Samenvatting: Analyseer de oorzaken van temperatuurschommelingen in de lagerbussen van gasturbinegeneratoren met dubbele brandstof, stel specifieke oplossingen voor, beheers de risicopunten en gebruik preventieve maatregelen.
Overzicht uitrusting
BZ 25-1 / S Olieveld (centrale Bohai Zee) van CNOOC (China) Co., LTD.Tianjin Branch (FPSO) is uitgerust met vier TITAN130 dual-fuel gasturbinegeneratorsets geproduceerd door SOLAR.De turbinegeneratorset omvat een gasturbinemotor, een vertragingsmechanisme, een generator, een bedieningspaneel, een instrumentenpaneel, een gemeenschappelijke basis, een geluidsisolatieafdekking en een hulpsysteem, enz. Wanneer de unit een andere brandstof gebruikt, is de grootte van het draagvermogen ook anders. (Zie Sectie van figuur 1)
Het netto uitgangsvermogen van de turbine is 13500 kW en de snelheid is 11220 tpm, en het uitgangsvermogen van de geconfigureerde generator is 12500 kW onder omgevingsomstandigheden van 40 ℃.De spanning van de generator is 6300 V, 50 Hz, 3 ph, de arbeidsfactor is 0,8 PF;De unit heeft een schuin kussenlager voor het druklager, een lager met een asdiameter en het verloopstuk heeft een planetair tandwiel van klasse 3.Elk lagersmeerpunt maakt gebruik van de geforceerde smeermodus van gecentraliseerde olietoevoer. (Zie Tabel 1,2,3 en 4 voor specifieke technische parameters van de unit)
Vier TITAN130 dual-fuel gasturbinegeneratorsets kunnen het hele olieveld van stroom voorzien, en er zijn vier apparaten voor het terugwinnen van afvalwarmte.De warmtemediumolie wordt verwarmd door het rookgas met hoge temperatuur dat door de turbine wordt gegenereerd.De stabiele en veilige werking van de vier TITAN130 dual-fuel gasturbinegeneratorsets is cruciaal.
Tabel 1: Technische parameters van de gasturbinegeneratorset
| fabrikanten | Sola Corporation, VS (ZONNE) |
| apparaatnummer | FPSO-MA-GTG-001A/B/C/D |
| ISO-vermogen | 13500 kW |
| Eenheidsgrootte | 1414832123948 (mm) (lengte, breedte en hoogte), Exclusief de hoogte van de inlaat/uitlaatpijp |
| Totaal gewicht van de eenheidsslede | 12T |
| Brandstof soorten | Met woede en diesel |
| manier om te installeren | Driepunts GIMBAL-ondersteuning |
Tabel 2: Technische parameters van gasturbine van gasturbinegeneratorset
| fabrikanten | Sola Corporation, VS (ZONNE) |
| model | TITAAN 130 |
| type | Enkelassig / axiale stroming / industrieel type |
| Compressorvorm | type met axiale stroming |
| Compressor-serie | Niveau 14 |
| reductieverhouding | 17:1 |
| Snelheid van de compressor | 11220 tpm |
| Gecomprimeerde gasstroom | 48kg/s(90,6lb/s) |
| Gasturbine serie | Niveau 3 |
| Snelheid van de gasturbine | 11220 tpm |
| Type verbrandingskamer | Type ringbuis |
| Ontstekingsmodus | vonkontsteking |
| Aantal brandstofmondstukken | 21 |
| soort lager | druklager |
| startmodus | Frequentieomzettingsmotor wordt gestart |
Tabel 3: Technische parameters van vertragingstandwielkast van gasturbinegeneratorset
| fabrikanten | ALLEN VERSNELLINGEN |
| type | Planetaire tandwieloverbrenging met hoge snelheid niveau 3 |
| Belangrijkste uitvoersnelheid | 1500 tpm |
Tabel 4: Technische parameters van de hoofdgenerator van de gasturbinegeneratorset
| fabrikanten | Amerikaans Ideal Electric Company |
| model | SAB |
| productienr | 0HF08-L0590;0114L;0120L;0053L |
| vermogen | 12000 kW |
| nominale snelheid | 1500 tpm |
| nominale spanning | 6300 kV |
| frequentie | 50 Hz |
| krachtfactor | 0,8 |
| Fabrieksjaar | 2004 |
Er zijn problemen met het apparaat
In april 2018 werd vastgesteld dat de temperatuur van de lagerbus van vier eenheden fluctueerde en dat sommige temperatuurpunten niet konden terugkeren naar de oorspronkelijke bedrijfswaarde nadat de temperatuur was gestegen.Eén turbineturbinelager (lagerbus) bereikte een temperatuur vanaf 108℃ en vertoonde een stijgende lijn, terwijl de andere drie eenheden ook een stijgende lijn vertoonden.
