Отдел за управление на оборудването, Sinopec Yizheng Chemical Fiber Co., Ltd. 211900
Резюме: Този документ анализира необичайните причини за големи турборазширителни модули, предлага поредица от мерки за разрешаване на проблемите и схваща рисковите точки и превантивните мерки за работа.Чрез прилагането на технология за премахване на лак се елиминират потенциалните скрити опасности и се гарантира вътрешната безопасност на уреда.
1. преглед
Въздушният компресор на 60 t/a PTA завод на Yizheng Chemical Fiber Co., Ltd. е оборудван с оборудване от Германия MAN Turbo.Устройството е устройство три в едно, в което въздушният компресор е многовалов петстепенен турбинен агрегат, кондензационната парна турбина се използва като основна задвижваща машина на въздушния компресор, а турборазширителят е използван като въздушен компресор.Помощна задвижваща машина.Турборазширителят приема високо и ниско двустепенно разширение, всеки има смукателен порт и изпускателен порт, а работното колело приема трипосочно работно колело (вижте Фигура 1)
Фигура 1 Изглед в разрез на разширителния модул (вляво: страна с високо налягане; вдясно: страна с ниско налягане)
Основните параметри на производителност на турбо разширителя са както следва:
Страничната скорост с високо налягане е 16583 r/min, а скоростта на страната с ниско налягане е 9045 r/min;номиналната обща мощност на разширителя е 7990 KW, а дебитът е 12700-150450-kg/h;входното налягане е 1,3Mpa, а изпускателното налягане е 0,003Mpa.Температурата на всмукване на страната с високо налягане е 175°C, а температурата на изпускане е 80°C;входящата температура на страната с ниско налягане е 175°C, а изпускателната температура е 45°C;набор от накланящи се подложки се използват в двата края на страничните зъбни валове за високо налягане и ниско налягане Лагери, всеки с 5 подложки, тръбопроводът за входящ масло може да влезе масло по два начина и всеки лагер има един отвор за вход за масло, през 3 групи от 15 дюзи за впръскване на масло, диаметърът на дюзата за впръскване на масло е 1,8 mm, има 9 отвора за връщане на масло за лагера и при нормални обстоятелства се използват 5 порта и 4 блока.Това устройство три в едно използва метода на принудително смазване на централизирано снабдяване с масло от станцията за смазочно масло.
2. Проблеми с екипажа
През 2018 г., за да се изпълнят изискванията за емисиите на ЛОС, към устройството беше добавен нов модул за ЛОС за обработка на остатъчния газ от реактора за окисляване, като обработеният остатъчен газ все още беше инжектиран в разширителя.Тъй като бромидната сол в първоначалния остатъчен газ се окислява при висока температура, има бромидни йони.За да се предотврати кондензирането и отделянето на бромидните йони, когато остатъчният газ се разширява и работи в разширителя, това ще причини точкова корозия на разширителя и последващото оборудване.Следователно е необходимо да се увеличи разширителният блок.Входяща температура и изходяща температура от страна на високо налягане и страна на ниско налягане (вижте таблица 1).
Таблица 1 Списък на работните температури на входа и изхода на разширителя преди и след трансформация на VOC
| НЕ. | Промяна на параметъра | Трансформация на бившия | След трансформация |
| 1 | Странична температура на входящия въздух под високо налягане | 175 °C | 190 °C |
| 2 | Странична температура на отработените газове с високо налягане | 80 ℃ | 85 °C |
| 3 | Температура на входящия въздух от страната на ниско налягане | 175 °C | 195 °C |
| 4 | Странична температура на отработените газове с ниско налягане | 45 °C | 65 °C |
Преди трансформацията на VOC, температурата на страничния лагер без работно колело в края на ниското налягане е била стабилна на около 80°C (алармената температура на лагера тук е 110°C, а високата температура е 120°C).След като трансформацията на летливи органични съединения стартира на 6 януари 2019 г., температурата на страничния лагер без работно колело в края с ниско налягане на разширителя се повиши бавно и най-високата температура беше близо до най-високата отчетена температура от 120°C, но параметрите на вибрациите не са се променили значително през този период (виж Фигура 2).
