Kagawaran ng Pamamahala ng Kagamitan, Sinopec Yizheng Chemical Fiber Co., Ltd. 211900
Abstract: Sinusuri ng papel na ito ang mga abnormal na sanhi ng malalaking turbo expander unit, naglalagay ng isang serye ng mga hakbang upang malutas ang mga problema, at naiintindihan ang mga punto ng panganib at preventive measures ng operasyon .Sa pamamagitan ng paggamit ng teknolohiya sa pag-alis ng barnis, ang mga potensyal na nakatagong panganib ay naaalis at ang tunay na kaligtasan ng yunit ay natiyak.
1.pangkahalatang ideya
Ang air compressor unit ng 60 t/a PTA plant ng Yizheng Chemical Fiber Co., Ltd. ay nilagyan ng kagamitan mula sa Germany MAN Turbo.Ang unit ay isang three-in-one unit, kung saan ang air compressor unit ay isang multi-shaft five-stage turbine unit, ang condensing steam turbine ay ginagamit bilang pangunahing makina sa pagmamaneho ng air compressor unit, at ang turbo expander ay ginamit bilang air compressor unit.Auxiliary drive machine.Ang turbo expander ay gumagamit ng mataas at mababang dalawang yugto ng pagpapalawak, bawat isa ay may suction port at isang exhaust port, at ang impeller ay gumagamit ng isang three-way na impeller (tingnan ang Figure 1)
Figure 1 Sectional view ng expansion unit (kaliwa: high pressure side; kanan: low pressure side)
Ang pangunahing mga parameter ng pagganap ng turbo expander ay ang mga sumusunod:
Ang high-pressure side speed ay 16583 r/min, at ang low-pressure side speed ay 9045 r/min;ang na-rate na kabuuang kapangyarihan ng expander ay 7990 KW, at ang daloy ng rate ay 12700-150450-kg/h;ang inlet pressure ay 1.3Mpa, at ang exhaust pressure ay 0.003Mpa.Ang intake temperature ng high-pressure side ay 175°C, at ang exhaust temperature ay 80°C;ang intake temperature ng low-pressure side ay 175°C, at ang exhaust temperature ay 45°C;isang set ng tilting pad ang ginagamit sa magkabilang dulo ng high-pressure at low-pressure side gear shafts Bearings, bawat isa ay may 5 pad, ang oil inlet pipeline ay maaaring pumasok sa langis sa dalawang paraan, at ang bawat bearing ay may isang oil inlet hole, sa pamamagitan ng 3 grupo ng 15 oil injection nozzles, ang diameter ng oil inlet nozzle ay 1.8mm, May 9 na oil return hole para sa bearing, at sa ilalim ng normal na mga pangyayari, 5 port at 4 na bloke ang ginagamit.Ang tatlong-sa-isang yunit na ito ay gumagamit ng sapilitang paraan ng pagpapadulas ng sentralisadong suplay ng langis mula sa istasyon ng langis na pampadulas.
2. Mga problema sa crew
Noong 2018, upang matugunan ang mga kinakailangan sa paglabas ng VOC, isang bagong yunit ng VOC ang idinagdag sa aparato upang gamutin ang tail gas ng oxidation reactor, at ang ginagamot na tail gas ay itinurok pa rin sa expander.Dahil ang bromide salt sa orihinal na tail gas ay na-oxidized sa mataas na temperatura, mayroong mga bromide ions.Upang maiwasan ang pag-condensate at paghihiwalay ng mga bromide ions kapag lumawak at gumana ang tail gas sa expander, magdudulot ito ng pitting corrosion sa expander at kasunod na kagamitan.Samakatuwid, kinakailangan upang madagdagan ang yunit ng pagpapalawak.Temperatura ng paggamit at temperatura ng tambutso sa gilid ng mataas na presyon at gilid ng mababang presyon (tingnan ang Talahanayan 1).