Oorzaakanalyse en behandelingsmaatregelen
3.1 Reden van temperatuurstijging van de lagerbus
3.1.1 De smeerolie die in deze unit wordt gebruikt is CASTROL PERFECTO X32, wat een minerale olie is.Wanneer de temperatuur hoog is, is de smeerolie gemakkelijk te oxideren en verzamelen de oxidatieproducten zich op het oppervlak van de struik om vernis te vormen.Door de index van de lopende olie van de eenheid te detecteren, blijkt dat de index voor de neiging tot vernis hoog is en dat de vervuilingsgraad ook hoog is (zie Tabel 5).De neigingsindex van vernis is hoog, wat de vorming van hechting en ophoping op de lagerbus kan veroorzaken, waardoor de opening van de oliefilm wordt verkleind, de wrijving toeneemt en leidt tot de slechte warmteafvoer van de lagerbus, de opkomst van axiale temperatuur en de versnelling van de olie-oxidatie.Tegelijkertijd zal de vernis, vanwege de hoge vervuiling in de olie, zich hechten aan andere verontreinigde deeltjes, waardoor het slijpeffect ontstaat en de slijtage van de apparatuur wordt verergerd. (Zie Fig. 3 Stroomschema van smering van de unit)
Tabel 5 Smeerolietest- en analyseresultaten vóór installatie van het lakoliefilter
| De vernisindex | ||||
| datum | 2018/04 | 2018/06 | 2018/07 | 2018/12 |
| hoofdmotor A | 29.5 | 31,5 | 32 | 32,5 |
| hoofdmotor B | 36.3 | 40,5 | 42 | 43 |
| hoofdmotor C | 40,5 | 46,8 | 42,6 | 45 |
| hoofdmotor D | 31.1 | 35 | 35,5 | 36 |
Figuur 2 Trenddiagram van de lakindex vóór zuivering van eenheidsglijlak
Figuur 3 Stroomschema van smering van de unit
Om de oorzaak van de temperatuurstijging van de lagerbus te analyseren, kan het zijn dat de lak wordt geproduceerd in de smeerolie van de eenheid en dat de lak uiteindelijk wordt geconcentreerd op de lagerbus, wat resulteert in temperatuurschommelingen en stijging van de lagerbus.
3.1.2Oorzaken van vernis
* Minerale smeerolie bestaat voornamelijk uit koolwaterstoffen, die relatief stabiel zijn bij kamertemperatuur en lage temperaturen.Maar als bij hoge temperaturen sommige (zelfs als het aantal erg klein is) koolwaterstofmoleculen een oxidatiereactie zullen ondergaan, zullen andere koolwaterstofmoleculen ook de kettingreactie volgen, wat kenmerkend is voor de koolwaterstofkettingreactie;
* Smeerolie vormt een oplosbare vernis in het gebied van hoge temperatuur en hoge druk.Tijdens het proces waarbij de olie van het gebied met hoge temperatuur naar het gebied met lage temperatuur stroomt, leidt de temperatuurdaling tot een afname van de oplosbaarheid en slaan de vernisdeeltjes uit de smeerolie neer en beginnen zich af te zetten;
* Er vindt afzetting van de lak plaats.Na de vorming van vernisdeeltjes begint het sediment te condenseren en het sediment zal bij voorkeur worden afgezet op het hete metaaloppervlak, waardoor de temperatuur van de struik snel stijgt en de olietemperatuur ook langzaam stijgt;
* Temperatuurschommelingen die veroorzaakt kunnen worden door andere omgevingsfactoren of storingsproblemen van het apparaat.
3.2 Maatregelen om het probleem van de temperatuurstijging van de lagerbus op te lossen
3.2.1 Verhoog de smeeroliedruk van 0,23 Mpa naar 0,245 Mpa om de efficiëntie van de smeringswarmteoverdracht te verbeteren en de langzaam stijgende trend van de temperatuur van de lagerbus te verlichten.
3.2.2 Vervang de glijdende oliekoeler met een laag verouderingswarmteoverdrachtsrendement door een nieuwe binnenlandse koeler met directe aandrijving, en de glijdende olietoevoertemperatuur is gedurende lange tijd stabiel van 60 ℃ tot ongeveer 50 ℃.
3.2.3 Werkingsprincipe van elektrostatische adsorptietechnologie —— verwijdering van neergeslagen vernis (zie figuur 4)
Elektrostatische zuivering is het gebruik van een circulair statisch hoogspanningsveld, waardoor de olievervuilingsdeeltjes respectievelijk positieve en negatieve elektrische deeltjes vertonen, positieve en negatieve elektrische deeltjes onder invloed van de negatieve en positieve elektroderichting, neutrale deeltjes die door geladen deeltjes worden samengedrukt, uiteindelijk stromen alle deeltjes adsorptie op de collector, verwijder volledig de verontreinigende stoffen in de olie, met elektrostatische oliedeeltjesstroom, de tank, pijpwand en componenten van de modder op alle onzuiverheden, oxide-erosie-adsorptie uit, de actieve verwijder de lijmmodder van het systeemoppervlak en lijmvuil , speel de rol van reinigingssysteem.