Фиг. 2 Диаграма на скоростта на потока на разширителя и вибрациите и температурата на незадвижващия вал
1 – поточна линия 2 – незадвижваща крайна линия 3 – вибрационна линия на незадвижващ вал
3. Анализ на причините и метод на лечение
След проверка и анализ на тенденцията на температурни колебания на лагерите на парни турбини и елиминиране на проблемите с показването на инструментите на място, флуктуациите на процеса, статичното предаване на износването на четките на парните турбини, колебанията в скоростта на оборудването и качеството на частите, основните причини за температурните колебания на лагерите са:
3.1 Причини за повишаване на температурата на страничния лагер без работно колело в края на ниското налягане на разширителя
3.1.1 Проверката при разглобяване установи, че разстоянието между лагера и вала и хлабината на зацепване на зъбите на зъбното колело са нормални.С изключение на предполагаемия лак върху лагерната повърхност на страната без работно колело в края с ниско налягане на разширителя (вижте Фигура 3), не бяха открити аномалии в други лагери.
Фигура 3 Физическа картина на лагера на незадвижващия край и кинематична двойка на разширителя
3.1.2 Тъй като смазочното масло е сменено за по-малко от година, качеството на маслото е преминало теста преди шофиране.За да премахне съмненията, компанията изпрати смазочното масло на професионална компания за тестване и анализ.Професионалната компания потвърждава, че закрепването върху опорната повърхност е ранен лак, MPC (индекс на склонност към лакиране) (вижте Фигура 4)
Фигура 4 Доклад за анализ на технологията за мониторинг на масло, издаден от професионална технология за мониторинг на масло
3.1.3 Смазочното масло, използвано в разширителя, е турбинно масло Shell Turbo No. 46 (минерално масло).Когато минералното масло е при висока температура, смазочното масло се окислява и продуктите от окисляването се събират върху повърхността на лагерната втулка, за да образуват лак.Минералното смазочно масло се състои главно от въглеводородни вещества, които са относително стабилни при стайна температура и ниска температура.Въпреки това, ако някои (дори много малък брой) въглеводородни молекули претърпят окислителни реакции при високи температури, други въглеводородни молекули също ще претърпят верижни реакции, което е характеристика на въглеводородните верижни реакции.
3.1.4 Техниците по оборудването проведоха проучвания относно опората на корпуса на оборудването, студеното напрежение на входящите и изходящите тръбопроводи, откриването на течове на маслената система и целостта на температурната сонда.И смених комплект лагери в незадвижващия край на страната с ниско налягане на разширителя, но след като карах един месец, температурата все още достигаше 110 ℃ и след това имаше големи колебания във вибрациите и температурата.Бяха направени няколко корекции, за да се доближат до условията преди модернизация, но почти без никакъв ефект (виж Фигура 5).
Фигура 5 Диаграма на тенденциите на свързаните индикатори от 13 февруари до 29 март
производителят на MAN Turbo, при настоящите работни условия на разширителя, ако обемът на входящия въздух е стабилен при 120 t/h, изходната мощност е 8000kw, което е относително близко до първоначалната проектна изходна мощност от 7990kw при нормални работни условия;Когато обемът на въздуха е 130 t/h, изходната мощност е 8680kw;ако обемът на входящия въздух е 146 t/h, изходната мощност е 9660kw.Тъй като работата, извършена от страната с ниско налягане, представлява две трети от разширителя, страната с ниско налягане на разширителя може да бъде претоварена.Когато температурата надвиши 110 °C, стойността на вибрациите се променя драстично, което показва, че новообразуваният лак върху повърхността на вала и лагерната втулка е надраскан през този период (вижте Фигура 6).
