1. Overzicht
De kraakgascompressor en de drijvende stoomturbine van de 100Kt/a ethyleenproductieafdeling van Bora LyondellBasell Petrochemical Co., Ltd. zijn allemaal uitgerust met apparatuur van het Japanse Mitsubishi Heavy Industries.
De pyrolysegascompressor is een driecilinder vijftraps centrifugaalcompressor met 16 trappen en 6 zuigpoorten en 5 perspoorten.De belangrijkste prestatieparameters zijn als volgt;de nominale snelheid is 4056r/min, het nominale vermogen is 53567 kW, de persdruk van de compressor is 3,908 MPa, de perstemperatuur is 77,5 ° C en het debiet is 474521 kg/u.Het aandrijflager van de stoomturbine van de unit is een druklager van het type Kingsbury met 6 remblokken.Deze lagers zijn uitgerust met 6 groepen smeerolie-inlaten voor smering, en elke groep olie-inlaten heeft 4 olie-inlaten van 3,0 mm en 5 A 1,5 mm olie-inlaatgaten, de axiale speling tussen het druklager en de drukplaat is 0,46-0,56 mm.Gebruik de geforceerde smeermethode van gecentraliseerde olietoevoer bij het smeeroliestation.
Het asdiagram is als volgt:
2, Eenheidsprobleem
Sinds de start van de compressorunit op 5 augustus 2020 fluctueert de temperatuur van het druklager TI31061B van de stoomturbine regelmatig en is geleidelijk gestegen.Vanaf 14 december 2020 om 16:43 uur bereikte de temperatuur van de TI31061B 118°C, wat slechts 2 minuten verwijderd is van de alarmwaarde.℃.
Figuur 1: Trend van de temperatuur van de druklagers van stoomturbines TI31061B
3. Oorzaakanalyse en behandelingsmaatregelen
3.1 Oorzaken van temperatuurschommelingen van het druklager van de stoomturbine TI31061B
Na het controleren en analyseren van de trend van temperatuurschommelingen van het druklager van de stoomturbine TI31061B, en met uitsluiting van de problemen met de weergave van het instrument ter plaatse, processchommelingen, slijtage van de stoomturbineborstels, schommelingen in de snelheid van de apparatuur en de kwaliteit van de onderdelen, zijn de belangrijkste redenen voor de as temperatuurschommelingen zijn:
3.1.1 De smeerolie die in deze compressor wordt gebruikt is SHELL TURBO T32, wat een minerale olie is.Wanneer de temperatuur hoog is, wordt de gebruikte smeerolie geoxideerd en verzamelen de oxidatieproducten zich op het oppervlak van de lagerbus om een vernis te vormen.Minerale smeerolie bestaat voornamelijk uit koolwaterstoffen, die relatief stabiel zijn bij kamertemperatuur en lage temperaturen.Als sommige (zelfs een heel klein aantal) koolwaterstofmoleculen echter oxidatiereacties ondergaan bij hoge temperaturen, zullen andere koolwaterstofmoleculen ook kettingreacties ondergaan, wat kenmerkend is voor koolwaterstofkettingreacties.
3.1.2 Wanneer de smeerolie aan de apparatuur wordt toegevoegd, wordt de werkomstandigheid een toestand van hoge temperatuur en hoge druk, dus dit proces gaat gepaard met de versnelling van de oxidatiereactie.Tijdens de werking van de apparatuur is de door warmtegeleiding gegenereerde warmte relatief groot, omdat het druklager van de turbine zich dicht bij de ultrahogedrukstoom bevindt.Tegelijkertijd is de axiale verplaatsing van de compressor te groot geweest sinds deze werd gestart, en bereikte in één keer 0,49 mm, terwijl de alarmwaarde ± 0,5 mm was.De axiale stuwkracht van de stoomturbinerotor is te groot, zodat de oxidatiesnelheid van dit drukdragende onderdeel twee keer zo hoog kan zijn als de oxidatiesnelheid van andere onderdelen.Bij dit proces zal het oxidatieproduct in een oplosbare toestand voorkomen en zal het oxidatieproduct worden neergeslagen wanneer de verzadigde toestand wordt bereikt.
3.1.3 Oplosbare vernis slaat neer en vormt onoplosbare vernis.Smeerolie vormt een oplosbare vernis in het gebied van hoge temperatuur en hoge druk.Wanneer de olie van het gebied met hoge temperatuur naar het gebied met lage temperatuur stroomt, daalt de temperatuur en neemt de oplosbaarheid af, en worden de vernisdeeltjes gescheiden van de smeerolie en beginnen ze zich af te zetten.
