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Applicazione innovativa della tecnologia di rimozione della vernice nel generatore a turbina a gas Sola

Applicazione innovativa

 

Abstract: Analizzare le cause della fluttuazione della temperatura delle boccole dei cuscinetti del generatore a turbina a gas a doppia alimentazione, proporre soluzioni concrete, gestire i punti di rischio e le misure preventive di funzionamento.

Panoramica dell'attrezzatura

BZ 25-1/S Giacimento petrolifero (mare centrale di Bohai) di CNOOC (China) Co., LTD.La filiale di Tianjin (FPSO) è dotata di quattro gruppi elettrogeni a turbina a gas dual-fuel TITAN130 prodotti da SOLAR.Il gruppo elettrogeno a turbina comprende un motore a turbina a gas, un dispositivo di decelerazione, un generatore, un pannello di controllo, un pannello strumenti, una base comune, una copertura insonorizzante e un sistema ausiliario, ecc. Quando l'unità utilizza carburante diverso, anche la sua capacità portante è diversa. (Vedi Sezione della Figura 1)

La potenza di uscita netta della turbina è di 13.500 kW, la velocità è di 11.220 giri/min e la potenza di uscita del generatore configurato è di 12.500 kW in condizioni ambientali di 40 ℃.La tensione del generatore è 6300 V, 50 Hz, 3 fasi, il fattore di potenza è 0,8 PF;l'unità è dotata di cuscinetto a cuscino inclinato per cuscinetto reggispinta, cuscinetto del diametro dell'albero e riduttore con ingranaggio planetario di grado 3.Ciascun punto di lubrificazione del cuscinetto adotta la modalità di lubrificazione forzata di fornitura di olio centralizzata. (Vedere Tabella 1,2,3 e 4 per i parametri tecnici specifici dell'unità)

Quattro gruppi elettrogeni con turbina a gas a doppia alimentazione TITAN130 possono alimentare l'intero giacimento petrolifero e sono presenti quattro dispositivi di recupero del calore di scarto.L'olio del mezzo termico viene riscaldato dai gas di scarico ad alta temperatura generati dalla turbina.Il funzionamento stabile e sicuro dei quattro gruppi elettrogeni a turbina a gas dual-fuel TITAN130 è fondamentale.

Tabella 1: Parametri tecnici del gruppo elettrogeno con turbina a gas

produttori

Sola Corporation, Stati Uniti (SOLAR)

numero del dispositivo

FPSO-MA-GTG-001A/B/C/D

Potenza ISO

13500 kW

Dimensioni dell'unità

1414832123948 (mm) (lunghezza, larghezza e altezza),

Esclusa l'altezza del tubo di aspirazione/scarico

Peso totale della slitta dell'unità

12T

Tipi di carburante

Con rabbia e diesel

modo di installare

Supporto GIMBAL a tre punti

Tabella 2: Parametri tecnici della turbina a gas del gruppo elettrogeno con turbina a gas

produttori

Sola Corporation, Stati Uniti (SOLAR)

modello

TITANO 130

tipo

Tipo monoassiale/flusso assiale/industriale

Forma del compressore

tipo a flusso assiale

Serie di compressori

Livello 14

tasso di riduzione

17:1

Velocità del compressore

11220 giri/min

Flusso di gas compresso

48 kg/s (90,6 libbre/s)

Serie di turbine a gas

Livello 3

Velocità della turbina a gas

11220 giri/min

Tipologia camera di combustione

Tipo di tubo ad anello

Modalità di accensione

accensione a scintilla

Numero di ugelli del carburante

21

tipo di cuscinetto

cuscinetto reggispinta

modalità di avvio

Il motore di conversione della frequenza viene avviato

Tabella 3: Parametri tecnici del riduttore di decelerazione del gruppo elettrogeno con turbina a gas

produttori

INGRANAGGI A BRUGOLA

tipo

Ingranaggio planetario di livello 3 ad alta velocità

Velocità di uscita principale

1500 giri/min

Tabella 4: Parametri tecnici del generatore principale del gruppo elettrogeno con turbina a gas

produttori

Compagnia elettrica ideale statunitense

modello

SAB

produzione n

0HF08-L0590;0114L;0120L;0053L

livello di potenza

12000 kW

velocità nominale

1500 giri/min

tensione nominale

6300kV

frequenza

50Hz

fattore di potenza

0,8

Anno di fabbrica

2004

 

Applicazione innovativa

Esistono problemi con l'unità

Nell'aprile 2018, si è riscontrato che la temperatura della boccola del cuscinetto di quattro unità oscillava e alcuni punti di temperatura non potevano tornare al valore operativo originale dopo l'aumento della temperatura.Un cuscinetto della turbina (boccola del cuscinetto) ha raggiunto una temperatura di 108 ℃ e ha mostrato una tendenza al rialzo, mentre anche le altre tre unità hanno mostrato una tendenza al rialzo.

