1. Visão Geral
O compressor de gás craqueado e a turbina a vapor do departamento de produção de etileno de 100Kt/a da Bora LyondellBasell Petrochemical Co., Ltd. estão todos equipados com equipamentos da japonesa Mitsubishi Heavy Industries.
O compressor de gás de pirólise é um compressor centrífugo de impulsor de três cilindros, cinco estágios e 16 estágios com 6 portas de sucção e 5 portas de descarga.Os principais parâmetros de desempenho são os seguintes;a velocidade nominal é 4056r/min, a potência nominal é 53567KW, a pressão de descarga do compressor é 3,908Mpa, a temperatura de descarga é 77,5°C e a vazão é 474521kg/h.O mancal de impulso da turbina a vapor da unidade é um mancal de impulso do tipo Kingsbury com 6 pastilhas.Esses rolamentos são equipados com 6 grupos de entradas de óleo lubrificante para lubrificação, e cada grupo de entradas de óleo tem 4 orifícios de entrada de óleo de 3,0 mm e 5 A de 1,5 mm, a folga axial entre o rolamento axial e a placa axial é de 0,46-0,56 mm.Adote o método de lubrificação forçada de fornecimento de óleo centralizado na estação de óleo lubrificante.
Seu diagrama de eixo é o seguinte:
2, Problema de unidade
Desde o início da unidade compressora em 5 de agosto de 2020, a temperatura do mancal de impulso TI31061B da turbina a vapor tem oscilado frequentemente e aumentado gradativamente.A partir das 16h43 do dia 14 de dezembro de 2020, a temperatura do TI31061B atingiu 118°C, o que está a apenas 2 minutos do valor do alarme.℃.
Figura 1: Tendência da temperatura do mancal de impulso da turbina a vapor TI31061B
3. Análise de causas e medidas de tratamento
3.1 Causas da flutuação de temperatura do mancal axial da turbina a vapor TI31061B
Depois de verificar e analisar a tendência de flutuação de temperatura do mancal de impulso da turbina a vapor TI31061B, e excluindo os problemas de exibição do instrumento no local, flutuações de processo, desgaste das escovas da turbina a vapor, flutuações de velocidade do equipamento e qualidade das peças, as principais razões para o eixo as flutuações de temperatura são:
3.1.1 O óleo lubrificante utilizado neste compressor é o SHELL TURBO T32, que é óleo mineral.Quando a temperatura está alta, o óleo lubrificante em uso é oxidado e os produtos da oxidação se acumulam na superfície da bucha do rolamento para formar um verniz.O óleo lubrificante mineral é composto principalmente de hidrocarbonetos, que são relativamente estáveis à temperatura ambiente e a baixas temperaturas.No entanto, se algumas moléculas de hidrocarbonetos (mesmo um número muito pequeno) sofrerem reações de oxidação a altas temperaturas, outras moléculas de hidrocarbonetos também sofrerão reações em cadeia, o que é uma característica das reações em cadeia de hidrocarbonetos.
3.1.2 Quando o óleo lubrificante é adicionado ao equipamento, a condição de trabalho passa a ser um estado de alta temperatura e alta pressão, portanto esse processo é acompanhado pela aceleração da reação de oxidação.Durante a operação do equipamento, como o mancal axial da turbina está próximo ao vapor de ultra-alta pressão, o calor gerado pela condução de calor é relativamente grande.Ao mesmo tempo, o deslocamento axial do compressor tem sido muito grande desde que foi iniciado, atingindo 0,49 mm de uma só vez, enquanto o valor do alarme foi de ± 0,5 mm.O empuxo axial do rotor da turbina a vapor é muito grande, então a taxa de oxidação desta peça do mancal de impulso pode ser duas vezes maior que a taxa de oxidação de outras peças.Neste processo, o produto de oxidação existirá num estado solúvel e o produto de oxidação será precipitado quando o estado saturado for atingido.
