1 Visión xeral
O compresor de gas rachado e a turbina de vapor do departamento de produción de etileno de 100 Kt/a de Bora LyondellBasell Petrochemical Co., Ltd. están todos equipados con equipos da Mitsubishi Heavy Industries de Xapón.
O compresor de gas de pirólise é un compresor centrífugo de tres cilindros, cinco etapas, con impulsor de 16 etapas, con 6 orificios de succión e 5 de descarga.Os principais parámetros de rendemento son os seguintes;a velocidade nominal é de 4056r/min, a potencia nominal é de 53567KW, a presión de descarga do compresor é de 3.908Mpa, a temperatura de descarga é de 77.5°C e o caudal é de 474521kg/h.O rolamento de empuxe da turbina de vapor da unidade é un rolamento de empuxe de tipo Kingsbury con 6 almofadas.Estes rodamentos están equipados con 6 grupos de entradas de aceite lubricante para a lubricación, e cada grupo de entradas de aceite ten 4 orificios de entrada de aceite de 3,0 mm e 5 A de 1,5 mm, o xogo axial entre o rolamento de empuxe e a placa de empuxe é de 0,46-0,56 mm.Adopte o método de lubricación forzada do abastecemento de aceite centralizado na estación de aceite lubricante.
O seu diagrama de eixes é o seguinte:
2, problema da unidade
Desde o inicio da unidade de compresor o 5 de agosto de 2020, a temperatura do rodamento de empuxe TI31061B da turbina de vapor variou con frecuencia e aumentou gradualmente.A partir das 16:43 do 14 de decembro de 2020, a temperatura do TI31061B alcanzou os 118 °C, que está a só 2 minutos do valor da alarma.℃.
Figura 1: Tendencia da temperatura dos rodamentos de empuxe da turbina de vapor TI31061B
3. Análise de causas e medidas de tratamento
3.1 Causas da flutuación da temperatura do rodamento de empuxe da turbina de vapor TI31061B
Despois de comprobar e analizar a tendencia de flutuación da temperatura do rolamento de empuxe da turbina de vapor TI31061B, e excluíndo os problemas de visualización do instrumento no lugar, as flutuacións do proceso, o desgaste das escobillas da turbina de vapor, as flutuacións da velocidade do equipo e a calidade das pezas, as principais razóns para o eixe. as variacións de temperatura son:
3.1.1 O aceite lubricante utilizado neste compresor é SHELL TURBO T32, que é aceite mineral.Cando a temperatura é alta, o aceite lubricante en uso oxidase e os produtos de oxidación reúnense na superficie do arbusto do rodamento para formar un verniz.O aceite lubricante mineral está composto principalmente por hidrocarburos, que son relativamente estables a temperatura ambiente e a baixa temperatura.Non obstante, se algunhas moléculas de hidrocarburos (incluso un número moi reducido) sofren reaccións de oxidación a altas temperaturas, outras moléculas de hidrocarburos tamén sufrirán reaccións en cadea, que é unha característica das reaccións en cadea de hidrocarburos.
3.1.2 Cando se engade aceite lubricante ao equipo, a condición de traballo pasa a ser un estado de alta temperatura e alta presión, polo que este proceso vai acompañado da aceleración da reacción de oxidación.Durante o funcionamento do equipo, debido a que o rolamento de empuxe da turbina está preto do vapor de ultra-alta presión, a calor xerada pola condución de calor é relativamente grande.Ao mesmo tempo, o desprazamento axial do compresor foi demasiado grande desde que se iniciou, chegando a 0,49 mm ao mesmo tempo, mentres que o valor da alarma era de ± 0,5 mm.O empuxe axial do rotor da turbina de vapor é demasiado grande, polo que a taxa de oxidación desta parte do rodamento de empuxe pode ser o dobre que a taxa de oxidación doutras pezas.Neste proceso, o produto de oxidación existirá en estado soluble e o produto de oxidación precipitarase cando se alcance o estado saturado.
