione della polvere a sacco secco e la sua corrispondente turbina a gas d'altoforno TRT utilizza il residuo pressione del gas superiore dell’altoforno per generare elettricità, apportando enormi vantaggi economici all’impresa.

L'unità TRT è stata progettata e prodotta da Xi 'an Shangu Power Co., Ltd. utilizzando le tecnologie Mitsui e Sulzer introdotte nei suoi primi anni. Il numero del modello è MPG9.2-280.6/180. Rispetto alla tecnologia TRT più avanzata nei paesi sviluppati, c'è ancora un grande divario nell'indice di prestazione delle unità TRT domestiche, che si riflette nell'efficienza del passaggio del flusso. Le unità domestiche sono ancora nell'intervallo 65%~75%, significativamente inferiore al livello avanzato internazionale dell'84~92%. Pertanto, è necessario ottimizzare il passaggio del flusso delle unità TRT in funzione.

Assorbiamo la più avanzata tecnologia di progettazione dei passaggi di flusso delle turbine TRT dalla Germania e dal Giappone e la applichiamo alle unità TRT attualmente in servizio in Cina, che possono migliorare notevolmente l'efficienza del TRT, ovvero con i parametri di portata, pressione, temperatura e composizione del gas esistenti, il la potenza di generazione dell’unità aumenterà del 10%~20%, creando maggiori vantaggi economici e contribuendo al risparmio energetico e alla riduzione delle emissioni.

2.Analisi del funzionamento corrente dell'Unità TRT

Secondo i dati storici di funzionamento, l'analisi del funzionamento dell'unità in un determinato giorno (come mostrato in fig. 1) mostra che con la fluttuazione del flusso in ingresso, il valore di efficienza operativa effettiva dell'unità è compreso tra il 60 e il 75%.

Fig. 1 stato di funzionamento dell'unità TRT in un determinato giorno (efficienza e portata in ingresso)

Fig. 2 registrazione dello stato di funzionamento dell'unità TRT in un determinato giorno

L’analisi della portata nel punto di funzionamento di questa tipologia di unità è la seguente:

Fig. 3 Distribuzione del numero di mach di questo tipo di unità prima della modifica del flusso passante

Fig. 4 distribuzione della velocità di questo tipo di unità prima della modifica del flusso passante

Attraverso l'analisi del campo di flusso tridimensionale CFD, si può vedere che il design aerodinamico delle pale statiche e delle pale mobili di questo tipo di unità è relativamente arretrato e ci sono molti problemi nella distribuzione del flusso d'aria: velocità irragionevole e distribuzione angolare , flusso separato e profilo arretrato. Come mostrato in fig. 4, il punto di ristagno della pala del rotore del secondo stadio si discosta dal bordo anteriore e si trova all'estremità anteriore della pressione. C'è un'evidente perdita dell'angolo di impatto. La regione ad alta velocità della superficie di aspirazione aumenta la perdita di flusso. Sono presenti evidenti fenomeni di separazione del flusso sulle superfici di aspirazione delle pale del rotore del primo e del secondo stadio, con conseguente perdita di vortici e campo di flusso interno instabile. Tutto ciò ha comportato una bassa efficienza del flusso e il passaggio del flusso deve essere ottimizzato.

3.Tecnologia avanzata e metodo di progettazione per l'ottimizzazione e la ricostruzione del passaggio del flusso TRT

4. Risultati dell'ottimizzazione del passaggio del flusso TRT

La progettazione dell'ottimizzazione del flusso segue il processo di analisi e progettazione sopra menzionato. In primo luogo, sull'unità attuale vengono eseguiti calcoli e valutazioni macro (monodimensionali, bidimensionali) e micro (CFD tridimensionale) per analizzare i problemi aerodinamici dell'attuale progettazione dell'unità. Quindi, combinato con il concetto di progettazione aerodinamica avanzata della turbina reattiva, la disposizione del percorso del flusso (monodimensionale), il modello di flusso di controllo del vortice (bidimensionale), la forma della pala e l'adattamento dello stadio vengono gradualmente approfonditi e ottimizzati e infine viene creato uno schema di progettazione aerodinamica affidabile. formato.

