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Aplicação inovadora de tecnologia de remoção de verniz em gerador de turbina a gás solar

Aplicação inovadora

 

Resumo: Analisar as causas da flutuação da temperatura da bucha do gerador de turbina a gás duplo combustível, propor soluções específicas, dominar os pontos de risco e medidas preventivas de operação.

Visão geral do equipamento

Campo petrolífero BZ 25-1 / S (mar central de Bohai) da CNOOC (China) Co., LTD.A filial de Tianjin (FPSO) está equipada com quatro grupos geradores de turbina a gás de duplo combustível TITAN130 produzidos pela SOLAR.O conjunto gerador de turbina inclui motor de turbina a gás, dispositivo de desaceleração, gerador, painel de controle, painel de instrumentos, base comum, tampa de isolamento acústico e sistema auxiliar, etc. Seção da Figura 1)

A potência líquida de saída da turbina é 13.500 kW e a velocidade é 11.220 rpm, e a potência nominal de saída do gerador configurado é 12.500 kW sob condições ambientais de 40 ℃.A tensão do gerador é 6300 V, 50 Hz, 3 ph, o fator de potência é 0,8 PF;a unidade possui rolamento de amortecimento inclinado para rolamento de impulso, rolamento de diâmetro do eixo e redutor possui engrenagem planetária de grau 3.Cada ponto de lubrificação do rolamento adota o modo de lubrificação forçada de fornecimento de óleo centralizado. (Ver Tabela 1,2,3 e 4 para parâmetros técnicos específicos da unidade)

Quatro grupos geradores de turbina a gás de combustível duplo TITAN130 podem alimentar todo o campo de petróleo e há quatro dispositivos de recuperação de calor residual.O óleo médio de aquecimento é aquecido pelo gás de combustão de alta temperatura gerado pela turbina.A operação estável e segura dos quatro grupos geradores de turbina a gás de duplo combustível TITAN130 é crucial.

Tabela 1: Parâmetros técnicos do grupo gerador de turbina a gás

fabricantes

Sola Corporation, EUA (SOLAR)

número do dispositivo

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

Potência ISO

13.500 kW

O tamanho da unidade

1414832123948 (mm) (comprimento, largura e altura),

Excluindo a altura do tubo de entrada/escape

Peso total do trenó unitário

12T

Tipos de combustível

Com raiva e diesel

maneira de instalar

Suporte GIMBAL de três pontos

Tabela 2: Parâmetros técnicos da turbina a gás do grupo gerador de turbina a gás

fabricantes

Sola Corporation, EUA (SOLAR)

modelo

TITÃ 130

tipo

Monoaxial / fluxo axial / tipo industrial

Forma de compressor

tipo de fluxo axial

Série de compressores

Nível 14

taxa de redução

17:1

Velocidade do compressor

11220 rpm

Fluxo de gás comprimido

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

Série de turbinas a gás

Nível 3

Velocidade da turbina a gás

11220 r/min

Tipo de câmara de combustão

Tipo de tubo anelar

Modo de ignição

ignição por faísca

Número de bico de combustível

21

Tipo de rolamento

rolamento de impulso

modo inicial

O motor de conversão de frequência é iniciado

Tabela 3: Parâmetros técnicos da caixa de desaceleração do grupo gerador de turbina a gás

fabricantes

ENGRENAGENS ALLEN

tipo

Engrenagem planetária de nível 3 de alta velocidade

Velocidade de saída principal

1500 r/min

Tabela 4: Parâmetros técnicos do gerador principal do grupo gerador de turbina a gás

fabricantes

Empresa Elétrica Ideal dos EUA

modelo

SAB

fabricação Não

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

potência

12.000 kW

velocidade nominal

1500 rpm

tensão nominal

6300 kV

frequência

50 Hz

fator de potência

0,8

Ano de fábrica

2004

 

Aplicação inovadora

Existem problemas com a unidade

Em abril de 2018, constatou-se que a temperatura da bucha do mancal de quatro unidades oscilava e alguns pontos de temperatura não conseguiam retornar ao valor operacional original após o aumento da temperatura.Um rolamento da turbina (bucha do rolamento) atingiu uma temperatura de 108 ℃ e apresentou tendência ascendente, enquanto as outras três unidades também apresentaram tendência ascendente.

