1. Información general
El compresor de gas craqueado y la turbina de vapor impulsora del departamento de producción de etileno de 100 kt/a de Bora LyondellBasell Petrochemical Co., Ltd. están equipados con equipos de Mitsubishi Heavy Industries de Japón.
El compresor de gas de pirólisis es un compresor centrífugo de impulsor de 16 etapas, cinco etapas y tres cilindros con 6 puertos de succión y 5 puertos de descarga.Los principales parámetros de rendimiento son los siguientes;la velocidad nominal es 4056r/min, la potencia nominal es 53567KW, la presión de descarga del compresor es 3.908Mpa, la temperatura de descarga es 77,5°C y el caudal es 474521kg/h.El cojinete de empuje impulsor de la turbina de vapor de la unidad es un cojinete de empuje tipo Kingsbury con 6 pastillas.Estos rodamientos están equipados con 6 grupos de entradas de aceite lubricante para lubricación, y cada grupo de entradas de aceite tiene 4 orificios de entrada de aceite de 3,0 mm y 5 A de 1,5 mm, la holgura axial entre el rodamiento de empuje y la placa de empuje es de 0,46-0,56 mm.Adopte el método de lubricación forzada de suministro de aceite centralizado en la estación de aceite lubricante.
Su diagrama de ejes es el siguiente:
2, problema de la unidad
Desde el inicio de la unidad compresora el 5 de agosto de 2020, la temperatura del cojinete de empuje TI31061B de la turbina de vapor ha fluctuado con frecuencia y ha aumentado gradualmente.A las 16:43 del 14 de diciembre de 2020, la temperatura del TI31061B alcanzó los 118 °C, lo que está a solo 2 minutos del valor de alarma.℃.
Figura 1: Tendencia de la temperatura del cojinete de empuje de la turbina de vapor TI31061B
3. Análisis de causas y medidas de tratamiento.
3.1 Causas de la fluctuación de temperatura del cojinete de empuje de la turbina de vapor TI31061B
Después de verificar y analizar la tendencia de fluctuación de temperatura del cojinete de empuje de la turbina de vapor TI31061B, y excluir los problemas de visualización del instrumento en el sitio, las fluctuaciones del proceso, el desgaste de las escobillas de la turbina de vapor, las fluctuaciones de velocidad del equipo y la calidad de las piezas, las razones principales del eje las fluctuaciones de temperatura son:
3.1.1 El aceite lubricante utilizado en este compresor es SHELL TURBO T32, que es aceite mineral.Cuando la temperatura es alta, el aceite lubricante en uso se oxida y los productos de oxidación se acumulan en la superficie del casquillo del cojinete para formar un barniz.El aceite lubricante mineral está compuesto principalmente de hidrocarburos, que son relativamente estables a temperatura ambiente y baja temperatura.Sin embargo, si algunas (incluso una cantidad muy pequeña) de moléculas de hidrocarburos sufren reacciones de oxidación a altas temperaturas, otras moléculas de hidrocarburos también sufrirán reacciones en cadena, lo cual es una característica de las reacciones en cadena de hidrocarburos.
3.1.2 Cuando se agrega el aceite lubricante al equipo, la condición de trabajo pasa a ser un estado de alta temperatura y alta presión, por lo que este proceso va acompañado de la aceleración de la reacción de oxidación.Durante el funcionamiento del equipo, debido a que el cojinete de empuje de la turbina está cerca del vapor de presión ultraalta, el calor generado por la conducción de calor es relativamente grande.Al mismo tiempo, el desplazamiento axial del compresor ha sido demasiado grande desde que se puso en marcha, alcanzando 0,49 mm en un momento, mientras que el valor de alarma era de ±0,5 mm.El empuje axial del rotor de la turbina de vapor es demasiado grande, por lo que la tasa de oxidación de esta parte del cojinete de empuje puede ser dos veces mayor que la tasa de oxidación de otras partes.En este proceso, el producto de oxidación existirá en un estado soluble y el producto de oxidación precipitará cuando se alcance el estado saturado.