Fig. 5 disegno originale del flusso del piano del meridiano

• Progettazione dell'altezza e dell'angolo del canale meridiano;

• -Ottimizzazione della distribuzione della velocità assiale; -Il miglior rapporto d'aspetto della lama; -Ridurre la perdita di gap;

• Ottimizzazione della spaziatura delle lame:

• -Ridurre la perdita di flusso secondaria e la perdita di scia;

• Riprogettazione del controllo del vortice radiale;

Fig. 6 Progettazione del flusso sul piano del meridiano e disposizione delle pale dopo l'ottimizzazione della progettazione unidimensionale e bidimensionale

Attraverso la progettazione unidimensionale e bidimensionale, è possibile ottenere una progettazione più ragionevole del passaggio del flusso sul piano del meridiano, che rende la distribuzione del flusso d'aria più uniforme e la distribuzione della caduta di entalpia a tutti i livelli e l'impostazione del grado di reazione tendono ad essere ragionevoli. Il rapporto d'aspetto della pala, il passo relativo e altri parametri geometrici chiave che influiscono sull'aerodinamica si trovano nell'intervallo migliore. Combinando la tecnologia avanzata di controllo del profilo e del vortice, è possibile superare la maggior parte dei problemi del design aerodinamico originale.

Utilizzando i metodi di ottimizzazione e i metodi sopra descritti, il seguente tridimensionale

i risultati del campo di flusso sono stati ottenuti con gli stessi parametri di ingresso

Fig. 7 Distribuzione del numero di mach dopo l'ottimizzazione del flusso per unità dello stesso tipo

Come si può vedere dalla figura sopra, la perdita dell'angolo di impatto è ovviamente ridotta dopo l'ottimizzazione e l'offset della posizione del punto di stagnazione è corretto. Non c'è più separazione del flusso nelle pale del rotore e la distribuzione del flusso nelle pale dello statore del secondo stadio è anche migliorato. In generale, il design ottimizzato rende la distribuzione del campo di flusso più uniforme e ragionevole sia in direzione assiale che radiale, riduce la separazione del fluido, la perdita di flusso secondario, la perdita dell'angolo di urto e la perdita di scarico e migliora notevolmente l'efficienza complessiva.

La pala a due stadi ottimizzata è progettata con un tipo di reazione pura e la corrispondenza tra coefficiente di carico e grado di reazione è vicina al valore ideale, il che riduce notevolmente la perdita di velocità residua e migliora l'efficienza del diffusore di scarico.

Fig. 8 distribuzione della velocità dopo l'ottimizzazione del flusso per unità dello stesso tipo

Da quanto sopra si vede che dopo l'ottimizzazione, l'efficienza interna del passaggio del flusso raggiunge l'86.0%, con un aumento di oltre il 10%. A parità di condizioni di ingresso (portata, pressione, temperatura, composizione, ecc.), la potenza dell'unità aumenta di 892kW; rispetto al valore di progettazione di 7230 kW. Secondo il prezzo industriale medio dell'elettricità di 0.65 yuan per kilowattora e l'utilizzo annuo di 8000 ore, l'aumento annuale della produzione di energia è di 7.316 milioni di kilowattora e il vantaggio della produzione di energia è di 4.638 milioni yuan.

Le prestazioni dell'unità TRT in condizioni di lavoro variabili (carico parziale e carico di punta) sono notevolmente migliorate e la curva di efficienza è relativamente piatta rispetto all'originale in un intervallo di carico variabile più ampio, in modo che l'unità TRT nel suo complesso si trovi in ​​una situazione stato operativo ottimale ad alta efficienza.

La vita utile delle lame TRT è prolungata, l'intervallo dei periodi di revisione è prolungato e il carico di lavoro di revisione è ridotto.

