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