3.1.3 O verniz soluble precipita para formar verniz insoluble.O aceite lubricante forma un verniz soluble na zona de alta temperatura e alta presión.Cando o aceite flúe da zona de alta temperatura á zona de baixa temperatura, a temperatura diminúe e a solubilidade diminúe, e as partículas de verniz sepáranse do aceite lubricante e comezan a depositarse.
3.1.4 Prodúcese a deposición de verniz.Despois de que se forman as partículas de verniz, comezan a aglomerarse e forman depósitos que se depositan preferentemente en superficies metálicas quentes.Ao mesmo tempo, dado que a temperatura do rodamento de empuxe foi alta desde o inicio da operación, a temperatura da almofada do rodamento aquí aumentou rapidamente mentres que a temperatura doutros rodamentos cambiou lentamente.
3.2 Resolve o problema do aumento da temperatura do rodamento de empuxe da turbina de vapor TI31061B
3.2.1 Despois de descubrir que a temperatura do rodamento de empuxe TI31061B subiu lentamente, a temperatura do aceite lubricante baixou de 40,5 °C a 38 °C e a presión do aceite lubricante aumentou de 0,15Mpa a 0,176Mpa para facilitar. o lento aumento da temperatura do arbusto do rodamento.
3.2.2 O rotor da turbina de vapor ten 15 etapas de impulsores, as primeiras 12 etapas de impulsores teñen orificios de equilibrio e as 3 últimas etapas non están deseñadas con orificios de equilibrio.A marxe de empuxe axial deseñada por Mitsubishi é demasiado pequena, polo que axuste a extracción da turbina de vapor para axustar o empuxe axial.Como se mostra na Figura 2 1279ZI31001C, o desprazamento do eixe da turbina de vapor é de 0,44 mm.Despois de consultar ao fabricante do compresor, o desprazamento do eixe é positivo, o que significa que o rotor está cambiando cara ao lado do compresor en relación ao rotor de deseño orixinal, polo que se decide reducir a extracción de aire intermedia de 300T/h Reducir a 210T/h, aumentar a carga no lado de baixa presión da turbina de vapor, aumentar o empuxe no lado de alta presión e reducir o empuxe axial no rodamento de empuxe, retardando así a tendencia crecente da temperatura do rodamento de empuxe.
Figura 2 Relación entre o desprazamento do eixe da turbina de vapor e o rolamento de empuxe
3.2.3 O 23 de novembro de 2020, a mostra de aceite lubricante da unidade foi enviada ao instituto de probas do Guangzhou Institute of Mechanical Science Co., Ltd. para probas e análises.Os resultados móstranse na Figura 3. Os resultados da análise descubriron que o valor de MPC era alto, o que pode determinar a aparición de oxidación do aceite.O verniz é un dos motivos da alta temperatura do rodamento de empuxe da turbina de vapor TI31061B.Cando hai un verniz no sistema de aceite lubricante, a disolución e precipitación das partículas de verniz no aceite é un sistema de equilibrio dinámico debido á limitada capacidade do aceite lubricante para disolver as partículas de verniz.Cando chega a un estado saturado, o verniz colgará do rodamento ou da almofada do rodamento, facendo que a temperatura da almofada varíe.É un gran perigo oculto para unha operación segura.
A través da investigación, escollemos Kunshan Winsonda, que ten un mellor efecto de uso e reputación no mercado, para producir adsorción electrostática WVD + adsorción de resina, que é un equipo de eliminación de verniz composto para eliminar o verniz.
o verniz é un produto formado pola degradación do aceite, que existe no aceite en estado disolto ou en suspensión baixo determinadas condicións químicas e temperatura.Cando o lodo supera a solubilidade do aceite lubricante, o lodo precipitará e formará un verniz na superficie do compoñente.
O purificador de aceite da serie WVD-II combina eficazmente a tecnoloxía de purificación por adsorción electrostática e a tecnoloxía de intercambio iónico, que poden eliminar e evitar eficazmente os lodos solubles e insolubles xerados durante o funcionamento normal da turbina de vapor, polo que non se pode producir o verniz.