3.1.4 Er treedt vernisafzetting op.Nadat de vernisdeeltjes zijn gevormd, beginnen ze te agglomereren en vormen ze afzettingen die zich bij voorkeur afzetten op hete metaaloppervlakken.Tegelijkertijd is, omdat de temperatuur van het druklager hoog is sinds het begin van de werking, de temperatuur van het lagerkussen hier snel gestegen, terwijl de temperatuur van andere lagers langzaam is veranderd.
3.2 Los het probleem van de temperatuurstijging van het druklager van de stoomturbine TI31061B op
3.2.1 Nadat was vastgesteld dat de temperatuur van het druklager TI31061B langzaam steeg, werd de temperatuur van de smeerolie verlaagd van 40,5 °C naar 38 °C en werd de druk van de smeerolie verhoogd van 0,15 MPa naar 0,176 MPa om de druk te vergemakkelijken de langzame stijging van de temperatuur van de lagerbus.
3.2.2 De stoomturbinerotor heeft 15 waaiertrappen, de eerste 12 trappen van waaiers hebben balansgaten en de laatste 3 trappen zijn niet ontworpen met balansgaten.De door Mitsubishi ontworpen axiale stuwkrachtmarge is te klein, dus pas de stoomturbine-extractie aan om de axiale stuwkracht aan te passen.Zoals weergegeven in figuur 2 1279ZI31001C bedraagt de asverplaatsing van de stoomturbine 0,44 mm.Na overleg met de compressorfabrikant is de asverplaatsing positief, wat betekent dat de rotor naar de compressorzijde verschuift ten opzichte van de oorspronkelijke ontwerprotor. Daarom wordt besloten om de tussentijdse luchtafzuiging te verlagen van 300T/h. Terugbrengen naar 210T/h. verhoog de belasting aan de lagedrukzijde van de stoomturbine, verhoog de stuwkracht aan de hogedrukzijde en verminder de axiale stuwkracht op het druklager, waardoor de stijgende trend van de druklagertemperatuur wordt vertraagd.
Figuur 2 Relatie tussen asverplaatsing van stoomturbine en druklager
3.2.3 Op 23 november 2020 werd het smeeroliemonster van de eenheid naar het testinstituut van Guangzhou Institute of Mechanical Science Co., Ltd. gestuurd voor testen en analyse.De resultaten worden weergegeven in Figuur 3. Uit de analyseresultaten bleek dat de MPC-waarde hoog was, wat het optreden van olie-oxidatie kan bepalen.De lak is een van de redenen voor de hoge temperatuur van het druklager van de stoomturbine TI31061B.Wanneer er een vernis in het smeeroliesysteem aanwezig is, is het oplossen en neerslaan van de vernisdeeltjes in de olie een dynamisch evenwichtssysteem vanwege het beperkte vermogen van de smeerolie om de vernisdeeltjes op te lossen.Wanneer de lak verzadigd is, blijft de lak aan het lager of lagerkussen hangen, waardoor de temperatuur van het lagerkussen gaat fluctueren.Het is een groot verborgen gevaar voor een veilige bedrijfsvoering.
Door onderzoek hebben we voor Kunshan Winsonda gekozen, dat een beter gebruikseffect en een betere marktreputatie heeft, om WVD elektrostatische adsorptie + harsadsorptie te produceren, een samengestelde vernisverwijderingsapparatuur om vernis te verwijderen.
vernis is een product dat wordt gevormd door de afbraak van olie en dat onder bepaalde chemische omstandigheden en temperaturen in opgeloste of gesuspendeerde toestand in de olie voorkomt.Wanneer het slib de oplosbaarheid van de smeerolie overschrijdt, zal het slib neerslaan en een vernis vormen op het oppervlak van het onderdeel.
De oliezuiveraar uit de WVD-II-serie combineert op effectieve wijze elektrostatische adsorptiezuiveringstechnologie en ionenuitwisselingstechnologie, die het oplosbare en onoplosbare slib dat tijdens de normale werking van de stoomturbine wordt gegenereerd, effectief kan verwijderen en voorkomen, zodat de vernis niet kan worden geproduceerd.