Figuur 4. Schematische weergave van de elektrostatische adsorptietechnologie
3.2.4 Werkingsprincipe van ionenharsadsorptietechnologie —— Verwijder de opgeloste vernis
De ionenuitwisselingshars DICR™ kan oplosbare verontreinigingen in de turbineolie verwijderen, waardoor de MPC-indicatoren afnemen, omdat de meeste turbines oplosbaar zijn tijdens bedrijf en alleen verzadigd deze producten neerslag zullen vormen, elektrostatische apparatuur kan deze bijproducten niet verwijderen in de opgeloste staat.
De combinatie van elektrostatische adsorptie en harstechnologie kan niet alleen de zwevende lak effectief verwijderen, maar ook het opgeloste lakproduct.
Figuur 5 Schematisch diagram van ionenhars-adsorptietechnologie
3.3 Effect van het verwijderen van de lak
Op 14 december 2019 is het lakoliefilter model WVD geïnstalleerd en in bedrijf gesteld.Onder de alomvattende maatregel ter vervanging van de gasturbineoliekoeler op 20 augustus 2020 daalde de temperatuur van het turbinelager (bush) van 108℃ naar ongeveer 90℃ (zie Figuur 6 temperatuurtrend van het achterste zuiveringslager (bush)).De kleur van olie is aanzienlijk verbeterd (Figuur 7 vergelijking van olie voor en na zuivering).Door de analyse en externe testgegevens werd de tendensindex van olievernis verlaagd van 42,4 naar 4,5, het vervuilingsniveau verlaagd van NAS 9 naar 6 en de zuurwaarde-index verlaagd van 0,17 naar 0,07. (Zie Tabel 6 Test- en analyseresultaten van olie na filterfilter)
Figuur 6 Temperatuurverloop gereinigd achterlager (lagerbus)
Tabel 6 Test- en analyseresultaten van olie na filterfilter
| De vernisindex | |||||||
| datum | 20/1 | 20/4 | 20/7 | 20/10 | 21/1 | 21/4 | 21/8 |
| hoofdmotor A | 19.5 | 11.5 | 9.6 | 10 | 7.8 | 8 | 7.6 |
| hoofdmotor B | 16.3 | 13.5 | 11.2 | 12.7 | 8.5 | 8.7 | 8.5 |
| hoofdmotor C | 20.5 | 16.8 | 12.6 | 10.8 | 11.5 | 10.3 | 8.3 |
| hoofdmotor D | 21.1 | 18.3 | 15.5 | 9.5 | 10.4 | 6.7 | 7.8 |
Figuur 7 Vergelijking van olieverf voor en na zuivering
De gegenereerde economische voordelen
Door de installatie en bediening vanWVD vernisverwijderingsunit, effectief de temperatuurstijging van de gasturbine oplossen, vermijd de zware schade veroorzaakt door de lagerschade en het verlies van roterende afdichtingsonderdelen veroorzaakt door reserveonderdelen, verminder het onderhoudslagerverlies met 5 miljoen RMB of hoger, en de coördinatie-onderhoudstijd is lang, geen standby-eenheid op de productielocatie kan ernstige gevolgen hebben voor de veilige en stabiele productie.
De unit moet 20 vaten olie per unit vullen.Na het filteren van de verfverwijderingsfilm bereikt de olie volledig de gekwalificeerde index, waardoor de olievervangingskosten van ongeveer 400.000 RMB worden bespaard.
Conclusie
Vanwege de langdurige hoge temperatuur, hoge druk en hoge snelheid van het smeersysteem van grote eenheden, versnelt de olie-oxidatiesnelheid, neemt de vernisindex toe en neemt het gelatinegehalte toe.De ophoping van zachte onzuiverheden in het grote unitsysteem beïnvloedt de nauwkeurigheid van het snelheidsregelsysteem en de normale werking van de unit, wat gemakkelijk kan leiden tot schommelingen van de unit of zelfs tot ongeplande uitschakeling.De vernislijm die op het oppervlak van de asbus wordt afgezet, zal ook de temperatuur van de asbus verhogen, en de hechting van de lak en vaste deeltjes zal ook de slijtage van de apparatuur verergeren.WVD-lakverwijderingseenheid kan de smeeroliekwaliteit van de eenheid continu verbeteren, de lange cyclus stabiele werking van grote eenheden garanderen, de servicecyclus van smeerolie verlengen, de bedrijfsomgeving van het systeem verbeteren, de aanschafkosten van smeerolie verlagen.
Posttijd: 02-dec-2023