Equipment Management Department, Sinopec Yizheng Chemical Fiber Co., Ltd. 211900
Abstrakt: Dette papir analyserer de unormale årsager til store turbo-udvidelsesenheder, fremsætter en række foranstaltninger til at løse problemerne og forstår risikopunkterne og forebyggende foranstaltninger ved drift.Ved anvendelse af lakfjernelsesteknologi elimineres potentielle skjulte farer, og enhedens iboende sikkerhed sikres.
1. overblik
Luftkompressorenheden på 60 t/a PTA-anlægget i Yizheng Chemical Fiber Co., Ltd. er udstyret med udstyr fra Tyskland MAN Turbo.Enheden er en tre-i-en enhed, hvor luftkompressorenheden er en flerakslet fem-trins turbinenhed, den kondenserende dampturbine bruges som hoveddrivmaskinen for luftkompressorenheden, og turbo-ekspanderen er bruges som luftkompressorenhed.Hjælpedrev maskine.Turbo-ekspanderen anvender høj og lav to-trins ekspansion, hver har en sugeport og en udstødningsport, og pumpehjulet anvender et tre-vejs pumpehjul (se figur 1)
Figur 1 Snitbillede af ekspansionsenheden (venstre: højtryksside; højre: lavtryksside)
De vigtigste præstationsparametre for turbo-expanderen er som følger:
Højtryks-sidehastigheden er 16583 r/min, og lavtryks-sidehastigheden er 9045 r/min;ekspanderens nominelle samlede effekt er 7990 KW, og strømningshastigheden er 12700-150450 kg/t;indgangstrykket er 1,3Mpa, og udstødningstrykket er 0,003Mpa.Indsugningstemperaturen på højtrykssiden er 175°C, og udstødningstemperaturen er 80°C;indsugningstemperaturen på lavtrykssiden er 175°C, og udstødningstemperaturen er 45°C;der bruges et sæt vippepuder i begge ender af højtryks- og lavtryks-sidegearakslerne Lejer, hver med 5 puder, olieindløbsrørledningen kan komme ind i olie på to måder, og hvert leje har et olieindløbshul, gennem 3 grupper af 15 olieindsprøjtningsdyser, diameteren af olieindløbsdysen er 1,8 mm, Der er 9 oliereturhuller til lejet, og under normale omstændigheder bruges 5 porte og 4 blokke.Denne tre-i-en enhed anvender den tvungne smøremetode med centraliseret olieforsyning fra smøreoliestationen.
2. Problemer med besætningen
For at opfylde VOC-emissionskravene blev der i 2018 tilføjet en ny VOC-enhed til enheden for at behandle oxidationsreaktorens restgassen, og den behandlede restgas blev stadig sprøjtet ind i ekspanderen.Fordi bromidsaltet i den oprindelige restgas oxideres ved høj temperatur, er der bromidioner.For at forhindre bromidionerne i at kondensere og udskilles, når restgassen udvider sig og arbejder i ekspanderen, vil det forårsage grubetæring på ekspanderen og efterfølgende udstyr.Derfor er det nødvendigt at øge udvidelsesenheden.Indsugningstemperatur og udstødningstemperatur på højtrykssiden og lavtrykssiden (se tabel 1).
Tabel 1 Liste over driftstemperaturer ved ekspanderens ind- og udløb før og efter VOC-transformation
| INGEN. | Ændring af parameter | Forvandling af førstnævnte | Efter transformation |
| 1 | Højtrykstemperatur for indsugningsluft | 175 °C | 190 °C |
| 2 | Højtryks udstødningstemperatur | 80 ℃ | 85 °C |
| 3 | Indsugningslufttemperatur på lavtrykssiden | 175 °C | 195 °C |
| 4 | Udstødningstemperatur på lavtrykssiden | 45 °C | 65 °C |
Før VOC-transformationen har temperaturen af lejets sideleje uden pumpehjul i lavtryksenden været stabil på omkring 80°C (lejets alarmtemperatur er her 110°C, og den høje temperatur er 120°C).Efter at VOC-transformationen blev påbegyndt den 6. januar 2019, steg temperaturen på ikke-løbehjulets sideleje ved lavtryksenden af ekspanderen langsomt, og den højeste temperatur var tæt på den højeste rapporterede temperatur på 120°C, men vibrationsparametrene ændrede sig ikke væsentligt i denne periode (se figur 2).
