Abstrakt: Analyzovat příčiny kolísání teploty ložiskového pouzdra dvoupalivového plynového turbínového generátoru, navrhnout konkrétní řešení, zvládnout riziková místa a provozní preventivní opatření.
Přehled vybavení
BZ 25-1 / S Ropné pole (centrální Bohai Sea) společnosti CNOOC (Čína) Co., LTD.Pobočka Tianjin (FPSO) je vybavena čtyřmi dvoupalivovými generátory s plynovou turbínou TITAN130 vyráběnými společností SOLAR.Souprava turbogenerátoru obsahuje motor s plynovou turbínou, zpomalovací zařízení, generátor, ovládací panel, přístrojovou desku, společnou základnu, zvukově izolační kryt a pomocný systém atd. Když jednotka používá jiné palivo, liší se i velikost jeho únosnosti.(Viz. Část obrázku 1)
Čistý výstupní výkon turbíny je 13 500 kW a rychlost je 11 220 ot./min. a jmenovitý výstupní výkon nakonfigurovaného generátoru je 12 500 kW při okolních podmínkách 40 °C.Napětí generátoru je 6300 V, 50 Hz, 3 ph, účiník je 0,8 PF;Jednotka má šikmé odpružené ložisko pro axiální ložisko, ložisko o průměru hřídele a reduktor má planetovou převodovku stupně 3.Každé mazací místo ložiska využívá režim nuceného mazání centralizovaného zásobování olejem. (Konkrétní technické parametry jednotky jsou uvedeny v tabulce 1,2,3 a 4)
Čtyři dvoupalivové generátory s plynovou turbínou TITAN130 mohou pohánět celé ropné pole a jsou zde čtyři zařízení na rekuperaci odpadního tepla.Olej tepelného média je ohříván vysokoteplotními spalinami generovanými turbínou.Rozhodující je stabilní a bezpečný provoz čtyř dvoupalivových soustrojí plynových turbín TITAN130.
Tabulka 1: Technické parametry soustrojí plynové turbíny
výrobci | Sola Corporation, USA (SOLAR) |
číslo zařízení | FPSO-MA-GTG-001A/B/C/D |
Výkon ISO | 13500 kW |
Velikost jednotky | 1414832123948 (mm) (délka, šířka a výška), Včetně výšky sacího/výfukového potrubí |
Celková hmotnost saní jednotky | 12T |
Druhy paliva | S hněvem a naftou |
způsob instalace | Tříbodová podpora GIMBAL |
Tabulka 2: Technické parametry plynové turbíny soustrojí plynové turbíny
výrobci | Sola Corporation, USA (SOLAR) |
Modelka | TITAN 130 |
typ | Jednoosý / axiální průtok / průmyslový typ |
Forma kompresoru | typ s axiálním prouděním |
Řada kompresorů | Úroveň 14 |
redukční poměr | 17:1 |
Rychlost kompresoru | 11220 ot./min |
Proud stlačeného plynu | 48 kg/s (90,6 lb/s) |
Série plynových turbín | Úroveň 3 |
Rychlost plynové turbíny | 11220 ot./min |
Typ spalovací komory | Typ prstencové trubky |
Režim zapalování | jiskrové zapalování |
Číslo palivové trysky | 21 |
typ ložiska | axiální ložisko |
startovací režim | Spustí se motor frekvenčního měniče |
Tabulka 3: Technické parametry zpomalovací převodovky soustrojí plynové turbíny
výrobci | ALLEN GEARS |
typ | Vysokorychlostní planetová převodovka úrovně 3 |
Hlavní výstupní rychlost | 1500 ot./min |
Tabulka 4: Technické parametry hlavního generátoru soustrojí plynové turbíny
výrobci | US Ideal Electric Company |
Modelka | SAB |
výrobní č | 0HF08-L0590;0114L;0120L;0053L |
jmenovitý výkon | 12 000 kW |
jmenovitá rychlost | 1500 ot./min |
jmenovité napětí | 6300 kV |
frekvence | 50 Hz |
faktor síly | 0,8 |
Rok výroby | 2004 |
Existují problémy s jednotkou
V dubnu 2018 bylo zjištěno, že teplota ložiskového pouzdra čtyř jednotek kolísala a některé teplotní body se po zvýšení teploty nemohly vrátit na původní provozní hodnotu.Jedno ložisko turbíny turbíny (ložiskové pouzdro) dosáhlo teploty od 108℃ a vykazovalo vzestupný trend, zatímco další tři bloky rovněž vykazovaly vzestupný trend.