O obxectivo dos purificadores de aceite da serie WVD-II é eliminar a causa da formación de verniz.Esta tecnoloxía pode minimizar o contido de lodos nun curto período de tempo e restaurar o sistema de lubricación orixinal cunha gran cantidade de lodos/verniz ao estado de funcionamento óptimo en poucos días, resolvendo así completamente o problema do lento aumento da temperatura do empuxe. rodamentos causados polo verniz .
Figura 3 Os resultados da proba e da análise antes de instalar a unidade de eliminación de verniz
Aceite limpo único: adsorción electrostática para eliminar lodos/verniz non solubles Principio: a tecnoloxía de adsorción electrostática elimina os contaminantes, o aceite está na acción dun campo electrostático circular de alta tensión, polo que as partículas contaminadas mostran cargas positivas e negativas respectivamente , e baixo a acción dun campo eléctrico trapezoidal Empuxe as partículas cargadas positiva e negativamente para nadar cara aos electrodos negativos e positivos respectivamente, e as partículas neutras son espremidas e móvense polo fluxo de partículas cargadas e, finalmente, todas as partículas son adsorbidas sobre o colector para eliminar completamente os contaminantes do aceite.
Aceite limpo secundario: adsorción de resina de intercambio iónico para eliminar coloides disoltos Principio: a tecnoloxía de adsorción de carga por si soa non pode resolver o verniz disolto, mentres que a resina iónica contén millóns de sitios polares, que poden absorber o verniz soluble e o verniz potencial, para garantir que os produtos de degradación non o fagan. non se acumulan no aceite lubricante e pode mellorar a solvencia do aceite lubricante, de xeito que o sistema estea nun estado de funcionamento óptimo.
Figura 5. Diagrama esquemático do aceite limpo secundario
3.3 Efecto da eliminación do verniz
A unidade de verniz instalouse e funcionou o 14 de decembro de 2020 e a temperatura do rodamento de empuxe da turbina de vapor TI31061B baixou a uns 92 °C o 19 de decembro de 2020 (como se mostra na figura 6).
Fig.6 Tendencia da temperatura do rodamento de empuxe TI31061B da turbina de vapor
Despois de máis dun mes de funcionamento da unidade de eliminación de verniz, a calidade do aceite lubricante da unidade mellorou significativamente.A través da detección e análise do Instituto de Investigación Guangyan, o índice de tendencia do verniz dos produtos petrolíferos reduciuse de 10,2 a 6,2 e o nivel de contaminación reduciuse de> 12 a 7 graos, non hai perda de aditivos no lubricante. aceite (consulte a Figura 7 para os resultados da detección e análise despois de instalar a unidade de eliminación de verniz).
FIG.7 Resultados das probas e análises despois de instalar a unidade
4 Beneficios económicos xerados
A través da instalación e funcionamento da unidade de eliminación de verniz, o problema do lento aumento da temperatura do rodamento de empuxe TI31061B da turbina de vapor causado polo verniz resólvese completamente e a enorme perda causada pola parada da unidade de compresor de gas de pirólise é. evitado (polo menos 3 días, a perda é de polo menos 4 millóns de RMB; a substitución do rodamento de empuxe da turbina de vapor leva 1 día, a perda é de 1 millón) e a perda de pezas de reposición para as pezas rotativas e de selado despois a temperatura do rodamento de empuxe aumenta lentamente (a perda é de entre 500.000 e 8 millóns de yuans).
A unidade encheuse cun total de 160 barrís de produtos petrolíferos, e os produtos petrolíferos alcanzaron completamente o índice cualificado despois da filtración de alta precisión da unidade de eliminación de verniz, aforrando 500.000 RMB en custos de substitución de produtos petrolíferos.
5 Conclusión
Debido ás condicións de operación a longo prazo de alta temperatura, alta presión e alta velocidade no sistema de lubricación de grandes unidades, a velocidade de oxidación do aceite é acelerada e o índice de verniz aumenta.O perigo oculto de queimar o arbusto no rodamento de empuxe garante o funcionamento estable a longo prazo da unidade, o que demostra que as medidas anteriores son eficaces.
Hora de publicación: 28-12-2022