Análise de causas e medidas de tratamento

3.1 motivo do aumento da temperatura da bucha do rolamento

3.1.1 O óleo lubrificante utilizado nesta unidade é o CASTROL PERFECTO X32, que é óleo mineral.Quando a temperatura está alta, o óleo lubrificante é fácil de oxidar e os produtos da oxidação se acumulam na superfície da bucha para formar verniz.Ao detectar o índice de óleo corrente da unidade, verifica-se que o índice de tendência ao verniz é alto e o grau de poluição também é alto (ver Tabela 5).O índice de tendência do verniz é alto, o que pode causar a formação de fixação e acúmulo na bucha do mancal, reduzindo assim a folga da película de óleo, aumentando o atrito e levando à má dissipação de calor da bucha do mancal, ao aumento do axial temperatura e a aceleração da oxidação do óleo.Ao mesmo tempo, devido à alta poluição do óleo, o verniz irá aderir a outras partículas contaminadas, formando o efeito de lixamento e agravando o desgaste do equipamento. (Ver Fig. 3 Fluxograma de lubrificação da unidade)

Tabela 5 Resultados de testes e análises de óleo lubrificante antes de instalar o filtro de óleo de verniz

O índice de verniz

data

2018.04

2018.06

2018.07

2018.12

motor principal A

29,5

31,5

32

32,5

motor principal B

36,3

40,5

42

43

motor principal C

40,5

46,8

42,6

45

motor principal D

31.1

35

35,5

36

Aplicação inovadora2

Figura 2 Diagrama de tendência do índice de verniz antes da purificação do verniz deslizante unitário

Aplicação inovadora3

Figura 3 Fluxograma de lubrificação da unidade

Ao analisar a causa do aumento da temperatura da bucha do mancal, pode ser que o verniz seja produzido no óleo lubrificante da unidade, e o verniz se concentre finalmente na bucha do mancal, resultando na oscilação de temperatura e elevação da bucha do mancal.

3.1.2Causas do verniz

* O óleo lubrificante mineral é composto principalmente de hidrocarbonetos, que são relativamente estáveis ​​em temperatura ambiente e baixa temperatura.Mas se no caso de alta temperatura, algumas moléculas de hidrocarbonetos (mesmo que o número seja muito pequeno) sofrerão reação de oxidação, outras moléculas de hidrocarbonetos também seguirão a reação em cadeia, que é a característica da reação em cadeia de hidrocarbonetos;

* O óleo lubrificante forma verniz solúvel na área de alta temperatura e alta pressão.No processo de fluxo do óleo da área de alta temperatura para a área de baixa temperatura, a diminuição da temperatura leva à diminuição da solubilidade, e as partículas de verniz precipitam do óleo lubrificante e começam a se depositar;

* Ocorre deposição do verniz.Após a formação das partículas de verniz, o sedimento começa a condensar e formar o sedimento será depositado preferencialmente na superfície do metal quente, resultando no aumento rápido da temperatura da bucha, pois a temperatura do óleo também aumentará lentamente;

* Flutuações de temperatura que podem ser causadas por outros fatores ambientais ou problemas de falha da unidade.

3.2 Medidas para resolver o problema do aumento da temperatura da bucha do rolamento

3.2.1 Aumente a pressão do óleo lubrificante de 0,23 Mpa para 0,245 Mpa para melhorar a eficiência da transferência de calor da lubrificação e aliviar a tendência de aumento lento da temperatura da bucha do rolamento.

3.2.2 Substitua o resfriador de óleo deslizante com eficiência de transferência de calor de baixo envelhecimento por um novo resfriador de acionamento direto doméstico, e a temperatura de fornecimento de óleo deslizante será estável de 60 ℃ a cerca de 50 ℃ por um longo tempo.

3.2.3 Princípio de funcionamento da tecnologia de adsorção eletrostática —— remoção de verniz precipitado (ver Figura 4)

A purificação eletrostática é o uso de campo estático circular de alta tensão, faz com que as partículas de poluição por óleo mostrem eletricidade positiva e negativa, respectivamente, partículas elétricas positivas e negativas sob a ação da direção do eletrodo negativo e positivo, partículas neutras espremidas por fluxo de partículas carregadas, finalmente todas as partículas adsorção no coletor, remova completamente os poluentes no óleo, com fluxo eletrostático de partículas de óleo, o tanque, parede do tubo e componentes da lama em todas as impurezas, adsorção de erosão de óxido, o ativo remove a lama adesiva da superfície do sistema e sujeira adesiva , desempenham o papel de sistema de limpeza.

