Resumen: Analizar las causas de la fluctuación de temperatura del casquillo del cojinete del generador de turbina de gas de doble combustible, proponer soluciones específicas, dominar los puntos de riesgo y las medidas preventivas de operación.
Resumen del equipo
Campo petrolífero BZ 25-1 / S (mar de Bohai central) de CNOOC (China) Co., LTD.La sucursal de Tianjin (FPSO) está equipada con cuatro grupos electrógenos de turbina de gas de combustible dual TITAN130 producidos por SOLAR.El grupo electrógeno de turbina incluye motor de turbina de gas, dispositivo de engranaje de desaceleración, generador, panel de control, panel de instrumentos, base común, cubierta de aislamiento acústico y sistema auxiliar, etc. Cuando la unidad utiliza combustible diferente, su tamaño de capacidad de carga también es diferente. (Ver Sección de la Figura 1)
La potencia de salida neta de la turbina es de 13500 kW y la velocidad es de 11220 rpm, y la potencia nominal de salida del generador configurado es de 12500 kW en condiciones ambientales de 40 ℃.El voltaje del generador es 6300 V, 50 Hz, 3 ph, el factor de potencia es 0,8 PF;la unidad tiene un cojinete de amortiguación inclinado para el cojinete de empuje, un cojinete de diámetro del eje y el reductor tiene un engranaje planetario de Grado 3.Cada punto de lubricación de rodamientos adopta el modo de lubricación forzada del suministro de aceite centralizado. (Consulte las Tablas 1, 2, 3 y 4 para conocer los parámetros técnicos específicos de la unidad).
Cuatro grupos electrógenos de turbina de gas de combustible dual TITAN130 pueden alimentar todo el yacimiento petrolífero, y hay cuatro dispositivos de recuperación de calor residual.El aceite medio térmico se calienta mediante los gases de combustión de alta temperatura generados por la turbina.El funcionamiento estable y seguro de los cuatro grupos electrógenos de turbina de gas de combustible dual TITAN130 es crucial.
Tabla 1: Parámetros técnicos del grupo electrógeno de turbina de gas.
| fabricantes | Sola Corporation, EE. UU. (SOLAR) |
| Número del dispositivo | FPSO-MA-GTG-001A/B/C/D |
| potencia ISO | 13500kW |
| Tamaño de la unidad | 1414832123948 (mm) (largo, ancho y alto), Excluyendo la altura del tubo de entrada/escape. |
| Peso total del trineo unitario | 12T |
| Tipos de combustible | Con rabia y diesel |
| forma de instalar | Soporte GIMBAL de tres puntos |
Tabla 2: Parámetros técnicos de la turbina de gas del grupo electrógeno de turbina de gas
| fabricantes | Sola Corporation, EE. UU. (SOLAR) |
| modelo | TITÁN 130 |
| tipo | Monoaxial/flujo axial/tipo industrial |
| Forma del compresor | tipo de flujo axial |
| Serie de compresores | Nivel 14 |
| relación de reducción | 17:1 |
| Velocidad del compresor | 11220 rpm |
| Flujo de gas comprimido | 48 kg/s (90,6 libras/s) |
| Serie de turbinas de gas | Nivel 3 |
| Velocidad de la turbina de gas | 11220 rpm |
| Tipo de cámara de combustión | Tipo de tubo de anillo |
| Modo de encendido | chispa de ignición |
| Número de boquilla de combustible | 21 |
| tipo de rodamiento | cojinete de empuje |
| modo de inicio | Se pone en marcha el motor de conversión de frecuencia. |
Tabla 3: Parámetros técnicos de la caja de cambios de desaceleración del grupo electrógeno de turbina de gas
| fabricantes | ENGRANAJES ALLEN |
| tipo | Engranaje planetario de nivel 3 de alta velocidad |
| Velocidad de salida principal | 1500 rpm |
Tabla 4: Parámetros técnicos del generador principal del grupo electrógeno de turbina de gas
| fabricantes | Compañía eléctrica ideal de EE. UU. |
| modelo | SAB |
| fabricación no | 0HF08-L0590;0114L;0120L;0053L |
| potencia nominal | 12000kW |
| velocidad nominal | 1500 rpm |
| tensión nominal | 6300kV |
| frecuencia | 50Hz |
| Factor de potencia | 0,8 |
| Año de fábrica | 2004 |
Existen problemas con la unidad.