I problemi relativi alle forti vibrazioni della lama, all'elevata temperatura della piastrella di spinta e simili dell'unità vengono risolti e la sicurezza e l'utilizzabilità dell'unità vengono migliorate.

5.Sistema di gestione intelligente per l'efficienza energetica in linea e l'analisi della vita della turbina d'altoforno

Questa soluzione comprende anche una serie di "sistemi intelligenti per l'efficienza energetica in linea e la gestione della vita utile delle turbine a gas di altoforno" (sistema TELM+). questo sistema non solo può analizzare l'indice di efficienza energetica della turbina a gas online e in tempo reale, ma anche generare una grande quantità di dati per il funzionamento. attraverso l'algoritmo intelligente del sistema e il proprio sistema esperto, vengono forniti suggerimenti di ottimizzazione del funzionamento per consentire all'unità di operare in un'area di efficienza più elevata. Tuttavia, per l'accumulo di polvere della lama e il tipo mancante di erosione della lama, attraverso il modulo di previsione intelligente incorporato , il grado di accumulo di polvere della lama e il tipo di lama mancante sono forniti dall'intelligenza artificiale, fornendo una base di giudizio scientifico per adottare le misure corrispondenti.

Il sistema ha la capacità di apprendimento automatico. Con l'accumulo di dati operativi, l'analisi dell'efficienza energetica e i rapporti di previsione della vita generati automaticamente dal sistema diventano più accurati, il che facilita notevolmente il funzionamento e la manutenzione, rende il funzionamento della turbina a gas dell'altoforno più efficiente e salutare, migliora il tasso di funzionamento e riduce le ore di inattività non pianificate.

6. Ambito di trasformazione dell'ottimizzazione del passaggio del flusso TRT e standard di conformità

6.1Trasformazione del flusso TRT secondo gli standard

GBT 28246-2012 "Espansore per turbina a recupero di energia del gas d'altoforno"

GBT 26137-2010 "Test delle prestazioni termiche dell'espansore della turbina a recupero di energia del gas di altoforno"

JB/T4365 "Sistema di lubrificazione, tenuta e regolazione dell'olio"

JB/T9631 "Condizioni tecniche per getti di ghisa di turbine a vapore"

JB/T9637 "Condizioni tecniche per l'assemblaggio della turbina"

GB/T7064 "Requisiti tecnici per motori sincroni a turbina"

GB6222 "Norme nazionali sulla sicurezza del gas"

YBJ207 "Codice per la costruzione e l'accettazione dell'ingegneria di installazione di macchinari e attrezzature metallurgiche" Sistemi idraulici, pneumatici e di lubrificazione.

Il lavoro sopra menzionato implementerà le più recenti norme nazionali, norme tecniche nazionali e standard di settore.

6.2 Trasformazione del flusso TRT e ambito della fornitura

In base al modello dell'unità TRT dell'utente e alla situazione reale da quando è stata messa in funzione, l'ottimizzazione e la trasformazione del passaggio del flusso comprende quanto segue:

a).Sostituire tutte le lame statiche dei due stadi;

Il design della pala dello statore esegue calcoli multi-round soprattutto per il bordo di ingresso R, che si adatta all'ampio intervallo di variazione dell'angolo di attacco di ingresso e garantisce un'elevata efficienza in varie condizioni di lavoro con un ampio intervallo prima e dopo il punto di progettazione.

b).Sostituire il cilindro del cuscinetto;

Il materiale del cuscinetto del cilindro è QT400-15A e la posizione centrale può essere regolata strutturalmente per compensare errori di fabbricazione e garantire la coincidenza tra il centro del guscio e il centro del rotore, garantendo così un gioco piccolo e uniforme tra le pale e la parete del cilindro e migliorando l’affidabilità e l’efficienza.

c).Sostituire tutte le lame mobili delle due fasi;

