1. Panoramica
Il compressore del gas crackizzato e la turbina a vapore del reparto di produzione di etilene da 100Kt/anno della Bora LyondellBasell Petrochemical Co., Ltd. sono tutti dotati di apparecchiature della giapponese Mitsubishi Heavy Industries.
Il compressore del gas di pirolisi è un compressore centrifugo con girante a 16 stadi a cinque stadi a tre cilindri con 6 porte di aspirazione e 5 porte di scarico.I principali parametri prestazionali sono i seguenti;la velocità nominale è 4056 giri/min, la potenza nominale è 53567KW, la pressione di scarico del compressore è 3.908Mpa, la temperatura di scarico è 77,5°C e la portata è 474521kg/h.Il cuscinetto reggispinta di azionamento della turbina a vapore dell'unità è del tipo Kingsbury con 6 cuscinetti.Questi cuscinetti sono dotati di 6 gruppi di ingressi dell'olio lubrificante per la lubrificazione e ciascun gruppo di ingressi dell'olio ha 4 fori di ingresso dell'olio da 3,0 mm e 5 A da 1,5 mm, il gioco assiale tra il cuscinetto reggispinta e la piastra reggispinta è 0,46-0,56 mm.Adottare il metodo di lubrificazione forzata della fornitura di olio centralizzata presso la stazione di olio lubrificante.
Il suo diagramma degli assi è il seguente:
2, Problema dell'unità
Dall'avvio dell'unità compressore il 5 agosto 2020, la temperatura del cuscinetto reggispinta TI31061B della turbina a vapore ha oscillato frequentemente ed è gradualmente aumentata.Alle 16:43 del 14 dicembre 2020, la temperatura del TI31061B ha raggiunto 118°C, a soli 2 minuti dal valore di allarme.℃.
Figura 1: Andamento della temperatura del cuscinetto reggispinta della turbina a vapore TI31061B
3. Analisi delle cause e misure di trattamento
3.1 Cause delle fluttuazioni di temperatura del cuscinetto reggispinta della turbina a vapore TI31061B
Dopo aver controllato e analizzato l'andamento delle fluttuazioni di temperatura del cuscinetto reggispinta della turbina a vapore TI31061B ed esclusi i problemi di visualizzazione dello strumento in loco, le fluttuazioni di processo, l'usura delle spazzole della turbina a vapore, le fluttuazioni di velocità dell'apparecchiatura e la qualità delle parti, i motivi principali dell'albero le variazioni di temperatura sono:
3.1.1 L'olio lubrificante utilizzato in questo compressore è SHELL TURBO T32, che è olio minerale.Quando la temperatura è elevata, l'olio lubrificante in uso si ossida e i prodotti dell'ossidazione si accumulano sulla superficie della boccola del cuscinetto formando una vernice.L'olio lubrificante minerale è composto principalmente da idrocarburi, che sono relativamente stabili a temperatura ambiente e a bassa temperatura.Tuttavia, se alcune (anche un numero molto piccolo) di molecole di idrocarburi subiscono reazioni di ossidazione ad alte temperature, anche altre molecole di idrocarburi subiranno reazioni a catena, che è una caratteristica delle reazioni a catena degli idrocarburi.
3.1.2 Quando l'olio lubrificante viene aggiunto all'attrezzatura, la condizione di lavoro diventa uno stato di alta temperatura e alta pressione, quindi questo processo è accompagnato dall'accelerazione della reazione di ossidazione.Durante il funzionamento dell'apparecchiatura, poiché il cuscinetto reggispinta della turbina è vicino al vapore ad altissima pressione, il calore generato dalla conduzione del calore è relativamente grande.Allo stesso tempo, lo spostamento assiale del compressore è stato troppo grande da quando è stato avviato, raggiungendo contemporaneamente 0,49 mm, mentre il valore di allarme era ±0,5 mm.La spinta assiale del rotore della turbina a vapore è troppo grande, quindi il tasso di ossidazione di questa parte del cuscinetto reggispinta può essere due volte più alto del tasso di ossidazione di altre parti.In questo processo, il prodotto dell'ossidazione esisterà in uno stato solubile e il prodotto dell'ossidazione precipiterà quando verrà raggiunto lo stato saturo.
3.1.3 La vernice solubile precipita per formare vernice insolubile.L'olio lubrificante forma una vernice solubile nell'area ad alta temperatura e alta pressione.Quando l'olio scorre dall'area ad alta temperatura a quella a bassa temperatura, la temperatura diminuisce e la solubilità diminuisce e le particelle di vernice vengono separate dall'olio lubrificante e iniziano a depositarsi.