Analisi delle cause e misure di trattamento

3.1 Motivo dell'aumento della temperatura della boccola del cuscinetto

3.1.1 L'olio lubrificante utilizzato in questa unità è CASTROL PERFECTO X32, che è olio minerale.Quando la temperatura è elevata, l'olio lubrificante è facile da ossidare e i prodotti dell'ossidazione si raccolgono sulla superficie dell'arbusto per formare la vernice.Rilevando l'indice dell'olio circolante del gruppo si riscontra che l'indice di tendenza alla verniciatura è elevato, ed elevato è anche il grado di inquinamento (vedi Tabella 5).L'indice di tendenza della vernice è elevato, il che può causare la formazione di attaccamenti e accumuli sulla boccola del cuscinetto, riducendo così lo spazio del film d'olio, aumentando l'attrito e portando a una scarsa dissipazione del calore della boccola del cuscinetto, all'aumento dell'inclinazione assiale temperatura e l’accelerazione dell’ossidazione dell’olio.Allo stesso tempo, a causa dell'elevato inquinamento dell'olio, la vernice aderirà ad altre particelle contaminate, formando l'effetto di macinazione e aggravando l'usura dell'attrezzatura. (Vedi Fig. 3 Diagramma di flusso della lubrificazione dell'unità)

Tabella 5 Test dell'olio lubrificante e risultati dell'analisi prima dell'installazione del filtro dell'olio con vernice

L'indice della vernice

data

2018.04

2018.06

2018.07

2018.12

motore principale A

29,5

31.5

32

32,5

motore principale B

36.3

40,5

42

43

motore principale C

40,5

46.8

42.6

45

motore principale D

31.1

35

35,5

36

Applicazione innovativa2

Figura 2 Diagramma dell'andamento dell'indice della vernice prima della purificazione della vernice scorrevole dell'unità

Applicazione innovativa3

Figura 3 Diagramma di flusso della lubrificazione dell'unità

Analizzando la causa dell'aumento di temperatura della boccola del cuscinetto, è possibile che la vernice venga prodotta nell'olio lubrificante dell'unità e che la vernice si concentri infine sulla boccola del cuscinetto, provocando fluttuazioni di temperatura e aumento della boccola del cuscinetto.

3.1.2Cause della vernice

* L'olio lubrificante minerale è composto principalmente da idrocarburi, che sono relativamente stabili a temperatura ambiente e a bassa temperatura.Ma se in caso di alta temperatura, alcune (anche se il numero è molto piccolo) molecole di idrocarburi subiranno una reazione di ossidazione, anche altre molecole di idrocarburi seguiranno la reazione a catena, che è la caratteristica della reazione a catena degli idrocarburi;

* L'olio lubrificante forma una vernice solubile nell'area ad alta temperatura e alta pressione.Nel processo di flusso dell'olio dall'area ad alta temperatura a quella a bassa temperatura, la diminuzione della temperatura porta alla diminuzione della solubilità e le particelle di vernice precipitano dall'olio lubrificante e iniziano a depositarsi;

* Si verifica la deposizione della vernice.Dopo la formazione delle particelle di vernice, il sedimento inizia a condensarsi e si deposita preferibilmente sulla superficie metallica calda, con conseguente aumento rapido della temperatura della boccola e anche la temperatura dell'olio aumenta lentamente;

* Fluttuazioni di temperatura che potrebbero essere causate da altri fattori ambientali o da problemi di guasto dell'unità.

3.2 Misure per risolvere il problema dell'aumento della temperatura della boccola del cuscinetto

3.2.1 Aumentare la pressione dell'olio lubrificante da 0,23 Mpa a 0,245 Mpa per migliorare l'efficienza del trasferimento di calore della lubrificazione e alleviare la tendenza al lento aumento della temperatura della boccola del cuscinetto.

3.2.2 Sostituire il radiatore dell'olio scorrevole con efficienza di trasferimento di calore a basso invecchiamento con un nuovo radiatore domestico a trasmissione diretta e la temperatura di fornitura dell'olio scorrevole sarà stabile da 60 ℃ a circa 50 ℃ per un lungo periodo.

3.2.3 Principio di funzionamento della tecnologia di adsorbimento elettrostatico —— rimozione della vernice precipitata (vedere Figura 4)

La purificazione elettrostatica è l'uso di un campo statico circolare ad alta tensione, che fa sì che le particelle di inquinamento del petrolio mostrino rispettivamente energia elettrica positiva e negativa, particelle elettriche positive e negative sotto l'azione della direzione dell'elettrodo negativo e positivo, particelle neutre schiacciate dal flusso di particelle cariche, infine tutte le particelle adsorbimento sul collettore, rimuovere completamente gli inquinanti nell'olio, con il flusso elettrostatico delle particelle di olio, il serbatoio, la parete del tubo e i componenti del fango su tutte le impurità, l'adsorbimento dell'erosione dell'ossido, l'attivo rimuove il fango adesivo della superficie del sistema e lo sporco adesivo , svolgono il ruolo di sistema di pulizia.