Fig. 2 Diagram over ekspanderens flowhastighed og ikke-drevne sideakselvibrationer og temperatur
1 – flowledning 2 – ikke-drevet endeledning 3 – ikke-dreven aksel vibrationslinje
3. Årsagsanalyse og behandlingsmetode
Efter at have kontrolleret og analyseret temperaturudsvingstendensen for dampturbinelejer og eliminering af problemerne med instrumentdisplay på stedet, procesudsving, statisk transmission af dampturbinebørsteslid, udstyrshastighedsudsving og delekvalitet, er hovedårsagerne til lejetemperatursvingninger er:
3.1 Årsager til temperaturstigningen af ikke-løbehjulets sideleje ved lavtryksenden af ekspanderen
3.1.1 Demonteringsinspektionen viste, at afstanden mellem lejet og akslen og indgrebsafstanden mellem tandhjulstænderne var normal.Bortset fra den mistænkte lak på lejefladen på ikke-løbehjulssiden ved lavtryksenden af ekspanderen (se figur 3), blev der ikke fundet nogen abnormiteter i andre lejer.
Figur 3 Fysisk billede af det ikke-drevne endeleje og kinematiske par af ekspanderen
3.1.2 Da smøreolien har været skiftet i mindre end et år, har kvaliteten af olien bestået testen inden kørsel.For at fjerne tvivl sendte virksomheden smøreolien til et professionelt firma til test og analyse.Det professionelle firma bekræfter, at fastgørelsen på bærefladen er en tidlig lak, MPC (laktilbøjelighedsindeks) (se figur 4)
Figur 4 Olieovervågningsteknologianalyserapport udstedt af professionel olieovervågningsteknologi
3.1.3 Den smøreolie, der anvendes i ekspanderen, er Shell Turbo nr. 46 turbineolie (mineralolie).Når mineralolien har en høj temperatur, oxideres smøreolien, og oxidationsprodukterne samler sig på overfladen af lejebøsningen og danner en lak.Mineralsk smøreolie er hovedsageligt sammensat af kulbrintestoffer, som er relativt stabile ved stuetemperatur og lav temperatur.Men hvis nogle (selv et meget lille antal) kulbrintemolekyler gennemgår oxidationsreaktioner ved høje temperaturer, vil andre kulbrintemolekyler også gennemgå kædereaktioner, hvilket er karakteristisk for kulbrintekædereaktioner.
3.1.4 Udstyrsteknikerne udførte undersøgelser omkring understøtning af udstyrslegemet, kuldespændingen af indløbs- og udløbsrørledningerne, lækagedetektion af oliesystemet og temperatursondens integritet.Og erstattede et sæt lejer i den ikke-drevne ende af lavtrykssiden af ekspanderen, men efter at have kørt i en måned nåede temperaturen stadig 110 ℃, og så var der store udsving i vibrationer og temperatur.Der blev foretaget flere justeringer for at komme tæt på betingelserne før eftermontering, men næsten uden effekt (se figur 5).
Figur 5 Trenddiagram over relaterede indikatorer fra 13. februar til 29. marts
MAN Turbo-producenten, under de nuværende arbejdsforhold for expanderen, hvis indsugningsluftmængden er stabil på 120 t/h, er udgangseffekten 8000kw, hvilket er relativt tæt på den oprindelige designudgangseffekt på 7990kw under normale arbejdsforhold;Når luftmængden er 1 30 t/h, er udgangseffekten 8680kw;hvis indsugningsluftmængden er 1 46 t/h, er udgangseffekten 9660kw.Da arbejdet udført af lavtrykssiden udgør to tredjedele af ekspanderen, kan lavtrykssiden af ekspanderen blive overbelastet.Når temperaturen overstiger 110 °C, ændres vibrationsværdien drastisk, hvilket indikerer, at den nydannede lak på overfladen af akslen og lejebøsningen er ridset i denne periode (se figur 6).