3.1.4 Si verifica la deposizione di vernice.Dopo che le particelle di vernice si sono formate, iniziano ad agglomerarsi e a formare depositi che si depositano preferibilmente su superfici metalliche calde.Allo stesso tempo, poiché la temperatura del cuscinetto reggispinta è elevata dall'inizio del funzionamento, la temperatura del cuscinetto in questo caso è aumentata rapidamente mentre la temperatura degli altri cuscinetti è cambiata lentamente.
3.2 Risolvere il problema dell'aumento di temperatura del cuscinetto reggispinta della turbina a vapore TI31061B
3.2.1 Dopo aver constatato che la temperatura del cuscinetto reggispinta TI31061B aumentava lentamente, la temperatura dell'olio lubrificante è stata abbassata da 40,5°C a 38°C e la pressione dell'olio lubrificante è stata aumentata da 0,15Mpa a 0,176Mpa per facilitare il lento aumento della temperatura della boccola del cuscinetto.
3.2.2 Il rotore della turbina a vapore ha 15 stadi di giranti, i primi 12 stadi di giranti hanno fori di bilanciamento e gli ultimi 3 stadi non sono progettati con fori di bilanciamento.Il margine di spinta assiale progettato da Mitsubishi è troppo piccolo, quindi regolare l'estrazione della turbina a vapore per regolare la spinta assiale.Come mostrato nella Figura 2 1279ZI31001C, lo spostamento dell'albero della turbina a vapore è 0,44 mm.Dopo aver consultato il produttore del compressore, lo spostamento dell'albero è positivo, il che significa che il rotore si sta spostando verso il lato del compressore rispetto al rotore di progettazione originale, quindi si è deciso di ridurre l'estrazione d'aria intermedia da 300 T/h a 210 T/h, aumentare il carico sul lato a bassa pressione della turbina a vapore, aumentare la spinta sul lato ad alta pressione e ridurre la spinta assiale sul cuscinetto reggispinta, rallentando così la tendenza all'aumento della temperatura del cuscinetto reggispinta.
Figura 2 Relazione tra spostamento dell'albero della turbina a vapore e cuscinetto reggispinta
3.2.3 Il 23 novembre 2020, il campione di olio lubrificante dell'unità è stato inviato all'istituto di prova del Guangzhou Institute of Mechanical Science Co., Ltd. per test e analisi.I risultati sono mostrati nella Figura 3. I risultati dell'analisi hanno rilevato che il valore MPC era elevato, il che può determinare il verificarsi di ossidazione dell'olio.La vernice è uno dei motivi dell'elevata temperatura del cuscinetto reggispinta della turbina a vapore TI31061B.Quando è presente una vernice nel sistema dell'olio lubrificante, la dissoluzione e la precipitazione delle particelle di vernice nell'olio è un sistema di equilibrio dinamico dovuto alla capacità limitata dell'olio lubrificante di dissolvere le particelle di vernice.Quando raggiunge uno stato saturo, la vernice si attaccherà al cuscinetto o al cuscinetto, provocando una fluttuazione della temperatura del cuscinetto.Si tratta di un grave pericolo nascosto per un funzionamento sicuro.
Attraverso la ricerca, abbiamo scelto Kunshan Winsonda, che ha un migliore effetto d'uso e una migliore reputazione sul mercato, per produrre l'adsorbimento elettrostatico WVD + adsorbimento della resina, che è un'apparecchiatura composita per la rimozione della vernice per eliminare la vernice.
la vernice è un prodotto formato dalla degradazione dell'olio, che esiste nell'olio in uno stato disciolto o sospeso in determinate condizioni chimiche e temperature.Quando i fanghi superano la solubilità dell'olio lubrificante, i fanghi precipiteranno e formeranno una vernice sulla superficie del componente.
Il purificatore d'olio della serie WVD-II combina efficacemente la tecnologia di purificazione ad adsorbimento elettrostatico e la tecnologia di scambio ionico, che può rimuovere e prevenire efficacemente i fanghi solubili e insolubili generati durante il normale funzionamento della turbina a vapore, in modo che la vernice non possa essere prodotta.