Analýza příčin a opatření k léčbě
3.1 důvod zvýšení teploty ložiskového pouzdra
3.1.1 Mazací olej používaný v této jednotce je CASTROL PERFECTO X32, což je minerální olej.Když je teplota vysoká, mazací olej snadno oxiduje a oxidační produkty se shromažďují na povrchu keře a vytvářejí lak.Zjištěním indexu provozního oleje jednotky se zjistí, že index tendence k lakování je vysoký a stupeň znečištění je také vysoký (viz tabulka 5).Tendenční index laku je vysoký, což může způsobit tvorbu uchycení a hromadění na ložiskovém pouzdru, čímž se zmenšuje mezera olejového filmu, zvyšuje se tření a vede ke špatnému odvodu tepla ložiskového pouzdra, vzestupu axiálního teplota a zrychlení oxidace oleje.Zároveň díky vysokému znečištění oleje přilne lak k dalším kontaminovaným částicím, čímž se vytvoří brusný efekt a zhorší se opotřebení zařízení. (Viz obr. 3 Vývojový diagram mazání jednotky)
Tabulka 5 Výsledky testu a analýzy mazacího oleje před instalací filtru lakového oleje
Index laku | ||||
datum | 2018.04 | 2018.06 | 2018.07 | 2018.12 |
hlavní motor A | 29.5 | 31.5 | 32 | 32.5 |
hlavní motor B | 36.3 | 40,5 | 42 | 43 |
hlavní motor C | 40,5 | 46,8 | 42.6 | 45 |
hlavní motor D | 31.1 | 35 | 35.5 | 36 |
Obrázek 2 Trendový diagram indexu laku před čištěním jednotkového kluzného laku
Obrázek 3 Vývojový diagram mazání jednotky
Pro analýzu příčiny nárůstu teploty ložiskového pouzdra se může stát, že lak vzniká v mazacím oleji jednotky a lak se nakonec koncentruje na ložiskovém pouzdru, což má za následek kolísání teploty a vzestup ložiskového pouzdra.
3.1.2Příčiny laku
* Minerální mazací olej se skládá hlavně z uhlovodíků, které jsou relativně stabilní při pokojové teplotě a nízké teplotě.Pokud však v případě vysoké teploty některé (i když je počet velmi malý) molekuly uhlovodíků podstoupí oxidační reakci, další molekuly uhlovodíků budou také následovat řetězovou reakci, což je charakteristika uhlovodíkové řetězové reakce;
* Mazací olej tvoří rozpustný lak v oblasti vysokých teplot a vysokého tlaku.V procesu toku oleje z oblasti s vysokou teplotou do oblasti s nízkou teplotou vede pokles teploty ke snížení rozpustnosti a částice laku se vysrážejí z mazacího oleje a začnou se ukládat;
* Dochází k usazování laku.Po vytvoření částic laku začne sediment kondenzovat a tvoří se sediment bude přednostně usazen na horkém kovovém povrchu, což má za následek rychlý nárůst teploty keře, zpětná teplota oleje bude také pomalu stoupat;
* Kolísání teploty, které může být způsobeno jinými faktory prostředí nebo poruchami jednotky.
3.2 Opatření k vyřešení problému zvýšení teploty ložiskového pouzdra
3.2.1 Zvyšte tlak mazacího oleje z 0,23 Mpa na 0,245 Mpa, aby se zlepšila účinnost přenosu tepla při mazání a zmírnil se pomalu rostoucí trend teploty ložiskového pouzdra.
3.2.2 Vyměňte kluzný chladič oleje s nízkou účinností přenosu tepla při stárnutí za nový domácí chladič s přímým pohonem a teplota přívodu kluzného oleje je po dlouhou dobu stabilní od 60 °C do přibližně 50 °C.
3.2.3 Princip technologie elektrostatické adsorpce —— odstranění vysráženého laku (viz obrázek 4)
Elektrostatické čištění je použití kruhového vysokonapěťového statického pole, které způsobuje, že částice znečištění oleje vykazují kladné a záporné elektrické částice, kladné a záporné elektrické částice působením záporného a kladného směru elektrody, neutrální částice stlačené proudem nabitých částic, nakonec všechny částice adsorpce na kolektoru, úplné odstranění škodlivin v oleji, s elektrostatickým prouděním olejových částic, nádrží, stěnou potrubí a složkami bahna na všech nečistotách, oxidová eroze adsorpce ven, aktivním odstraněním systému povrchové lepidlo bahna a adhezivní nečistoty , hrají roli čisticího systému.
