1 Prehľad
Prasknutý plynový kompresor a hnacia parná turbína oddelenia výroby etylénu 100 kt/a spoločnosti Bora LyondellBasell Petrochemical Co., Ltd. sú vybavené zariadením od japonskej spoločnosti Mitsubishi Heavy Industries.
Kompresor pyrolýzneho plynu je trojvalcový päťstupňový 16-stupňový odstredivý kompresor s obežným kolesom so 6 sacími otvormi a 5 výtlačnými otvormi.Hlavné parametre výkonu sú nasledovné;menovité otáčky sú 4056 ot./min., menovitý výkon 53567 kW, výtlačný tlak kompresora 3,908 MPa, výtlačná teplota 77,5 °C a prietok 474 521 kg/h.Axiálne ložisko hnacej parnej turbíny jednotky je axiálne ložisko typu Kingsbury so 6 podložkami.Tieto ložiská sú vybavené 6 skupinami vstupov mazacieho oleja na mazanie a každá skupina olejových vstupov má 4 3,0 mm a 5 A 1,5 mm vstupný otvor oleja, axiálna vôľa medzi axiálnym ložiskom a prítlačnou doskou je 0,46-0,56 mm.Prijmite metódu núteného mazania centralizovaného zásobovania olejom na stanici mazacieho oleja.
Jeho osový diagram je nasledujúci:
2, Problém jednotky
Od spustenia kompresorovej jednotky 5. augusta 2020 teplota axiálneho ložiska TI31061B parnej turbíny často kolíše a postupne sa zvyšuje.K 16:43 dňa 14. decembra 2020 dosiahla teplota TI31061B 118°C, čo je len 2 minúty od hodnoty alarmu.℃.
Obrázok 1: Trend teploty axiálneho ložiska parnej turbíny TI31061B
3. Analýza príčin a opatrenia na liečbu
3.1 Príčiny kolísania teploty axiálneho ložiska parnej turbíny TI31061B
Po kontrole a analýze trendu kolísania teploty axiálneho ložiska parnej turbíny TI31061B a vylúčení problémov so zobrazením prístroja na mieste, kolísania procesu, opotrebovania kefy parnej turbíny, kolísania rýchlosti zariadenia a kvality dielov, hlavné dôvody hriadeľa teplotné výkyvy sú:
3.1.1 Mazací olej používaný v tomto kompresore je SHELL TURBO T32, čo je minerálny olej.Keď je teplota vysoká, používaný mazací olej je oxidovaný a oxidačné produkty sa zhromažďujú na povrchu ložiskového puzdra a vytvárajú lak.Minerálny mazací olej sa skladá hlavne z uhľovodíkov, ktoré sú relatívne stabilné pri izbovej teplote a nízkej teplote.Ak však niektoré (aj veľmi malý počet) molekúl uhľovodíkov podstúpia oxidačné reakcie pri vysokých teplotách, ďalšie uhľovodíkové molekuly tiež prejdú reťazovými reakciami, čo je charakteristické pre uhľovodíkové reťazové reakcie.
3.1.2 Keď sa do zariadenia pridá mazací olej, pracovný stav sa zmení na stav vysokej teploty a vysokého tlaku, takže tento proces je sprevádzaný zrýchlením oxidačnej reakcie.Počas prevádzky zariadenia, pretože axiálne ložisko turbíny je blízko ultravysokotlakovej pary, je teplo generované vedením tepla relatívne veľké.Súčasne bol axiálny posun kompresora od jeho spustenia príliš veľký a dosiahol naraz 0,49 mm, zatiaľ čo hodnota alarmu bola ±0,5 mm.Axiálny ťah rotora parnej turbíny je príliš veľký, takže rýchlosť oxidácie tejto časti axiálneho ložiska môže byť dvakrát vyššia ako rýchlosť oxidácie iných častí.V tomto procese bude oxidačný produkt existovať v rozpustnom stave a oxidačný produkt sa vyzráža, keď sa dosiahne nasýtený stav.
3.1.3 Rozpustný lak sa vyzráža za vzniku nerozpustného laku.Mazací olej tvorí rozpustný lak vo vysokoteplotnej a vysokotlakovej oblasti.Keď olej preteká z oblasti s vysokou teplotou do oblasti s nízkou teplotou, teplota klesá a rozpustnosť klesá, častice laku sa oddeľujú od mazacieho oleja a začínajú sa usadzovať.