Фигура 6 Таблица за баланс на мощността на разширителен модул
3.2Анализ на механизмите на съществуващи проблеми
3.2.1 Както е показано на Фигура 7, може да се види, че включеният ъгъл между посоката на лека вибрация на опорната точка на блока от плочки и хоризонталната координатна линия в координатната система е β, ъгълът на люлеене на блока от плочки е φ , и накланящата се лагерна система, съставена от 5 плочки, когато плочката Когато подложката е подложена на натиск от маслен филм, тъй като опорната точка на подложката не е абсолютно твърдо тяло, позицията на опорната точка на подложката след деформация на компресия ще създават малко изместване по посока на геометричното предварително натоварване поради твърдостта на опорната точка, като по този начин променят хлабината на лагера и дебелината на масления филм [1] .
Фиг.7 Координатна система на единична подложка на лагер на накланяща се подложка
3.2.2 От Фигура 1 може да се види, че роторът е конструкция от конзолна греда, а работното колело е основният работен компонент.Тъй като страната на работното колело е задвижващата страна, когато газът се разширява, за да извърши работа, въртящият се вал от страната на работното колело е в идеално състояние в лагерната втулка поради ефекта на газовото амортизиране и междината на маслото остава нормална.В процеса на зацепване и предаване на въртящ момент между големите и малките зъбни колела, като това е опорна точка, радиалното свободно движение на страничния вал без работно колело ще бъде ограничено при условия на претоварване, а налягането на смазочния филм е по-високо от това на други лагери, което прави това място смазано Твърдината на филма се увеличава, скоростта на обновяване на масления филм намалява и топлината от триене се увеличава, което води до лак.
3.2.3 Лакът в маслото се произвежда главно в три форми: окисление на маслото, „микро-изгаряне“ на маслото и локално изхвърляне при висока температура.Лакът трябва да е причинен от „микро-изгарянето“ на маслото.Механизмът е следният: определено количество въздух (обикновено по-малко от 8%) ще бъде разтворено в смазочното масло.Когато границата на разтворимост бъде превишена, въздухът, влизащ в маслото, ще съществува в маслото под формата на суспендирани мехурчета.След навлизане в лагера, високото налягане кара тези мехурчета да претърпят бързо адиабатно компресиране и температурата на флуида се повишава бързо, за да причини адиабатно „микро-изгаряне“ на маслото, което води до неразтворими вещества с изключително малък размер.Тези неразтворими вещества са полярни и са склонни да се придържат към метални повърхности, за да образуват лакове.Колкото по-голямо е налягането, толкова по-ниска е разтворимостта на неразтворимото вещество и толкова по-лесно е то да се утаи и утаи, за да образува лак.
3.2.4 С образуването на лака дебелината на масления филм в несвободно състояние се заема от лака и в същото време скоростта на обновяване на масления филм намалява и температурата постепенно се повишава, което се увеличава триенето между повърхността на лагерната втулка и вала и отложеният лак причиняват Лошото разсейване на топлината и повишаването на температурата на маслото водят до висока температура на лагерната втулка.В крайна сметка шийката се трие в лака, което се проявява в силни колебания във вибрациите на вала.
3.2.5 Въпреки че стойността на MPC на разширителното масло не е висока, когато има лак в системата на смазочното масло, разтварянето и утаяването на частиците на лака в маслото е ограничено поради ограничената способност на смазочното масло да се разтваря частиците лак.Това е система за динамичен баланс.Когато достигне наситено състояние, лакът ще увисне върху лагера или лагерната подложка, причинявайки температурни колебания на лагерната подложка, което е основна скрита опасност, засягаща безопасната работа.Но тъй като прилепва към подложката на лагера, това е една от причините за повишаването на температурата на подложката на лагера.