Obrázek 4. Schematické znázornění technologie elektrostatické adsorpce
3.2.4 Princip technologie adsorpce iontové pryskyřice —— Odstraňte rozpuštěný lak
Iontoměničová pryskyřice DICR™ dokáže odstranit rozpustné kontaminanty v turbínovém oleji a zajistit tak snížení MPC indikátorů, protože většina turbín je během provozu rozpustná a pouze nasycené tyto produkty vytvoří sraženiny, elektrostatické zařízení nemůže tyto vedlejší produkty odstranit v rozpuštěný stav.
Kombinace elektrostatické adsorpce a pryskyřičné technologie dokáže nejen účinně odstranit suspendovaný lak, ale také odstranit rozpuštěný lak.
Obrázek 5 Schematický diagram technologie adsorpce iontové pryskyřice
3.3 Účinek odstranění laku
Dne 14. prosince 2019 byl nainstalován a zprovozněn filtr lakového oleje modelu WVD.V rámci komplexního opatření výměny olejového chladiče plynové turbíny dne 20. srpna 2020 se teplota ložiska turbíny (pouzdra) snížila ze 108 ℃ na přibližně 90 ℃ (viz obr. 6 teplotní trend zadního čistícího ložiska (pouzdra)).Barva oleje se výrazně zlepšila (obrázek 7 srovnání oleje před a po čištění).Prostřednictvím analýzy a údajů z externích testů byl index tendence olejového laku snížen ze 42,4 na 4,5, úroveň znečištění byla snížena z NAS 9 na 6 a index hodnoty kyselosti byl snížen z 0,17 na 0,07. (Viz Tabulka 6 Test a výsledky analýzy oleje za filtrem)
Obrázek 6 Trend teploty vyčištěného zadního ložiska (ložiskové pouzdro)
Tabulka 6 Výsledky testů a analýz oleje za filtrem
Index laku | |||||||
datum | 20/1 | 20/4 | 20/7 | 20/10 | 21/1 | 21/4 | 21/8 |
hlavní motor A | 19.5 | 11.5 | 9.6 | 10 | 7.8 | 8 | 7.6 |
hlavní motor B | 16.3 | 13.5 | 11.2 | 12.7 | 8.5 | 8.7 | 8.5 |
hlavní motor C | 20.5 | 16.8 | 12.6 | 10.8 | 11.5 | 10.3 | 8.3 |
hlavní motor D | 21.1 | 18.3 | 15.5 | 9.5 | 10.4 | 6.7 | 7.8 |
Obrázek 7 Porovnání barvy oleje před a po čištění
Vygenerované ekonomické výhody
Prostřednictvím instalace a provozuJednotka na odstraňování laku WVD, efektivně vyřešit nárůst teploty axiálního ložiska u plynové turbíny, vyhnout se těžkému poškození způsobenému poškozením ložiska a ztrátou rotujících těsnících dílů způsobenou náhradními díly, snížit ztrátu ložisek údržby o 5 milionů RMB výše a doba koordinační údržby je dlouhá, žádná záložní jednotka na místě výroby, může mít vážný dopad na bezpečnou a stabilní výrobu.
Jednotka potřebuje naplnit 20 barelů oleje na jednotku.Po filtraci filmu na odstranění barvy olej plně dosáhne kvalifikovaného indexu, čímž se ušetří náklady na výměnu oleje ve výši asi 400 000 RMB.
Závěr
Vlivem dlouhodobě vysoké teploty, vysokého tlaku a vysoké rychlosti mazacího systému velké jednotky se zrychluje rychlost oxidace oleje, zvyšuje se index laku a zvyšuje se obsah želatiny.Hromadění měkkých nečistot v systému velkých jednotek ovlivňuje přesnost systému regulace otáček a normální provoz jednotky, což může snadno vést k výkyvům jednotky nebo dokonce k neplánovanému odstavení.Lepidlo laku usazené na povrchu pouzdra hřídele také způsobí zvýšení teploty pouzdra hřídele a přilnavost laku a pevných částic také zhorší opotřebení zařízení.Jednotka na odstraňování laku WVD může neustále zlepšovat kvalitu mazacího oleje jednotky, zajistit dlouhodobý stabilní provoz velkých jednotek, prodloužit servisní cyklus mazacího oleje, zlepšit provozní prostředí systému, snížit pořizovací náklady mazacího oleje.
Čas odeslání: prosinec-02-2023