La pala ha eccellenti prestazioni aerodinamiche e ha le caratteristiche di assenza di accumulo di polvere e di assenza di blocchi. La struttura è garantita per soddisfare i requisiti di resistenza e vibrazioni. La pala del rotore è realizzata in acciaio inossidabile ad alta resistenza e resistente alle alte temperature. Il tenone adotta tipo abete ad alta resistenza per garantire la durata a fatica della lama. Tutte le lame mobili sono testate per la frequenza e registrate come riferimento durante la manutenzione.

d).Sostituire il rotore (albero principale);

L'albero principale adotta la forgiatura integrale di acciaio legato ad alta resistenza 25CrNiMoV per garantire che la struttura della fase cristallina, le proprietà fisiche e meccaniche del materiale soddisfino pienamente i requisiti del funzionamento TRT e il rotore sia sottoposto a test di equilibrio dinamico.

e).Sigillatura delle lame mobili e statiche;

Il software del computer viene utilizzato per simulare l'ambiente di lavoro, calcolare rigorosamente la deformazione e lo spostamento della lama in ogni stato richiesto, ottimizzare il gioco della punta e quello della radice, ridurre la perdita di perdite d'aria e migliorare l'efficienza del flusso.

7. Flusso di lavoro e ciclo di trasformazione TRT

Completare tutti i lavori di modifica entro 6 mesi dalla firma del contratto di modifica di ottimizzazione TRT con l'utente e la modifica e l'installazione in loco che influiscono realmente sul funzionamento di TRT non dovranno normalmente superare i 10 giorni.

8.Misure e vantaggi dell'estensione della durata della lama

Per gli utenti di unità TRT con un elevato contenuto di polvere e una breve durata della lama, il miglioramento del materiale della lama (17-4PH) e la spruzzatura del rivestimento ceramico sulla superficie possono prolungare significativamente la durata della lama (più del doppio della vita utile), prolungare l'intervallo del ciclo di manutenzione e ridurre il carico di lavoro di manutenzione.

Il materiale 17-4PH (0Cr17Ni4Cu4Nb) è un acciaio inossidabile martensitico indurito per precipitazione composto da rame e niobio/columbium, che ha elevata resistenza, durezza e buona resistenza alla corrosione. Dopo il trattamento termico, le proprietà meccaniche del prodotto sono più perfette, la resistenza alla trazione è fino a 890~1030 N/mm2, il prodotto ha una buona resistenza alla corrosione da acidi o sale e le prestazioni sono migliori di 2Cr13.

In base allo speciale ambiente di lavoro delle pale dell'unità TRT, il processo di spruzzatura è stato migliorato in modo adattivo e la tecnologia ceramica di spruzzatura al plasma è stata applicata all'anticorrosione superficiale delle pale TRT. La spruzzatura al plasma è un processo in cui il materiale fuso viene fuso ad alta temperatura dal plasma e quindi le particelle di materiale fuso vengono spinte sulla superficie delle parti mediante gas ad alta velocità per formare un rivestimento. Lo spessore del rivestimento ceramico è 0.35 mm. Sulla base della garanzia di una buona efficienza del flusso pneumatico e della resistenza della lama, ha anche un'eccellente resistenza allo shock termico e alla pelatura. La rugosità superficiale del rivestimento è bassa. La rugosità superficiale della ceramica trattata può raggiungere 0.7μm, ovvero molto liscia. Se utilizzato in combinazione con un inibitore di incrostazioni, l'effetto di prolungamento della durata della lama è evidente. La pratica di molti utenti TRT dimostra che le lame TRT di questo processo hanno una buona resistenza all'usura e alla corrosione.

Adottando la tecnologia di estensione della vita sopra menzionata, si prevede che il periodo di manutenzione della lama sarà esteso a 1.5-2 volte la vita originale, riducendo così la frequenza di manutenzione, risparmiando sui costi di manutenzione e riducendo la perdita dei benefici di risparmio energetico dovuti allo spegnimento. .