4 Мерки и противодействия
Премахването на натрупания лак върху лагера може да гарантира, че лагерът на модула работи при контролирана температура.Чрез проучване и комуникация с много производители на оборудване за премахване на лакове, ние избрахме Kunshan Winsonda, която има добър ефект на използване и репутация на пазара, за производство на WVD-II електростатична адсорбция + адсорбция на смола, което е сложно оборудване за отстраняване на лакове за премахване на боя.мембрана.
Маслените пречистватели от серия WVD-II ефективно комбинират електростатична адсорбционна пречистваща технология и йонообменна технология, разтварят разтворения лак чрез адсорбция на смола и разтварят утаения лак чрез електростатична адсорбция.Тази технология може да сведе до минимум съдържанието на утайка за кратко време. За кратък период от няколко дни оригиналната система за смазване, съдържаща голямо количество утайка/лак, може да бъде възстановена до най-доброто работно състояние и проблемът с бавното нарастване на температурата на опорния лагер, причинена от лака, може да бъде решена.Той може ефективно да отстрани и предотврати разтворимите и неразтворимите маслени утайки, генерирани по време на нормалната работа на парната турбина.
Основните му принципи са следните:
4.1 Йонообменна смола за отстраняване на разтворения лак
Йонообменната смола се състои основно от две части: полимерен скелет и йонообменна група.Принципът на адсорбция е показан на фигура 8,
Фигура 8 Принцип на адсорбция на смола чрез йонно взаимодействие
Обменната група е разделена на неподвижна част и подвижна част.Фиксираната част е свързана с полимерната матрица и не може да се движи свободно и се превръща във фиксиран йон;подвижната част и неподвижната част се комбинират чрез йонни връзки, за да станат обменен йон.Фиксираните йони и подвижните йони имат съответно противоположни заряди.В лагерната втулка подвижната част се разлага на свободно движещи се йони, които се обменят с други продукти на разграждане със същия заряд, така че те се комбинират с фиксираните йони и се адсорбират здраво върху обменната основа.В групата се отстранява от маслото, разтвореният лак се отстранява чрез адсорбция на йонообменна смола.
4.2 Електростатична адсорбционна технология за отстраняване на суспендиран лак
Технологията за електростатична адсорбция използва главно генератор с високо напрежение за генериране на електростатично поле с високо напрежение за поляризиране на замърсените частици в маслото, за да покаже съответно положителни и отрицателни заряди.Неутралните частици се притискат и преместват от заредените частици и накрая всички частици се адсорбират и се прикрепват към колектора (виж Фигура 9).
Фигура 8 Принцип на технологията за електростатична адсорбция
Технологията за електростатично почистване на масло може да премахне всички неразтворими замърсители, включително примеси от частици и суспендиран лак, получен от разграждането на маслото.Традиционните филтърни елементи обаче могат да премахнат само големи частици със съответната прецизност и е трудно да се премахнат субмикронни ниво окачен лак .
Тази система може напълно да елиминира лака, утаен и отложен върху подложката на лагера, като по този начин напълно решава влиянието на температурата на подложката на лагера и промените във вибрациите, причинени от лака, така че уредът да може да работи стабилно за дълъг период от време.
5. Заключение
Устройството за премахване на лак WSD WVD-II беше пуснато в употреба, през две години наблюдение на работа, температурата на лагера винаги се поддържаше около 90°C и модулът остана в нормална работа.Намерен е лаков филм (виж Фигура 10).
Физическата картина на демонтажа на лагера след инсталиране отстраняване на лак
оборудване
препратки:
[1] Liu Siyong, Xiao Zhonghui, Yan Zhiyong и Chen Zhujie.Числено симулиране и експериментално изследване на динамичните характеристики на шарнирни еластични и амортизиращи лагери с накланяща се подложка [J].Китайски журнал за машинно инженерство, октомври 2014 г., 50 (19): 88.
Време на публикуване: 13 декември 2022 г