3.1.4 Dochádza k usadzovaniu laku.Potom, čo sa častice laku vytvoria, začnú sa aglomerovať a vytvárať usadeniny, ktoré sa prednostne ukladajú na horúcich kovových povrchoch.Zároveň, keďže teplota axiálneho ložiska bola od začiatku prevádzky vysoká, teplota ložiskovej podložky tu rýchlo stúpla, zatiaľ čo teplota ostatných ložísk sa menila pomaly.
3.2 Vyriešte problém nárastu teploty axiálneho ložiska parnej turbíny TI31061B
3.2.1 Po zistení, že teplota axiálneho ložiska TI31061B pomaly stúpala, sa teplota mazacieho oleja znížila zo 40,5 °C na 38 °C a tlak mazacieho oleja sa zvýšil z 0,15 MPa na 0,176 MPa, aby sa uľavilo pomalý nárast teploty ložiskového puzdra.
3.2.2 Rotor parnej turbíny má 15 stupňov obežných kolies, prvých 12 stupňov obežných kolies má vyvažovacie otvory a posledné 3 stupne nie sú navrhnuté s vyvažovacími otvormi.Rozpätie axiálneho ťahu navrhnuté spoločnosťou Mitsubishi je príliš malé, preto upravte odber parnej turbíny tak, aby sa upravil axiálny ťah.Ako je znázornené na obrázku 2 1279ZI31001C, posun hriadeľa parnej turbíny je 0,44 mm.Po konzultácii s výrobcom kompresora je posun hriadeľa kladný, čo znamená, že rotor sa oproti pôvodnému konštrukčnému rotoru posúva na stranu kompresora, preto je rozhodnuté znížiť medziodsávanie vzduchu z 300T/h Znížiť na 210T/h, zvýšiť zaťaženie nízkotlakovej strany parnej turbíny, zvýšiť ťah na vysokotlakovej strane a znížiť axiálny tlak na axiálnom ložisku, čím sa spomalí stúpajúci trend teploty axiálneho ložiska.
Obrázok 2 Vzťah medzi posunom hriadeľa parnej turbíny a axiálnym ložiskom
3.2.3 Dňa 23. novembra 2020 bola vzorka mazacieho oleja jednotky odoslaná do skúšobného ústavu Guangzhou Institute of Mechanical Science Co., Ltd. na testovanie a analýzu.Výsledky sú znázornené na obrázku 3. Výsledky analýzy zistili, že hodnota MPC bola vysoká, čo môže určiť výskyt oxidácie oleja.Lak je jedným z dôvodov vysokej teploty axiálneho ložiska parnej turbíny TI31061B.Keď je v systéme mazacieho oleja lak, rozpúšťanie a zrážanie častíc laku v oleji je dynamickým rovnovážnym systémom v dôsledku obmedzenej schopnosti mazacieho oleja rozpúšťať častice laku.Keď dosiahne nasýtený stav, lak bude visieť na ložisku alebo ložiskovej podložke, čo spôsobí kolísanie teploty ložiskovej podložky.Je to hlavné skryté nebezpečenstvo pre bezpečnú prevádzku.
Prostredníctvom výskumu sme na výrobu elektrostatickej adsorpcie WVD + adsorpcie živice, čo je zariadenie na odstraňovanie kompozitného laku na elimináciu laku, vybrali spoločnosť Kunshan Winsonda, ktorá má lepší užívateľský efekt a reputáciu na trhu.
lak je produkt vznikajúci degradáciou oleja, ktorý existuje v oleji v rozpustenom alebo suspendovanom stave za určitých chemických podmienok a teploty.Keď kal prekročí rozpustnosť mazacieho oleja, kal sa vyzráža a vytvorí lak na povrchu súčiastky.
Čistička oleja série WVD-II efektívne kombinuje technológiu elektrostatického adsorpčného čistenia a technológiu iónovej výmeny, ktorá dokáže účinne odstrániť a zabrániť rozpustnému a nerozpustnému kalu vznikajúcemu pri bežnej prevádzke parnej turbíny, takže lak sa nedá vyrobiť.