Het doel van de oliereinigers uit de WVD-II-serie is het elimineren van de oorzaak van vernisvorming.Deze technologie kan het slibgehalte in korte tijd minimaliseren en het oorspronkelijke smeersysteem met een grote hoeveelheid slib/lak binnen een paar dagen in de optimale bedrijfstoestand herstellen, waardoor het probleem van de langzame temperatuurstijging van de stuwkracht volledig wordt opgelost. lagers veroorzaakt door de lak.
Figuur 3 De test- en analyseresultaten vóór installatie van de vernisverwijderingsunit
Eenmalige schone olie: elektrostatische adsorptie om niet-oplosbaar slib/lak te verwijderen Principe: elektrostatische adsorptietechnologie verwijdert verontreinigende stoffen, de olie werkt in een cirkelvormig elektrostatisch hoogspanningsveld, zodat de vervuilde deeltjes respectievelijk positieve en negatieve ladingen vertonen , en onder invloed van een trapeziumvormig elektrisch veld. Duw de positief en negatief geladen deeltjes om respectievelijk naar de negatieve en positieve elektroden te zwemmen, en de neutrale deeltjes worden samengedrukt en verplaatst door de stroom geladen deeltjes, en uiteindelijk worden alle deeltjes geadsorbeerd op de collector om de verontreinigende stoffen in de olie volledig te verwijderen.
Secundaire schone olie: Adsorptie van ionenwisselaarhars om opgeloste colloïden te verwijderen Principe: De ladingadsorptietechnologie alleen kan de opgeloste vernis niet oplossen, terwijl de ionenhars miljarden polaire plaatsen bevat, die oplosbare vernis en potentiële vernis kunnen absorberen, om ervoor te zorgen dat afbraakproducten dat doen accumuleert niet in de smeerolie en kan de solvabiliteit van de smeerolie verbeteren, zodat het systeem zich in een optimale bedrijfstoestand bevindt.
Figuur 5. Schematisch diagram van secundaire schone olie
3.3 Effect van het verwijderen van vernis
De lakeenheid werd op 14 december 2020 geïnstalleerd en in bedrijf gesteld, en de temperatuur van het druklager van de stoomturbine TI31061B daalde tot ongeveer 92 °C op 19 december 2020 (zoals weergegeven in Figuur 6).
Fig.6 Temperatuurverloop van druklager TI31061B van stoomturbine
Na ruim een maand gebruik van de vernisverwijderingsunit is de kwaliteit van de smeerolie van de unit aanzienlijk verbeterd.Door de detectie en analyse van het Guangyan Research Institute is de lakneigingsindex van olieproducten verlaagd van 10,2 naar 6,2 en is het vervuilingsniveau verlaagd van >12 naar 7. Er is geen verlies van additieven in de smeermiddelen olie (zie Figuur 7 voor de detectie- en analyseresultaten nadat de vernisverwijderingsunit is geïnstalleerd).
AFB.7 Test- en analyseresultaten nadat de unit is geïnstalleerd
4 Economische voordelen gegenereerd
Door de installatie en werking van de vernisverwijderingseenheid wordt het probleem van de langzame temperatuurstijging van het druklager TI31061B van de stoomturbine, veroorzaakt door de vernis, volledig opgelost, en wordt het enorme verlies veroorzaakt door het uitschakelen van de pyrolysegascompressoreenheid vermeden (minstens 3 dagen, het verlies bedraagt minstens 4 miljoen RMB; de vervanging van het druklager van de stoomturbine duurt 1 dag, het verlies is 1 miljoen), en het verlies van reserveonderdelen aan de roterende en afdichtende delen daarna de temperatuur van het druklager neemt langzaam toe (het verlies ligt tussen de 500.000 en 8 miljoen yuan).
De eenheid was gevuld met in totaal 160 vaten olieproducten en de olieproducten bereikten volledig de gekwalificeerde index na de uiterst nauwkeurige filtratie van de vernisverwijderingseenheid, waardoor 500.000 RMB aan vervangingskosten voor olieproducten werd bespaard.
5. Conclusie
Als gevolg van langdurige bedrijfsomstandigheden bij hoge temperaturen, hoge druk en hoge snelheden in het smeersysteem van grote eenheden, wordt de olie-oxidatiesnelheid versneld en wordt de lakindex verhoogd.Het verborgen gevaar van verbranding van struiken in het duwlager zorgt voor een langdurige stabiele werking van de unit, wat bewijst dat bovenstaande maatregelen effectief zijn.
Posttijd: 28 december 2022