Aplicação inovadora4

Figura 4. Ilustração esquemática da tecnologia de adsorção eletrostática

3.2.4 Princípio de funcionamento da tecnologia de adsorção de resina iônica —— Remova o verniz dissolvido

A resina de troca iônica DICR ™ pode remover contaminantes solúveis no óleo da turbina, garantindo a diminuição dos indicadores de MPC, pois a maioria das turbinas são solúveis durante a operação, e somente saturados esses produtos formarão precipitação, os equipamentos eletrostáticos não conseguem remover esses subprodutos em o estado dissolvido.

A combinação de adsorção eletrostática e tecnologia de resina pode não apenas remover efetivamente o verniz suspenso, mas também remover o produto de verniz dissolvido.

Aplicação inovadora5Figura 5 Diagrama esquemático da tecnologia de adsorção de resina iônica

3.3 Efeito da remoção do verniz

Em 14 de dezembro de 2019, o filtro de óleo verniz modelo WVD foi instalado e operado.Sob a medida abrangente de substituição do resfriador de óleo da turbina a gás em 20 de agosto de 2020, a temperatura do rolamento da turbina (bucha) diminuiu de 108 ℃ para cerca de 90 ℃ (consulte a Figura 6, tendência de temperatura do rolamento de purificação traseiro (bucha)).A cor do óleo é significativamente melhorada (Figura 7 comparação do óleo antes e depois da purificação).Através da análise e dos dados de testes externos, o índice de tendência do verniz de óleo foi reduzido de 42,4 para 4,5, o nível de poluição foi reduzido de NAS 9 para 6 e o ​​índice de valor ácido foi reduzido de 0,17 para 0,07.(Ver Tabela 6 Teste e resultados da análise de óleo após filtro de filtro)

Aplicação inovadora6

Figura 6 Tendência de temperatura do rolamento traseiro purificado (bucha do rolamento)

Tabela 6 Resultados de teste e análise de óleo após filtro de filtro

O índice de verniz

data

20/1

20/4

20/7

20/10

21/1

21/4

21/8

motor principal A

19,5

11,5

9.6

10

7,8

8

7.6

motor principal B

16.3

13,5

11.2

12,7

8,5

8.7

8,5

motor principal C

20,5

16,8

12.6

10.8

11,5

10.3

8.3

motor principal D

21.1

18.3

15,5

9,5

10.4

6.7

7,8

Aplicação inovadora7

Figura 7 Comparação da cor do óleo antes e depois da purificação

Os benefícios econômicos gerados

Através da instalação e operação deUnidade de remoção de verniz WVD, resolver efetivamente o aumento da temperatura do rolamento de impulso da turbina a gás, evitar os grandes danos causados ​​​​pelos danos ao rolamento e a perda de peças de vedação rotativas causadas por peças sobressalentes, reduzir a perda de rolamento de manutenção em 5 milhões de RMB acima, e o tempo de manutenção de coordenação é longo, nenhuma unidade de reserva no local de produção causa sério impacto na produção segura e estável.

A unidade precisa encher 20 barris de óleo/unidade.Depois de filtrar o filme de remoção de tinta, o óleo atinge totalmente o índice qualificado, economizando cerca de 400.000 RMB no custo de substituição do óleo.

Conclusão

 

Devido à alta temperatura, alta pressão e alta velocidade de longo prazo do sistema de lubrificação de unidades grandes, a velocidade de oxidação do óleo acelera, o índice de verniz aumenta e o conteúdo de gelatina aumenta.O acúmulo de impurezas moles no sistema de unidades grandes afeta a precisão do sistema de regulação de velocidade e a operação normal da unidade, o que pode facilmente levar à flutuação da unidade ou até mesmo ao desligamento não planejado.A cola de verniz depositada na superfície da bucha do eixo também causará o aumento da temperatura da bucha do eixo, e a adesão do verniz e das partículas sólidas também agravará o desgaste do equipamento.A unidade de remoção de verniz WVD pode melhorar continuamente a qualidade do óleo lubrificante da unidade, garantir a operação estável de ciclo longo de unidades grandes, prolongar o ciclo de serviço do óleo lubrificante, melhorar o ambiente operacional do sistema, reduzir o custo de compra de óleo lubrificante.

 


Horário da postagem: 02 de dezembro de 2023
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