Talahanayan 1 Listahan ng mga operating temperature sa pasukan at labasan ng expander bago at pagkatapos ng pagbabago ng VOC
| HINDI. | Pagbabago ng parameter | Pagbabago ng dating | Pagkatapos ng pagbabago |
| 1 | Mataas na presyon ng side intake na temperatura ng hangin | 175 °C | 190 °C |
| 2 | Mataas na presyon sa gilid na temperatura ng tambutso | 80 ℃ | 85 °C |
| 3 | Mababang presyon ng side intake na temperatura ng hangin | 175 °C | 195 °C |
| 4 | Mababang presyon sa gilid ng temperatura ng tambutso | 45 °C | 65 °C |
Bago ang pagbabagong-anyo ng VOC, ang temperatura ng non-impeller side bearing sa low pressure end ay naging stable sa humigit-kumulang 80°C (ang alarm temperature ng bearing dito ay 110°C, at ang mataas na temperatura ay 120°C).Matapos simulan ang pagbabagong-anyo ng VOC noong Enero 6, 2019, ang temperatura ng non-impeller side bearing sa mababang presyon na dulo ng expander ay dahan-dahang tumaas, at ang pinakamataas na temperatura ay malapit sa pinakamataas na naiulat na temperatura na 120°C, ngunit ang Ang mga parameter ng vibration ay hindi nagbago nang malaki sa panahong ito (tingnan ang Larawan 2).
Fig. 2 Diagram ng expander flow rate at non-drive side shaft vibration at temperatura
1 – flow line 2 – non-drive end line 3 – non-drive shaft vibration line
3. Pagsusuri ng sanhi at paraan ng paggamot
Matapos suriin at pag-aralan ang takbo ng pagbabagu-bago ng temperatura ng mga bearings ng steam turbine, at alisin ang mga problema sa pagpapakita ng instrumento sa site, pagbabagu-bago ng proseso, static na paghahatid ng pagkasuot ng brush ng steam turbine, pagbabagu-bago ng bilis ng kagamitan, at kalidad ng mga bahagi, ang mga pangunahing dahilan para sa pagbabagu-bago ng temperatura ng tindig. ay:
3.1 Mga dahilan para sa pagtaas ng temperatura ng non-impeller side bearing sa mababang pressure na dulo ng expander
3.1.1 Nalaman ng inspeksyon ng disassembly na ang distansya sa pagitan ng bearing at ng shaft at ang meshing clearance ng mga ngipin ng gear ay normal.Maliban sa pinaghihinalaang barnis sa non-impeller side bearing surface sa low pressure end ng expander (tingnan ang Figure 3), walang nakitang abnormalidad sa ibang mga bearings.
Figure 3 Pisikal na larawan ng non-drive end bearing at kinematic na pares ng expander
3.1.2 Dahil ang lubricating oil ay pinalitan ng wala pang isang taon, ang kalidad ng langis ay nakapasa sa pagsubok bago magmaneho.Upang maalis ang mga pagdududa, ipinadala ng kumpanya ang lubricating oil sa isang propesyonal na kumpanya para sa pagsubok at pagsusuri.Kinukumpirma ng propesyonal na kumpanya na ang attachment sa ibabaw ng tindig ay isang maagang barnis, MPC ( varnish propensity index ) (tingnan ang Figure 4)
Figure 4 Ulat ng pagsusuri sa teknolohiya ng pagsubaybay sa langis na inisyu ng propesyonal na teknolohiya ng pagmamanman ng langis
3.1.3 Ang lubricating oil na ginagamit sa expander ay Shell Turbo No. 46 turbine oil (mineral oil).Kapag ang mineral na langis ay nasa mataas na temperatura, ang lubricating oil ay na-oxidized, at ang mga produkto ng oksihenasyon ay nagtitipon sa ibabaw ng bearing bush upang bumuo ng isang barnisan.Ang mineral na lubricating oil ay pangunahing binubuo ng mga hydrocarbon substance, na medyo matatag sa temperatura ng kuwarto at mababang temperatura.Gayunpaman, kung ang ilan (kahit isang napakaliit na bilang) ng mga molekula ng hydrocarbon ay sumasailalim sa mga reaksyon ng oksihenasyon sa mataas na temperatura, ang iba pang mga molekula ng hydrocarbon ay sasailalim din sa mga reaksyon ng kadena, na isang katangian ng mga reaksyon ng kadena ng hydrocarbon.