9. Garanzia di qualità e garanzia degli standard di prestazione

Garantire che la tecnologia di ottimizzazione e trasformazione del passaggio del flusso della turbina a gas della caldaia (TRT) sia avanzata, sicura e affidabile e abbia prestazioni applicative simili;

Garantire la qualità delle parti fornite, eseguire le ispezioni e i test necessari su tutte le parti prima della consegna e garantire che l'intera progettazione e produzione soddisfino i requisiti delle normative pertinenti; I materiali utilizzati sono tutti materiali qualificati e possono fornire la corrispondente certificazione di qualità dei materiali documenti;

Dopo l'installazione e il debug, le parti fornite raggiungono la sicurezza e l'affidabilità richieste dallo standard e soddisfano il valore target prestazionale della modifica del flusso:

Dopo l'ottimizzazione e la trasformazione del flusso TRT, secondo lo schema di valutazione delle prestazioni concordato da entrambe le parti, secondo i parametri delle condizioni di lavoro stipulati nell'accordo, l'aumento della potenza di generazione di energia TRT è garantito superiore a 892 kW.

10 Servizio post-vendita

10.1 Assistenza in cantiere di adeguamento TRT

Fornire agli utenti un servizio post-vendita efficiente e di alta qualità, assegnare responsabili dell'assistenza qualificati ed esperti, segnalare regolarmente lo stato di avanzamento dell'implementazione del progetto di ristrutturazione, consegnare le parti necessarie per la ristrutturazione secondo l'accordo e organizzare un servizio tecnico professionale in loco personale/team responsabili dell'installazione in loco, della messa in servizio e di altri progetti di assistenza tecnica. Dopo che l'unità rinnovata è stata messa in servizio e valutata nei tempi previsti, fornirà servizi tecnici gratuiti entro il periodo di garanzia di un anno.

10.2 Servizio di manutenzione TRT a lungo termine

Un team di manutenzione composto da ingegneri e professionisti delle turbine solitamente fornisce servizi di manutenzione tra cui:

Aprire il cilindro per pulire il rotore;Riparazione o sostituzione delle lame mobili;Riparazione delle parti usurate del mozzo del rotore;Sostituzione di tutti i pezzi di tenuta sull'albero;Riparazione del registro,

Il perno dell'albero principale, la piastra reggispinta e la scanalatura della radice della pala devono essere sottoposti al rilevamento dei difetti di colore.

Rimozione della ruggine, ispezione delle deformazioni e riparazione delle parti usurate del cilindro portante;

Riparazione o sostituzione della lama fissa, sostituzione dei cuscinetti della lama fissa e altri accessori;

Dopo la riparazione del rotore, viene eseguito il bilanciamento dinamico ad alta velocità a una velocità di 3000 giri/min.

Controllare il gioco tra le lame mobili e quelle fisse;

Striscia di tenuta del cuscinetto del cilindro e perno di posizionamento necessari per l'installazione sul campo;

Servizio TRT richiesto da altri clienti

10.3 Fornitura a lungo termine di pezzi di ricambio come lame

Ha la capacità di produrre e produrre lame e dispone di un magazzino di pezzi di ricambio per lame. Le lame convenzionali possono soddisfare le esigenze urgenti dei clienti.

11. Allegati rilevanti

Elenco dei principali impianti di lavorazione e produzione

Gruppo macchine utensili a controllo numerico

Sistema di rivestimento laser

Sistema di saldatura/tempra ad alta frequenza della stellite

Dispositivo di installazione e manutenzione del rotore

Gruppo smerigliatrice e lucidatrice a nastro abrasivo

Tipo di dispositivo	Modello	campo di misura		Quantità	Luogo di origine
		XxYxZ		(Taiwan)
Macchina di misura a coordinate	X08107	800x1000x700		1	Wenze, Germania
Proiettore 50x	JT36-500	200x100x70		1	Optoelettronica Xintian
Strumento di misura dello strumento	E238	Φ280x380		1	ELBO, Italia
Strumento di misura della rugosità	SJ-210			1	MITU, Giappone
Sistema di test di frequenza	FSA-C	200-1200		1	Università di Xi'an Jiaotong
tester di durezza Brinell	HB-300B			1	Era di Pechino
Macchina per prove non distruttive	CJW-2000I	0-1500		1	Jiangsu Sanshengda
Analizzatore di spettro	WX-5			1	Tianjin jinfei
Macchina di misura a coordinate‍			Proiettore 50x
Strumento di misura dello strumento			Strumento di misura della rugosità
Rilevatore di difetti con particelle magnetiche			Rilevatore di difetti a particelle magnetiche

11.1 Elenco dei clienti

Fornitore della turbina principale

Shaanxi Blower (Gruppo) Co., Ltd.