3.1.3 O verniz solúvel precipita para formar verniz insolúvel.O óleo lubrificante forma um verniz solúvel na área de alta temperatura e alta pressão.Quando o óleo flui da área de alta temperatura para a área de baixa temperatura, a temperatura diminui e a solubilidade diminui, e as partículas de verniz são separadas do óleo lubrificante e começam a se depositar.
3.1.4 Ocorre deposição de verniz.Após a formação das partículas de verniz, elas começam a se aglomerar e formar depósitos que se depositam preferencialmente em superfícies metálicas quentes.Ao mesmo tempo, como a temperatura do mancal axial tem estado alta desde o início da operação, a temperatura da almofada do mancal aqui aumentou rapidamente, enquanto a temperatura dos outros mancais mudou lentamente.
3.2 Resolver o problema de aumento de temperatura do rolamento axial da turbina a vapor TI31061B
3.2.1 Depois de descobrir que a temperatura do mancal de impulso TI31061B aumentou lentamente, a temperatura do óleo lubrificante foi reduzida de 40,5°C para 38°C, e a pressão do óleo lubrificante foi aumentada de 0,15Mpa para 0,176Mpa para aliviar o lento aumento da temperatura da bucha do rolamento.
3.2.2 O rotor da turbina a vapor possui 15 estágios de impulsores, os primeiros 12 estágios dos impulsores possuem orifícios de equilíbrio e os últimos 3 estágios não são projetados com orifícios de equilíbrio.A margem de empuxo axial projetada pela Mitsubishi é muito pequena, então ajuste a extração da turbina a vapor para ajustar o empuxo axial.Conforme mostrado na Figura 2 1279ZI31001C, o deslocamento do eixo da turbina a vapor é de 0,44 mm.Após consultar o fabricante do compressor, o deslocamento do eixo é positivo, o que significa que o rotor está se deslocando para o lado do compressor em relação ao rotor do projeto original, por isso é decidido reduzir a extração de ar intermediário de 300T/h Reduzir para 210T/h, aumentar a carga no lado de baixa pressão da turbina a vapor, aumentar o empuxo no lado de alta pressão e reduzir o empuxo axial no mancal de impulso, desacelerando assim a tendência crescente da temperatura do mancal de impulso.
Figura 2 Relação entre deslocamento do eixo da turbina a vapor e mancal de impulso
3.2.3 Em 23 de novembro de 2020, a amostra de óleo lubrificante da unidade foi enviada ao instituto de testes do Instituto de Ciência Mecânica Co. de Guangzhou, Ltd.Os resultados são mostrados na Figura 3. Os resultados da análise constataram que o valor MPC foi alto, o que pode determinar a ocorrência de oxidação do óleo.O verniz é um dos motivos da alta temperatura do mancal axial da turbina a vapor TI31061B.Quando há verniz no sistema de óleo lubrificante, a dissolução e precipitação das partículas de verniz no óleo é um sistema de equilíbrio dinâmico devido à capacidade limitada do óleo lubrificante de dissolver as partículas de verniz.Quando atinge um estado saturado, o verniz fica pendurado no rolamento ou na almofada do rolamento, fazendo com que a temperatura da almofada flutue.É um grande perigo oculto para uma operação segura.
Por meio de pesquisas, escolhemos Kunshan Winsonda, que possui melhor efeito de uso e reputação de mercado, para produzir adsorção eletrostática WVD + adsorção de resina, que é um equipamento composto de remoção de verniz para eliminar verniz.
O verniz é um produto formado pela degradação do óleo, que existe no óleo em estado dissolvido ou suspenso sob certas condições químicas e temperatura.Quando a lama excede a solubilidade do óleo lubrificante, a lama precipitará e formará um verniz na superfície do componente.
O purificador de óleo da série WVD-II combina efetivamente tecnologia de purificação de adsorção eletrostática e tecnologia de troca iônica, que pode efetivamente remover e prevenir o lodo solúvel e insolúvel gerado durante a operação normal da turbina a vapor, de modo que o verniz não pode ser produzido.