Applicazione innovativa4

Figura 4. Illustrazione schematica della tecnologia di adsorbimento elettrostatico

3.2.4 Principio di funzionamento della tecnologia di adsorbimento della resina ionica —— Rimuovere la vernice disciolta

La resina a scambio ionico DICR™ può rimuovere i contaminanti solubili nell'olio della turbina, garantendo la diminuzione degli indicatori MPC, poiché la maggior parte delle turbine sono solubili durante il funzionamento e solo saturi questi prodotti formeranno precipitazioni, le apparecchiature elettrostatiche non possono rimuovere questi sottoprodotti in lo stato disciolto.

La combinazione di adsorbimento elettrostatico e tecnologia della resina può non solo rimuovere efficacemente la vernice sospesa, ma anche rimuovere il prodotto di vernice disciolto.

Applicazione innovativa5Figura 5 Diagramma schematico della tecnologia di adsorbimento della resina ionica

3.3 Effetto della rimozione della vernice

Il 14 dicembre 2019 è stato installato e messo in funzione il filtro dell'olio con vernice modello WVD.Nell'ambito della misura globale di sostituzione del radiatore dell'olio della turbina a gas il 20 agosto 2020, la temperatura del cuscinetto della turbina (boccola) è diminuita da 108 ℃ a circa 90 ℃ (vedere la Figura 6 andamento della temperatura del cuscinetto di purificazione posteriore (boccola)).Il colore dell'olio è notevolmente migliorato (Figura 7 confronto dell'olio prima e dopo la purificazione).Attraverso l'analisi e i dati dei test esterni, l'indice di tendenza della vernice ad olio è stato ridotto da 42,4 a 4,5, il livello di inquinamento è stato ridotto da NAS 9 a 6 e l'indice di acidità è stato ridotto da 0,17 a 0,07. (Vedi Tabella 6 Test e risultati dell'analisi dell'olio dopo il filtro)

Applicazione innovativa6

Figura 6 Andamento della temperatura del cuscinetto posteriore depurato (boccola del cuscinetto)

Tabella 6 Risultati dei test e delle analisi dell'olio dopo il filtro

L'indice della vernice

data

20/1

20/4

20/7

20/10

21/1

21/4

21/8

motore principale A

19.5

11.5

9.6

10

7.8

8

7.6

motore principale B

16.3

13.5

11.2

12.7

8.5

8.7

8.5

motore principale C

20.5

16.8

12.6

10.8

11.5

10.3

8.3

motore principale D

21.1

18.3

15.5

9.5

10.4

6.7

7.8

Applicazione innovativa7

Figura 7 Confronto del colore dell'olio prima e dopo la purificazione

I benefici economici generati

Attraverso l'installazione e il funzionamento diUnità di rimozione vernice WVD, risolve efficacemente l'aumento di temperatura del cuscinetto reggispinta della turbina a gas, evita i gravi danni causati dal danneggiamento del cuscinetto e la perdita delle parti rotanti di tenuta causata dai pezzi di ricambio, riduce la perdita di manutenzione del cuscinetto di 5 milioni di RMB di cui sopra e il tempo di manutenzione coordinata è lungo, nessuna unità di riserva nel sito di produzione, causa un grave impatto sulla produzione sicura e stabile.

L'unità deve riempire 20 barili di petrolio/unità.Dopo aver filtrato la pellicola di rimozione della vernice, l'olio raggiunge completamente l'indice qualificato, risparmiando sui costi di sostituzione dell'olio di circa 400.000 RMB.

Conclusione

 

A causa dell'elevata temperatura, dell'alta pressione e dell'alta velocità a lungo termine del sistema di lubrificazione dell'unità di grandi dimensioni, la velocità di ossidazione dell'olio accelera, l'indice della vernice aumenta e il contenuto di gelatina aumenta.L'accumulo di impurità morbide nel sistema di grandi unità influisce sulla precisione del sistema di regolazione della velocità e sul normale funzionamento dell'unità, il che può facilmente portare a fluttuazioni dell'unità o addirittura a spegnimenti non pianificati.La colla di vernice depositata sulla superficie della boccola dell'albero causerà anche l'aumento della temperatura della boccola dell'albero, e l'adesione della vernice e delle particelle solide aggraverà inoltre l'usura dell'attrezzatura.L'unità di rimozione della vernice WVD può migliorare continuamente la qualità dell'olio lubrificante dell'unità, garantire il funzionamento stabile a ciclo lungo di unità di grandi dimensioni, prolungare il ciclo di servizio dell'olio lubrificante, migliorare l'ambiente operativo del sistema, ridurre i costi di acquisto dell'olio lubrificante.

 


Orario di pubblicazione: 02-dic-2023
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