3.1.4 Ang mga technician ng kagamitan ay nagsagawa ng mga pagsisiyasat sa paligid ng suporta ng katawan ng kagamitan, ang malamig na stress ng mga pipeline ng pumapasok at labasan, ang pagtuklas ng pagtagas ng sistema ng langis, at ang integridad ng probe ng temperatura.At pinalitan ang isang hanay ng mga bearings sa non-drive na dulo ng low-pressure na bahagi ng expander, ngunit pagkatapos ng pagmamaneho ng isang buwan, ang temperatura ay umabot pa rin sa 110 ℃, at pagkatapos ay nagkaroon ng malalaking pagbabago sa vibration at temperatura.Ilang mga pagsasaayos ang ginawa upang mapalapit sa mga kondisyon ng pre-retrofit, ngunit halos walang epekto (tingnan ang Larawan 5).
Figure 5 Trend chart ng mga kaugnay na indicator mula Pebrero 13 hanggang Marso 29
ang MAN Turbo manufacturer, sa ilalim ng kasalukuyang mga kondisyon ng pagtatrabaho ng expander, kung ang intake air volume ay stable sa 120 t/h , ang output power ay 8000kw, na medyo malapit sa orihinal na disenyo ng output power na 7990kw sa ilalim ng normal na kondisyon ng pagtatrabaho;Kapag ang dami ng hangin ay 1 30 t/h, ang output power ay 8680kw;kung ang intake air volume ay 1 46 t/h , ang output power ay 9660kw.Dahil ang gawaing ginawa ng low-pressure side ay nagkakahalaga ng dalawang-katlo ng expander, ang low-pressure na bahagi ng expander ay maaaring ma-overload.Kapag ang temperatura ay lumampas sa 110 °C, ang halaga ng panginginig ng boses ay nagbabago nang husto, na nagpapahiwatig na ang bagong nabuo na barnis sa ibabaw ng baras at ang bearing bush ay scratched sa panahong ito (tingnan ang Figure 6).
Figure 6 Power balance table ng expansion unit
3.2Pagsusuri ng Mekanismo ng mga Umiiral na Problema
3.2.1 Gaya ng ipinapakita sa Figure 7, makikita na ang kasamang anggulo sa pagitan ng bahagyang direksyon ng vibration ng fulcrum ng tile block at ang horizontal coordinate line sa coordinate system ay β , ang swing angle ng tile block ay φ , at ang tilting pad bearing system na binubuo ng 5 tile, kapag ang tile Kapag ang pad ay sumailalim sa oil film pressure, dahil ang fulcrum ng pad ay hindi isang ganap na matibay na katawan, ang posisyon ng fulcrum ng pad pagkatapos ng compression deformation ay gumawa ng isang maliit na displacement sa kahabaan ng geometric na direksyon ng preload dahil sa higpit ng fulcrum, sa gayon ay nagbabago ang bearing clearance at kapal ng oil film [1] .
Fig.7 Coordinate system ng single pad ng tilting pad bearing
3.2.2 Makikita mula sa Figure 1 na ang rotor ay isang cantilever beam structure, at ang impeller ay ang pangunahing bahagi ng trabaho.Dahil ang impeller side ay ang driving side, kapag ang gas ay lumawak upang gumana, ang umiikot na shaft sa impeller side ay nasa perpektong estado sa bearing bush dahil sa epekto ng gas damping, at ang oil gap ay nananatiling normal.Sa proseso ng meshing at pagpapadala ng metalikang kuwintas sa pagitan ng malalaki at maliliit na gear, na ito ang fulcrum, ang radial free na paggalaw ng non-impeller side shaft ay magiging limitado sa ilalim ng overload na mga kondisyon, at ang lubricating film pressure nito ay mas mataas kaysa sa iba bearings, ginagawa itong lubricated Ang film stiffness ay tumataas, ang oil film renewal rate ay bumababa, at ang frictional heat ay tumataas, na nagreresulta sa isang barnisan.