En abril de 2018, se descubrió que la temperatura del casquillo del cojinete de cuatro unidades fluctuaba y algunos puntos de temperatura no podían volver al valor operativo original después de que la temperatura aumentó.Un cojinete de turbina (casquillo de cojinete) alcanzó una temperatura de 108 ℃ y mostró una tendencia ascendente, mientras que las otras tres unidades también mostraron una tendencia ascendente.
Análisis de causas y medidas de tratamiento.
3.1 motivo del aumento de temperatura del casquillo del cojinete
3.1.1 El aceite lubricante utilizado en esta unidad es CASTROL PERFECTO X32, que es aceite mineral.Cuando la temperatura es alta, el aceite lubricante se oxida fácilmente y los productos de oxidación se acumulan en la superficie del arbusto para formar barniz.Al detectar el índice del aceite en funcionamiento de la unidad, se encuentra que el índice de tendencia del barniz es alto y el grado de contaminación también es alto (ver Tabla 5).El índice de tendencia del barniz es alto, lo que puede causar la formación de adherencias y acumulación en el casquillo del cojinete, reduciendo así la separación de la película de aceite, aumentando la fricción y provocando una mala disipación de calor del casquillo del cojinete, el aumento de la presión axial. temperatura y la aceleración de la oxidación del aceite.Al mismo tiempo, debido a la alta contaminación del aceite, el barniz se adherirá a otras partículas contaminadas, formando un efecto de molienda y agravando el desgaste del equipo. (Ver Fig. 3 Diagrama de flujo de lubricación de la unidad).
Tabla 5 Resultados de la prueba y el análisis del aceite lubricante antes de instalar el filtro de aceite barnizado
| El índice de barniz | ||||
| fecha | 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 tendencia del índice de barniz antes de la purificación del barniz deslizante unitario
Figura 3 Diagrama de flujo de lubricación unitaria
Para analizar la causa del aumento de temperatura del casquillo del cojinete, puede ser que el barniz se produzca en el aceite lubricante de la unidad y el barniz finalmente se concentre en el casquillo del cojinete, lo que provoca la fluctuación de temperatura y el aumento del casquillo del cojinete.
3.1.2Causas del barniz
* El aceite lubricante mineral está compuesto principalmente de hidrocarburos, que son relativamente estables a temperatura ambiente y baja temperatura.Pero si en el caso de alta temperatura, algunas moléculas de hidrocarburos (incluso si el número es muy pequeño) sufrirán una reacción de oxidación, otras moléculas de hidrocarburos también seguirán la reacción en cadena, que es la característica de la reacción en cadena de los hidrocarburos;
* El aceite lubricante forma barniz soluble en el área de alta temperatura y alta presión.En el proceso de flujo de aceite desde el área de alta temperatura al área de baja temperatura, la disminución de la temperatura conduce a la disminución de la solubilidad y las partículas de barniz precipitan del aceite lubricante y comienzan a depositarse;
*Se produce deposición del barniz.Después de la formación de partículas de barniz, el sedimento comienza a condensarse y se deposita preferentemente en la superficie del metal caliente, lo que hace que la temperatura del casquillo aumente rápidamente mientras que la temperatura del aceite también aumentará lentamente;
* Fluctuaciones de temperatura que pueden ser causadas por otros factores ambientales o problemas de falla de la unidad.
3.2 Medidas para solucionar el problema del aumento de temperatura del casquillo del rodamiento
3.2.1 Aumente la presión del aceite lubricante de 0,23 Mpa a 0,245 Mpa para mejorar la eficiencia de la transferencia de calor de la lubricación y aliviar la lenta tendencia ascendente de la temperatura del casquillo del cojinete.
3.2.2 Reemplace el enfriador de aceite deslizante con baja eficiencia de transferencia de calor por envejecimiento con un nuevo enfriador de accionamiento directo doméstico, y la temperatura del suministro de aceite deslizante es estable de 60 ℃ a aproximadamente 50 ℃ durante mucho tiempo.