Cieľom čističiek oleja radu WVD-II je odstrániť príčinu tvorby laku.Táto technológia dokáže v krátkom čase minimalizovať obsah kalu a v priebehu niekoľkých dní obnoviť pôvodný mazací systém s veľkým množstvom kalu/laku do optimálneho prevádzkového stavu, čím sa úplne vyrieši problém pomalého zvyšovania teploty ťahu ložiská spôsobené lakom .
Obrázok 3 Výsledky testu a analýzy pred inštaláciou jednotky na odstraňovanie laku
Jednorazovo čistý olej: elektrostatická adsorpcia na odstránenie nerozpustného kalu/laku Princíp: technológia elektrostatickej adsorpcie odstraňuje škodliviny, olej je v pôsobení kruhového vysokonapäťového elektrostatického poľa, takže znečistené častice vykazujú kladný a záporný náboj a pôsobením lichobežníkového elektrického poľa Zatlačte kladne a záporne nabité častice tak, aby plávali smerom k záporným a kladným elektródam a neutrálne častice sú stláčané a posúvané prúdom nabitých častíc a nakoniec sú všetky častice adsorbované na kolektor na úplné odstránenie znečisťujúcich látok v oleji.
Sekundárny čistý olej: Adsorpcia iónomeničovej živice na odstránenie rozpustených koloidov Princíp: Samotná technológia adsorpcie náboja nedokáže vyriešiť rozpustený lak, zatiaľ čo iónová živica obsahuje miliardy polárnych miest, ktoré môžu absorbovať rozpustný lak a potenciálny lak, aby sa zabezpečilo, že degradačné produkty áno. sa nehromadí v mazacom oleji a môže zlepšiť rozpustnosť mazacieho oleja, takže systém je v optimálnom prevádzkovom stave.
Obrázok 5. Schéma sekundárneho čistého oleja
3.3 Účinok odstraňovania laku
Lakovacia jednotka bola nainštalovaná a prevádzkovaná 14. decembra 2020 a teplota axiálneho ložiska parnej turbíny TI31061B klesla 19. decembra 2020 na približne 92 °C (ako je znázornené na obrázku 6).
Obr.6 Trend teploty axiálneho ložiska TI31061B parnej turbíny
Po viac ako mesiaci prevádzky jednotky na odstraňovanie laku sa výrazne zlepšila kvalita mazacieho oleja jednotky.Prostredníctvom detekcie a analýzy Guangyanského výskumného inštitútu sa index tendencie k lakovaniu ropných produktov znížil z 10,2 na 6,2 a úroveň znečistenia sa znížila z >12 na 7 stupňov, nedochádza k strate žiadnych prísad v mazive. oleja (pozri obrázok 7 pre výsledky detekcie a analýzy po inštalácii jednotky na odstraňovanie laku).
Obr.7 Výsledky testov a analýz po inštalácii jednotky
4 Vytvorené ekonomické výhody
Inštaláciou a prevádzkou jednotky na odstraňovanie laku je úplne vyriešený problém pomalého nárastu teploty axiálneho ložiska TI31061B parnej turbíny spôsobeného lakom a obrovská strata spôsobená odstavením jednotky kompresora pyrolýzneho plynu. sa zabránilo (najmenej 3 dni, strata je najmenej 4 milióny RMB; výmena axiálneho ložiska parnej turbíny trvá 1 deň, strata je 1 milión) a strata náhradných dielov na rotujúce a tesniace časti po teplota axiálneho ložiska sa pomaly zvyšuje (strata je medzi 500 000 a 8 miliónmi juanov).
Jednotka bola naplnená celkom 160 barelmi ropných produktov a ropné produkty úplne dosiahli kvalifikovaný index po vysoko presnej filtrácii jednotky na odstraňovanie laku, čím sa ušetrilo 500 000 RMB na nákladoch na výmenu ropných produktov.
5. Záver
V dôsledku dlhodobých vysokoteplotných, vysokotlakových a vysokorýchlostných prevádzkových podmienok v mazacom systéme veľkých jednotiek sa rýchlosť oxidácie oleja zrýchľuje a index laku sa zvyšuje.Skryté nebezpečenstvo vyhorenia puzdra v tlačnom ložisku zaisťuje dlhodobú stabilnú prevádzku jednotky, čo dokazuje, že vyššie uvedené opatrenia sú účinné.
Čas odoslania: 28. decembra 2022