Chengdu Engine (Gruppo) Co., Ltd.

Nanjing Turbine Motor (Gruppo) Co., Ltd.

Fabbrica di turbine a vapore di Harbin Co., Ltd.

Dongfang turbina a vapore co., ltd

Pechino Nord Heavy Duty Truck Motor Co., Ltd.

......

Cliente finale

Hebei Ferro e acciaio Co., Ltd.

Shandong Iron and Steel Group Co., Ltd.

Jiangsu Shagang Gruppo Co., Ltd.

Lianfeng Acciaio (Zhangjiagang) Co., Ltd.

Changzhou Zhongtian Steel Group Co., Ltd.

Società del gruppo Gansu Jiugang

Società del gruppo cinese Datang

China Resources Electric Power Holding Co., Ltd.

......

Esperienza 11.2

Smantellamento e riparazione dell'acciaio per cuscinetti del rotore 6# di acciaio Zhongtian

Riparazione del rotore n. 10 della Zhongtian Iron and Steel Company mediante smantellamento e assemblaggio dell'acciaio per cuscinetti

Il rotore 7#BPRT di Zhongtian Steel smonta e sostituisce le pale, ripara il cilindro del cuscinetto del rotore

Gruppo Shagang Huasheng Ironmaking 2#TRT smontaggio del rotore e sostituzione di un set completo di pale dinamiche e statiche, rivestimento laser del premistoppa del cilindro del cuscinetto del rotore

Shagang group huasheng ironmaking 7#TRT smontaggio del rotore e sostituzione di un set completo di pale dinamiche e statiche

Produzione, assemblaggio e messa in servizio della turbina a vapore con pompa dell'olio scorrevole di CSIC

Smontaggio e revisione del cilindro del cuscinetto del rotore in acciaio MPG9.7BPRT Tangshan Ruifeng

Assemblaggio del rotore della prima turbina a vapore industriale Shagang Coking da 18 MW

Pala di smontaggio e montaggio del rotore della turbina a vapore termoelettrica Shandong Huantai da 25 MW ad alta temperatura e alta pressione

Smontaggio e riparazione del rotore TRT nell'altoforno Jinan Steel 3200

Smontaggio e montaggio del rotore dell'ultimo stadio della turbina in acciaio Changqiang

Il rotore Jiuquan Steel 3#TRT smonta e sostituisce le lame

Mappatura e Realizzazione Pale di Smontaggio e Montaggio per Rotore TRT di "Turbina MAN" in Acciaio Benxi

Ottimizzazione del rotore a bassa pressione della turbina a vapore termoelettrica Datang Baoding 8#9#125MW

Ottimizzazione della turbina a vapore a ciclo combinato Jining Jinwei da 50 MW

Ottimizzazione della turbina a vapore a ciclo combinato da 50 MW nella centrale termoelettrica di Beian

Ricostruzione di una turbina a vapore da 100 MW nella centrale elettrica di Hulinhe

Ottimizzazione della pala del rotore di una turbina a vapore da 25 MW in acciaio Lianfeng

Ottimizzazione della pala del rotore 3#BPRT in acciaio Lianfeng

Ottimizzazione della pala del rotore 6#TRT presso la Lianfeng Iron and Steel Company

Ottimizzazione della pala del rotore 4#BPRT in acciaio Lianfeng

Ottimizzazione della pala del rotore 7#TRT presso la Lianfeng Iron and Steel Company

11.3 Foto correlate