Figur 6 Strømbalancetabel for udvidelsesenheden
3.2Mekanismeanalyse af eksisterende problemer
3.2.1 Som vist på figur 7 kan det ses, at den inkluderede vinkel mellem den lette vibrationsretning af teglblokkens omdrejningspunkt og den vandrette koordinatlinje i koordinatsystemet er β, svingvinklen for teglblokken er φ , og vippepudelejesystemet består af 5 fliser, når flisen Når puden udsættes for oliefilmtryk, da pudens omdrejningspunkt ikke er et absolut stift legeme, vil positionen af pudens omdrejningspunkt efter kompressionsdeformation producere en lille forskydning langs den geometriske forspændingsretning på grund af stivheden af omdrejningspunktet, og derved ændre lejespalten og oliefilmtykkelsen [1] .
Fig.7 Koordinatsystem for enkelt pude af vippepudeleje
3.2.2 Det kan ses af figur 1, at rotoren er en udkraget bjælkestruktur, og pumpehjulet er den vigtigste arbejdskomponent.Da pumpehjulssiden er drivsiden, når gassen udvider sig for at udføre arbejde, er den roterende aksel på pumpehjulssiden i en ideel tilstand i lejebøsningen på grund af virkningen af gasdæmpning, og oliegabet forbliver normalt.I processen med at gribe ind og overføre drejningsmoment mellem de store og små gear, med dette som omdrejningspunkt, vil den radiale frie bevægelse af sideakslen uden pumpehjul være begrænset under overbelastningsforhold, og dens smørefilmtryk er højere end andre lejer, hvilket gør dette sted smurt. Filmstivheden øges, oliefilmens fornyelseshastighed falder, og friktionsvarmen øges, hvilket resulterer i en lak.
3.2.3 Lakken i olien fremstilles hovedsageligt i tre former: olieoxidation, olie "mikro-forbrænding" og lokal højtemperaturudledning.Lakken skal være forårsaget af oliens "mikroforbrænding".Mekanismen er som følger: en vis mængde luft (generelt mindre end 8%) vil blive opløst i smøreolien.Når opløselighedsgrænsen overskrides, vil den luft, der kommer ind i olien, eksistere i olien i form af suspenderede bobler.Efter indtræden i lejet får det høje tryk disse bobler til at gennemgå hurtig adiabatisk kompression, og væsketemperaturen stiger hurtigt for at forårsage adiabatisk "mikroforbrænding" af olien, hvilket resulterer i ekstremt små uopløselige stoffer.Disse uopløselige stoffer er polære og har tendens til at klæbe til metaloverflader for at danne lakker.Jo større tryk, jo lavere er opløseligheden af det uopløselige stof, og jo lettere er det at udfælde og bundfælde til en lak.
3.2.4 Med dannelsen af lakken optages tykkelsen af oliefilmen i den ikke-fri tilstand af lakken, og samtidig falder fornyelseshastigheden af oliefilmen, og temperaturen stiger gradvist, hvilket stiger friktionen mellem overfladen af lejebøsningen og akslen, og den aflejrede lak forårsager Dårlig varmeafledning og stigende olietemperatur fører til høj lejebøsningstemperatur .Til sidst gnider bladet mod lakken, hvilket viser sig i voldsomme udsving i akselvibrationen.
3.2.5 Selvom MPC-værdien af ekspanderolien ikke er høj, er opløsningen og udfældningen af lakpartiklerne i olien begrænset, når der er lak i smøreoliesystemet på grund af smøreoliens begrænsede evne til at opløses. lakpartiklerne.Det er et dynamisk balancesystem.Når den når en mættet tilstand, vil lakken hænge på lejet eller lejepuden, hvilket forårsager temperaturudsving i lejepuden, hvilket er en stor skjult fare, der påvirker sikker drift.Men fordi det klæber til lejepuden, er det en af årsagerne til temperaturstigningen på lejepuden.