O objetivo dos purificadores de óleo da série WVD-II é eliminar a causa da formação de verniz.Esta tecnologia pode minimizar o conteúdo de lodo em um curto período de tempo e restaurar o sistema de lubrificação original com uma grande quantidade de lodo/verniz ao estado operacional ideal em poucos dias, resolvendo assim completamente o problema do lento aumento da temperatura do empuxo rolamentos causados pelo verniz.
Figura 3 Os resultados do teste e da análise antes de instalar a unidade de remoção de verniz
Óleo limpo único: adsorção eletrostática para remover lodo/verniz não solúvel Princípio: a tecnologia de adsorção eletrostática remove poluentes, o óleo está na ação de um campo eletrostático circular de alta tensão, de modo que as partículas poluídas apresentam cargas positivas e negativas respectivamente , e sob a ação de um campo elétrico trapezoidal Empurre as partículas carregadas positiva e negativamente para nadar em direção aos eletrodos negativo e positivo, respectivamente, e as partículas neutras são comprimidas e movidas pelo fluxo de partículas carregadas e, finalmente, todas as partículas são adsorvidas em o coletor para remover completamente os poluentes do óleo.
Óleo limpo secundário: Adsorção de resina de troca iônica para remover colóides dissolvidos Princípio: A tecnologia de adsorção de carga por si só não pode resolver o verniz dissolvido, enquanto a resina iônica contém bilhões de sítios polares, que podem absorver verniz solúvel e verniz potencial, para garantir que os produtos de degradação o façam. não se acumula no óleo lubrificante e pode melhorar a solvência do óleo lubrificante, para que o sistema esteja em um estado operacional ideal.
Figura 5. Diagrama esquemático do óleo limpo secundário
3.3 Efeito da remoção de verniz
A unidade de verniz foi instalada e operada em 14 de dezembro de 2020, e a temperatura do mancal de impulso da turbina a vapor TI31061B caiu para cerca de 92°C em 19 de dezembro de 2020 (conforme mostrado na Figura 6).
Fig.6 Tendência de temperatura do mancal de impulso TI31061B da turbina a vapor
Após mais de um mês de operação da unidade de remoção de verniz, a qualidade do óleo lubrificante da unidade melhorou significativamente.Através da detecção e análise do Instituto de Pesquisa Guangyan, o índice de tendência ao verniz dos produtos petrolíferos foi reduzido de 10,2 para 6,2, e o nível de poluição foi reduzido de> 12 para 7 Grau, não há perda de quaisquer aditivos no lubrificante óleo (veja a Figura 7 para obter os resultados de detecção e análise após a instalação da unidade de remoção de verniz).
FIGO.7 Resultados de testes e análises após a instalação da unidade
4 Benefícios econômicos gerados
Através da instalação e operação da unidade de remoção de verniz, o problema do lento aumento de temperatura do mancal de impulso TI31061B da turbina a vapor causado pelo verniz é completamente resolvido, e a enorme perda causada pelo desligamento da unidade compressora de gás de pirólise é evitado (pelo menos 3 dias, a perda é de pelo menos 4 milhões de RMB; a substituição do mancal de impulso da turbina a vapor leva 1 dia, a perda é de 1 milhão), e a perda de peças sobressalentes para as peças rotativas e de vedação após a temperatura do mancal de impulso aumenta lentamente (a perda está entre 500.000 e 8 milhões de yuans).
A unidade foi abastecida com um total de 160 barris de derivados de petróleo, e os derivados atingiram completamente o índice qualificado após a filtração de alta precisão da unidade de remoção de verniz, economizando 500.000 RMB em custos de reposição de derivados.
5. Conclusão
Devido às condições operacionais de alta temperatura, alta pressão e alta velocidade de longo prazo no sistema de lubrificação de unidades grandes, a velocidade de oxidação do óleo é acelerada e o índice de verniz é aumentado.O perigo oculto de queima da bucha no rolamento de impulso garante a operação estável da unidade a longo prazo, o que prova que as medidas acima são eficazes.
Horário da postagem: 28 de dezembro de 2022