3.2.3 Principio de funcionamiento de la tecnología de adsorción electrostática: eliminación del barniz precipitado (ver Figura 4)
La purificación electrostática es el uso de un campo estático circular de alto voltaje, hace que las partículas de contaminación por petróleo muestren electricidad positiva y negativa respectivamente, partículas eléctricas positivas y negativas bajo la acción de la dirección del electrodo negativo y positivo, las partículas neutras exprimidas por las partículas cargadas fluyen, finalmente todas las partículas. La adsorción en el colector, elimina completamente los contaminantes en el aceite, con el flujo de partículas de aceite electrostático, el tanque, la pared de la tubería y los componentes del lodo en todas las impurezas, la adsorción por erosión de óxido, el activo elimina el lodo adhesivo de la superficie del sistema y la suciedad adhesiva. , desempeña el papel de sistema de limpieza.
Figura 4. Ilustración esquemática de la tecnología de adsorción electrostática.
3.2.4 Principio de funcionamiento de la tecnología de adsorción de resina iónica —— Eliminar el barniz disuelto
La resina de intercambio iónico DICR ™ puede eliminar contaminantes solubles en el aceite de la turbina, asegurando la disminución de los indicadores de MPC, debido a que la mayoría de las turbinas son solubles durante la operación, y solo estos productos saturados formarán precipitación, los equipos electrostáticos no pueden eliminar estos subproductos en el estado disuelto.
La combinación de adsorción electrostática y tecnología de resina no solo puede eliminar eficazmente el barniz suspendido, sino también el producto de barniz disuelto.
Figura 5 Diagrama esquemático de la tecnología de adsorción de resina iónica.
3.3 Efecto de quitar el barniz
El 14 de diciembre de 2019, se instaló y operó el filtro de aceite con barniz modelo WVD.Bajo la medida integral de reemplazo del enfriador de aceite de la turbina de gas el 20 de agosto de 2020, la temperatura del cojinete (casquillo) de la turbina disminuyó de 108 ℃ a aproximadamente 90 ℃ (consulte la Figura 6, tendencia de temperatura del cojinete (casquillo) de purificación trasera).El color del aceite mejora significativamente (Figura 7, comparación del aceite antes y después de la purificación).Mediante el análisis y los datos de pruebas externas, el índice de tendencia del barniz de aceite se redujo de 42,4 a 4,5, el nivel de contaminación se redujo de NAS 9 a 6 y el índice de índice de acidez se redujo de 0,17 a 0,07. (Consulte la Tabla 6 Prueba y resultados del análisis del aceite después del filtro)
Figura 6 Tendencia de temperatura del cojinete trasero purificado (casquillo del cojinete)
Tabla 6 Resultados de pruebas y análisis del aceite después del filtro
| El índice de barniz | |||||||
| fecha | 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 Comparación del color del óleo antes y después de la purificación.
Los beneficios económicos generados
A través de la instalación y operación deUnidad de eliminación de barniz WVD, resuelve eficazmente el aumento de temperatura del cojinete de empuje de la turbina de gas, evita los daños graves causados por el daño del cojinete y la pérdida de piezas de sellado giratorias causadas por las piezas de repuesto, reduce la pérdida del cojinete de mantenimiento en 5 millones de RMB o más, y el tiempo de mantenimiento de coordinación es largo. ninguna unidad de reserva en el sitio de producción, causa un impacto grave en la producción segura y estable.
La unidad necesita llenar 20 barriles de petróleo/unidad.Después de filtrar la película de eliminación de pintura, el aceite alcanza completamente el índice calificado, ahorrando el costo de reemplazo del aceite de aproximadamente 400.000 RMB.
Conclusión
Debido a la alta temperatura, alta presión y alta velocidad del sistema de lubricación de unidades grandes a largo plazo, la velocidad de oxidación del aceite se acelera, el índice de barniz aumenta y el contenido de gelatina aumenta.La acumulación de impurezas blandas en el sistema de la unidad grande afecta la precisión del sistema de regulación de velocidad y el funcionamiento normal de la unidad, lo que es fácil de provocar fluctuaciones de la unidad o incluso un apagado no planificado.El pegamento de barniz depositado en la superficie del casquillo del eje también provocará el aumento de la temperatura del casquillo del eje, y la adhesión del barniz y las partículas sólidas también agravará el desgaste del equipo.La unidad de eliminación de barniz WVD puede mejorar continuamente la calidad del aceite lubricante de la unidad, garantizar el funcionamiento estable de ciclo largo de unidades grandes, prolongar el ciclo de servicio del aceite lubricante, mejorar el entorno operativo del sistema y reducir el costo de compra del aceite lubricante.
Hora de publicación: 02-dic-2023