4 Foranstaltninger og modforanstaltninger
Fjernelse af ophobning af lak på lejet kan sikre, at enhedens leje kører ved en kontrolleret temperatur.Gennem forskning og kommunikation med mange producenter af lakfjerningsudstyr, valgte vi Kunshan Winsonda, som har god brugseffekt og markedsomdømme, til at producere WVD-II elektrostatisk adsorption + harpiksadsorption, som er et sammensat lakfjerningsudstyr til at fjerne maling.membran.
WVD-II-seriens olierensere kombinerer effektivt elektrostatisk adsorptionsrensningsteknologi og ionbytterteknologi, løser den opløste lak gennem harpiksadsorption og løser den udfældede lak gennem elektrostatisk adsorption.Denne teknologi kan minimere indholdet af slam på kort tid. I løbet af en kort periode på flere dage kan det originale smøresystem indeholdende en stor mængde slam/lak genoprettes til den bedste driftstilstand, og problemet med den langsomme stigning i temperatur på tryklejet forårsaget af lakken kan løses.Det kan effektivt fjerne og forhindre det opløselige og uopløselige olieslam, der genereres under den normale drift af dampturbinen.
Dens hovedprincipper er som følger:
4.1 Ionbytterharpiks for at fjerne opløst lak
Ionbytterharpiks er hovedsageligt sammensat af to dele: polymerskelet og ionbyttergruppe.Adsorptionsprincippet er vist i figur 8,
Figur 8 Princip for ion-interaktion harpiksadsorption
Byttegruppen er opdelt i en fast del og en bevægelig del.Den faste del er bundet på polymermatrixen og kan ikke bevæge sig frit, og bliver en fikseret ion;den bevægelige del og den faste del kombineres af ionbindinger for at blive en udskiftelig ion.De faste ioner og de mobile ioner har henholdsvis modsatte ladninger.Ved lejebøsningen nedbrydes den mobile del til frit bevægende ioner, som udveksler med andre nedbrydningsprodukter med samme ladning, så de kombineres med de faste ioner og adsorberes fast på udvekslingsbunden.På gruppen tages det væk af olien, opløst lak fjernet ved ionbytterharpiksadsorption.
4.2 Elektrostatisk adsorptionsteknologi til fjernelse af suspenderet lak
Elektrostatisk adsorptionsteknologi bruger hovedsageligt en højspændingsgenerator til at generere et elektrostatisk højspændingsfelt for at polarisere de forurenede partikler i olien for at vise henholdsvis positive og negative ladninger.De neutrale partikler klemmes og flyttes af de ladede partikler, og til sidst adsorberes alle partiklerne og fastgøres til opsamleren (se figur 9).
Figur 8 Princip for elektrostatisk adsorptionsteknologi
Elektrostatisk olierensningsteknologi kan fjerne alle uopløselige forurenende stoffer, herunder partikelformige urenheder og suspenderet lak produceret ved olienedbrydning.Traditionelle filterelementer kan dog kun fjerne store partikler med tilsvarende præcision, og det er svært at fjerne submikron niveau ophængt lak .
Dette system kan fuldstændigt løse den lak, der er udfældet og aflejret på lejepuden, og derved fuldstændigt løse indflydelsen af lejepudens temperatur og vibrationsændringer forårsaget af lakken, så enheden kan køre stabilt i lang tid.
5 Konklusion
WSD WVD-II lakfjerningsenhed blev taget i brug, gennem to års drift observation, lejetemperaturen har altid været holdt på omkring 90°C, og enheden er forblevet i normal drift.Der blev fundet en lakfilm (se figur 10).
Det fysiske billede af lejedemontering efter montering af lakfjernelse
udstyr
referencer:
[1] Liu Siyong, Xiao Zhonghui, Yan Zhiyong og Chen Zhujie.Numerisk simulering og eksperimentel forskning i de dynamiske egenskaber af svingelastiske og dæmpende vippepudelejer [J].Chinese Journal of Mechanical Engineering, oktober 2014, 50(19):88.
Indlægstid: 13. december 2022