3.2.3 Ang barnis sa langis ay pangunahing ginawa sa tatlong anyo: oksihenasyon ng langis, "micro-combustion" ng langis, at lokal na paglabas ng mataas na temperatura.Ang barnis ay dapat na sanhi ng "micro-combustion" ng langis.Ang mekanismo ay ang mga sumusunod: isang tiyak na dami ng hangin (karaniwan ay mas mababa sa 8%) ay matutunaw sa lubricating oil.Kapag nalampasan ang limitasyon ng solubility, ang hangin na pumapasok sa langis ay iiral sa langis sa anyo ng mga nasuspinde na bula.Matapos makapasok sa bearing, ang mataas na presyon ay nagiging sanhi ng mga bula na ito na sumailalim sa mabilis na adiabatic compression, at ang temperatura ng likido ay mabilis na tumataas upang maging sanhi ng adiabatic na "micro-combustion" ng langis, na nagreresulta sa napakaliit na laki ng mga hindi matutunaw.Ang mga insoluble na ito ay polar at may posibilidad na sumunod sa mga metal na ibabaw upang bumuo ng mga barnis.Kung mas malaki ang presyon, mas mababa ang solubility ng hindi matutunaw na bagay, at mas madali itong mag-precipitate at manirahan upang bumuo ng isang barnisan.
3.2.4 Sa pagbuo ng barnisan, ang kapal ng oil film sa di-libreng estado ay inookupahan ng barnis, at sa parehong oras ang bilis ng pag-renew ng oil film ay bumababa, at ang temperatura ay unti-unting tumataas, na tumataas. ang alitan sa pagitan ng ibabaw ng bearing bush at ng baras, at ang idineposito na barnis ay nagdudulot ng mahinang pagwawaldas ng init at pagtaas ng temperatura ng langis na humahantong sa mataas na temperatura ng bearing bush .Sa huli, ang journal ay kuskusin laban sa barnisan, na kung saan ay ipinahayag sa marahas na pagbabagu-bago sa shaft vibration.
3.2.5 Bagaman hindi mataas ang halaga ng MPC ng langis ng expander, kapag may barnis sa sistema ng langis ng lubricating, ang pagkatunaw at pag-ulan ng mga particle ng barnis sa langis ay limitado dahil sa limitadong kakayahan ng lubricating oil na matunaw. ang mga particle ng barnisan.Ito ay isang dynamic na sistema ng balanse.Kapag umabot na ito sa isang saturated state, ang barnis ay magsabit sa bearing o bearing pad, na nagiging sanhi ng pagbabagu-bago ng temperatura ng bearing pad, na isang malaking nakatagong panganib na nakakaapekto sa ligtas na operasyon.Ngunit dahil nakadikit ito sa bearing pad, isa ito sa mga dahilan ng pagtaas ng temperatura ng bearing pad.
4 Mga Panukala at Pagtutol
Ang pag-alis ng akumulasyon ng barnis sa tindig ay maaaring matiyak na ang tindig ng yunit ay tumatakbo sa isang kinokontrol na temperatura.Sa pamamagitan ng pananaliksik at komunikasyon sa maraming mga tagagawa ng kagamitan sa pag-alis ng barnis, pinili namin ang Kunshan Winsonda, na may mahusay na epekto sa paggamit at reputasyon sa merkado, upang makagawa ng WVD-II electrostatic adsorption + resin adsorption, na isang compound varnish removal equipment para magtanggal ng pintura.lamad.
Ang mga oil purifier ng serye ng WVD-II ay epektibong pinagsama ang electrostatic adsorption purification technology at ion exchange technology, nilulutas ang dissolved varnish sa pamamagitan ng resin adsorption, at nilulutas ang precipitated varnish sa pamamagitan ng electrostatic adsorption.Maaaring i-minimize ng teknolohiyang ito ang nilalaman ng putik sa maikling panahon , Sa maikling panahon ng ilang araw, ang orihinal na sistema ng pagpapadulas na naglalaman ng malaking halaga ng putik/barnis ay maaaring maibalik sa pinakamahusay na estado ng pagpapatakbo, at ang problema ng mabagal na pagtaas sa Ang temperatura ng thrust bearing na dulot ng barnis ay maaaring malutas.Mabisa nitong maalis at maiwasan ang natutunaw at hindi natutunaw na putik ng langis na nabuo sa panahon ng normal na operasyon ng steam turbine.