3.1.3 El barniz soluble precipita para formar barniz insoluble.El aceite lubricante forma un barniz soluble en la zona de alta temperatura y alta presión.Cuando el aceite fluye del área de alta temperatura al área de baja temperatura, la temperatura disminuye y la solubilidad disminuye, y las partículas de barniz se separan del aceite lubricante y comienzan a depositarse.
3.1.4 Se produce deposición de barniz.Una vez formadas las partículas de barniz, comienzan a aglomerarse y formar depósitos que se depositan preferentemente en superficies metálicas calientes.Al mismo tiempo, dado que la temperatura del cojinete de empuje ha sido alta desde el inicio de la operación, la temperatura de la almohadilla del cojinete aquí ha aumentado rápidamente mientras que la temperatura de otros cojinetes ha cambiado lentamente.
3.2 Resuelva el problema del aumento de temperatura del cojinete de empuje de la turbina de vapor TI31061B
3.2.1 Después de descubrir que la temperatura del cojinete de empuje TI31061B aumentó lentamente, la temperatura del aceite lubricante se redujo de 40,5 °C a 38 °C y la presión del aceite lubricante se aumentó de 0,15 Mpa a 0,176 Mpa para aliviar el lento aumento de la temperatura del casquillo del cojinete.
3.2.2 El rotor de la turbina de vapor tiene 15 etapas de impulsores, las primeras 12 etapas de los impulsores tienen orificios de equilibrio y las últimas 3 etapas no están diseñadas con orificios de equilibrio.El margen de empuje axial diseñado por Mitsubishi es demasiado pequeño, así que ajuste la extracción de la turbina de vapor para ajustar el empuje axial.Como se muestra en la Figura 2 1279ZI31001C, el desplazamiento del eje de la turbina de vapor es de 0,44 mm.Después de consultar con el fabricante del compresor, el desplazamiento del eje es positivo, lo que significa que el rotor se está desplazando hacia el lado del compresor con respecto al rotor de diseño original, por lo que se decide reducir la extracción de aire intermedia de 300T/h a 210T/h. aumente la carga en el lado de baja presión de la turbina de vapor, aumente el empuje en el lado de alta presión y reduzca el empuje axial en el cojinete de empuje, desacelerando así la tendencia ascendente de la temperatura del cojinete de empuje.
Figura 2 Relación entre el desplazamiento del eje de la turbina de vapor y el cojinete de empuje
3.2.3 El 23 de noviembre de 2020, la muestra de aceite lubricante de la unidad se envió al instituto de pruebas del Instituto de Ciencias Mecánicas Co., Ltd. de Guangzhou para su prueba y análisis.Los resultados se muestran en la Figura 3. Los resultados del análisis encontraron que el valor de MPC era alto, lo que puede determinar la aparición de oxidación del aceite.El barniz es una de las razones de la alta temperatura del cojinete de empuje de la turbina de vapor TI31061B.Cuando hay barniz en el sistema de aceite lubricante, la disolución y precipitación de las partículas de barniz en el aceite es un sistema de equilibrio dinámico debido a la capacidad limitada del aceite lubricante para disolver las partículas de barniz.Cuando alcanza un estado saturado, el barniz colgará del cojinete o de la almohadilla del cojinete, lo que provocará que la temperatura de la almohadilla del cojinete fluctúe.Es un peligro oculto importante para la operación segura.
A través de la investigación, elegimos Kunshan Winsonda, que tiene mejor efecto de uso y reputación en el mercado, para producir adsorción electrostática + adsorción de resina WVD, que es un equipo de eliminación de barniz compuesto para eliminar el barniz.
El barniz es un producto formado por la degradación del aceite, que existe en el aceite en estado disuelto o suspendido bajo ciertas condiciones químicas y temperatura.Cuando el lodo excede la solubilidad del aceite lubricante, el lodo precipitará y formará un barniz en la superficie del componente.
El purificador de aceite serie WVD-II combina eficazmente la tecnología de purificación por adsorción electrostática y la tecnología de intercambio iónico, que pueden eliminar y prevenir eficazmente los lodos solubles e insolubles generados durante el funcionamiento normal de la turbina de vapor, de modo que no se pueda producir el barniz.