L'obiettivo dei purificatori d'olio della serie WVD-II è eliminare la causa della formazione di vernice.Questa tecnologia può ridurre al minimo il contenuto di morchie in un breve periodo di tempo e ripristinare il sistema di lubrificazione originale con una grande quantità di morchie/vernici allo stato di funzionamento ottimale entro pochi giorni, risolvendo così completamente il problema del lento aumento della temperatura della spinta cuscinetti causati dalla vernice.
Figura 3 Risultati del test e dell'analisi prima dell'installazione dell'unità di rimozione vernice
Olio pulito una tantum: adsorbimento elettrostatico per rimuovere fanghi/vernici non solubili Principio: la tecnologia di adsorbimento elettrostatico rimuove gli inquinanti, l'olio è nell'azione di un campo elettrostatico circolare ad alta tensione, in modo che le particelle inquinate mostrino rispettivamente cariche positive e negative , e sotto l'azione di un campo elettrico trapezoidale Spingono le particelle caricate positivamente e negativamente a nuotare verso gli elettrodi negativi e positivi rispettivamente, e le particelle neutre vengono schiacciate e spostate dal flusso di particelle cariche, e infine tutte le particelle vengono adsorbite su il collettore per rimuovere completamente gli inquinanti presenti nell'olio.
Olio pulito secondario: adsorbimento con resina a scambio ionico per rimuovere colloidi disciolti Principio: la tecnologia di adsorbimento di carica da sola non può risolvere la vernice disciolta, mentre la resina ionica contiene miliardi di siti polari, che possono assorbire vernice solubile e vernice potenziale, per garantire che i prodotti di degradazione non non si accumulano nell'olio lubrificante e possono migliorare la solvibilità dell'olio lubrificante, in modo che il sistema sia in uno stato operativo ottimale.
Figura 5. Diagramma schematico dell'olio pulito secondario
3.3 Effetto della rimozione della vernice
L'unità di verniciatura è stata installata e messa in funzione il 14 dicembre 2020 e la temperatura del cuscinetto reggispinta della turbina a vapore TI31061B è scesa a circa 92°C il 19 dicembre 2020 (come mostrato nella Figura 6).
Fig.6 Andamento della temperatura del cuscinetto reggispinta TI31061B della turbina a vapore
Dopo più di un mese di funzionamento dell'unità di rimozione vernice, la qualità dell'olio lubrificante dell'unità è notevolmente migliorata.Attraverso il rilevamento e l'analisi del Guangyan Research Institute, l'indice di tendenza alla verniciatura dei prodotti petroliferi è stato ridotto da 10,2 a 6,2 e il livello di inquinamento è stato ridotto da >12 a 7 Grado, non vi è alcuna perdita di additivi nel lubrificante olio (vedere la Figura 7 per i risultati del rilevamento e dell'analisi dopo l'installazione dell'unità di rimozione vernice).
FICO.7 Risultati dei test e delle analisi dopo l'installazione dell'unità
4 Benefici economici generati
Attraverso l'installazione e il funzionamento dell'unità di rimozione della vernice, il problema del lento aumento di temperatura del cuscinetto reggispinta TI31061B della turbina a vapore causato dalla vernice viene completamente risolto e l'enorme perdita causata dallo spegnimento dell'unità di compressione del gas di pirolisi viene evitato (almeno 3 giorni, la perdita è di almeno 4 milioni di RMB; la sostituzione del cuscinetto reggispinta della turbina a vapore richiede 1 giorno, la perdita è di 1 milione), e la perdita di pezzi di ricambio per le parti rotanti e di tenuta dopo la temperatura del cuscinetto reggispinta aumenta lentamente (la perdita è compresa tra 500.000 e 8 milioni di yuan).
L'unità è stata riempita con un totale di 160 barili di prodotti petroliferi e i prodotti petroliferi hanno raggiunto completamente l'indice qualificato dopo la filtrazione ad alta precisione dell'unità di rimozione della vernice, risparmiando 500.000 RMB sui costi di sostituzione dei prodotti petroliferi.
5. conclusione
A causa delle condizioni operative a lungo termine ad alta temperatura, alta pressione e alta velocità nel sistema di lubrificazione di unità di grandi dimensioni, la velocità di ossidazione dell'olio viene accelerata e l'indice di vernice aumenta.Il pericolo nascosto di bruciatura della boccola nel cuscinetto di spinta garantisce il funzionamento stabile a lungo termine dell'unità, il che dimostra che le misure di cui sopra sono efficaci.
Orario di pubblicazione: 28 dicembre 2022