Ang mga pangunahing prinsipyo nito ay ang mga sumusunod:
4.1 Ion exchange resin upang alisin ang natunaw na barnis
Ion exchange resin ay pangunahing binubuo ng dalawang bahagi: polymer skeleton at ion exchange group.Ang prinsipyo ng adsorption ay ipinapakita sa Figure 8,
Figure 8 Prinsipyo ng ion-interaction resin adsorption
Ang pangkat ng palitan ay nahahati sa isang nakapirming bahagi at isang naililipat na bahagi.Ang nakapirming bahagi ay nakatali sa polymer matrix at hindi malayang gumagalaw, at nagiging isang nakapirming ion;ang movable part at ang fixed part ay pinagsama ng ionic bonds para maging exchangeable ion.Ang mga fixed ions at ang mga mobile ions ay may magkasalungat na singil ayon sa pagkakabanggit.Sa bearing bush, ang mobile na bahagi ay nabubulok sa malayang gumagalaw na mga ions, na nakikipagpalitan sa iba pang mga degradation na produkto na may parehong singil, upang sila ay pagsamahin sa mga nakapirming ions at matatag na na-adsorbed sa exchange base.Sa grupo, ito ay kinuha ang layo ng langis, dissolved barnis inalis sa pamamagitan ng ion exchange resin adsorption.
4.2 Electrostatic adsorption na teknolohiya upang alisin ang nasuspinde na barnis
Ang teknolohiyang electrostatic adsorption ay pangunahing gumagamit ng high-voltage generator para makabuo ng high-voltage electrostatic field para i-polarize ang mga maruming particle sa langis upang magpakita ng mga positibo at negatibong singil ayon sa pagkakabanggit.Ang mga neutral na particle ay pinipiga at ginagalaw ng mga sisingilin na mga particle, at sa wakas ang lahat ng mga particle ay na-adsorbed at nakakabit sa kolektor (tingnan ang Larawan 9).
Figure 8 Prinsipyo ng teknolohiya ng electrostatic adsorption
Maaaring alisin ng teknolohiyang electrostatic oil cleaning ang lahat ng hindi matutunaw na pollutant, kabilang ang mga particulate impurities at suspendidong barnis na ginawa ng pagkasira ng langis .Gayunpaman, ang mga tradisyonal na elemento ng filter ay maaari lamang mag-alis ng malalaking particle na may kaukulang katumpakan , at mahirap tanggalin ang submicron antas suspendido barnisan.
Ang sistemang ito ay maaaring ganap na malutas ang barnis na namuo at idineposito sa bearing pad, sa gayon ay ganap na malulutas ang impluwensya ng temperatura ng bearing pad at mga pagbabago sa vibration na dulot ng barnis, upang ang yunit ay maaaring tumakbo nang matatag sa mahabang panahon .
5 Konklusyon
Ang WSD WVD-II varnish removal unit ay ginamit, sa pamamagitan ng dalawang taon na pagmamasid sa operasyon, ang temperatura ng bearing ay palaging pinananatili sa paligid ng 90°C, at ang yunit ay nanatili sa normal na operasyon.May nakitang varnish film (tingnan ang Figure 10).
Ang pisikal na larawan ng bearing disassembly pagkatapos i-install ang varnish removal
kagamitan
mga sanggunian:
[1] Liu Siyong, Xiao Zhonghui, Yan Zhiyong, at Chen Zhujie .Numerical simulation at eksperimental na pananaliksik sa mga dynamic na katangian ng pivot elastic at damping tilting pad bearings [J].Chinese Journal of Mechanical Engineering, Oktubre 2014, 50(19):88.
Oras ng post: Dis-13-2022