El objetivo de los purificadores de aceite de la serie WVD-II es eliminar la causa de la formación de barniz.Esta tecnología puede minimizar el contenido de lodo en un corto período de tiempo y restaurar el sistema de lubricación original con una gran cantidad de lodo/barniz al estado operativo óptimo en unos pocos días, resolviendo así por completo el problema del lento aumento de temperatura del empuje. Cojinetes causados por el barniz.
Figura 3 Resultados de las pruebas y análisis antes de instalar la unidad de eliminación de barniz
Aceite limpio de una sola vez: adsorción electrostática para eliminar lodos/barnices no solubles Principio: la tecnología de adsorción electrostática elimina contaminantes, el aceite está en la acción de un campo electrostático circular de alto voltaje, de modo que las partículas contaminadas muestran cargas positivas y negativas respectivamente. , y bajo la acción de un campo eléctrico trapezoidal Empuje las partículas cargadas positiva y negativamente para que naden hacia los electrodos negativo y positivo respectivamente, y las partículas neutras son exprimidas y movidas por el flujo de partículas cargadas, y finalmente todas las partículas son adsorbidas. el colector para eliminar completamente los contaminantes del aceite.
Aceite limpio secundario: adsorción de resina de intercambio iónico para eliminar los coloides disueltos Principio: la tecnología de adsorción de carga por sí sola no puede resolver el barniz disuelto, mientras que la resina iónica contiene miles de millones de sitios polares, que pueden absorber el barniz soluble y el barniz potencial, para garantizar que los productos de degradación no no se acumula en el aceite lubricante, y puede mejorar la solvencia del aceite lubricante, de modo que el sistema esté en un estado operativo óptimo.
Figura 5. Diagrama esquemático del aceite limpio secundario.
3.3 Efecto de quitar el barniz
La unidad de barniz se instaló y operó el 14 de diciembre de 2020, y la temperatura del cojinete de empuje de la turbina de vapor TI31061B cayó a aproximadamente 92 °C el 19 de diciembre de 2020 (como se muestra en la Figura 6).
Fig.6 Tendencia de temperatura del cojinete de empuje TI31061B de la turbina de vapor
Después de más de un mes de funcionamiento de la unidad de eliminación de barniz, la calidad del aceite lubricante de la unidad ha mejorado significativamente.A través de la detección y análisis del Instituto de Investigación de Guangyan, el índice de tendencia del barniz de los productos derivados del petróleo se ha reducido de 10,2 a 6,2 y el nivel de contaminación se ha reducido de grado >12 a 7, no hay pérdida de aditivos en el lubricante. aceite (consulte la Figura 7 para ver los resultados de detección y análisis después de instalar la unidad de eliminación de barniz).
HIGO.7 Resultados de pruebas y análisis después de instalar la unidad
4 Beneficios económicos generados
Mediante la instalación y operación de la unidad de eliminación de barniz, se resuelve por completo el problema del lento aumento de temperatura del cojinete de empuje TI31061B de la turbina de vapor causado por el barniz, y se soluciona la enorme pérdida causada por la parada de la unidad compresora de gas de pirólisis. evitado (al menos 3 días, la pérdida es de al menos 4 millones de RMB; el reemplazo del cojinete de empuje de la turbina de vapor toma 1 día, la pérdida es de 1 millón), y la pérdida de repuestos de las piezas giratorias y de sellado después la temperatura del cojinete de empuje aumenta lentamente (la pérdida oscila entre 500.000 y 8 millones de yuanes).
La unidad se llenó con un total de 160 barriles de productos derivados del petróleo, y los productos derivados del petróleo alcanzaron completamente el índice calificado después de la filtración de alta precisión de la unidad de eliminación de barniz, ahorrando 500.000 RMB en costos de reemplazo de productos derivados del petróleo.
5. Conclusión
Debido a las condiciones operativas prolongadas de alta temperatura, alta presión y alta velocidad en el sistema de lubricación de unidades grandes, la velocidad de oxidación del aceite se acelera y el índice de barniz aumenta.El peligro oculto de quemar arbustos en el cojinete de empuje garantiza el funcionamiento estable a largo plazo de la unidad, lo que demuestra que las medidas anteriores son efectivas.
Hora de publicación: 28 de diciembre de 2022