Aprīkojuma vadības departaments, Sinopec Yizheng Chemical Fiber Co., Ltd. 211900
Abstrakts: Šajā rakstā ir analizēti lielu turbo paplašinātāju bloku neparastie cēloņi, ierosināta virkne pasākumu problēmu risināšanai, kā arī aptverti riska punkti un darbības preventīvie pasākumi.Izmantojot lakas noņemšanas tehnoloģiju, tiek novērstas iespējamās slēptās briesmas un tiek nodrošināta iekārtas iekšējā drošība.
1. pārskats
SIA Yizheng Chemical Fiber Co., 60 t/a PTA rūpnīcas gaisa kompresoru iekārta ir aprīkota ar Vācijas MAN Turbo aprīkojumu.Iekārta ir trīs vienā iekārta, kurā gaisa kompresora bloks ir vairāku vārpstu piecu pakāpju turbīnas bloks, kondensācijas tvaika turbīna tiek izmantota kā gaisa kompresora bloka galvenā piedziņas iekārta, un turbo paplašinātājs ir izmanto kā gaisa kompresora bloku.Papildu piedziņas mašīna.Turbo paplašinātājs izmanto augstu un zemu divpakāpju izplešanos, katram ir iesūkšanas atvere un izplūdes atvere, un lāpstiņriteni ir trīsceļu lāpstiņritenis (skatiet 1. attēlu).
1. attēls Izplešanās bloka šķērsskats (pa kreisi: augsta spiediena puse; pa labi: zema spiediena puse)
Turbo paplašinātāja galvenie darbības parametri ir šādi:
Augstspiediena sānu ātrums ir 16583 apgr./min, un zemspiediena sānu ātrums ir 9045 apgr/min;paplašinātāja nominālā kopējā jauda ir 7990 KW, un plūsmas ātrums ir 12700-150450-kg/h;ieplūdes spiediens ir 1,3 Mpa, un izplūdes spiediens ir 0,003 Mpa.Augstspiediena puses ieplūdes temperatūra ir 175 ° C, un izplūdes temperatūra ir 80 ° C;zemspiediena puses ieplūdes temperatūra ir 175 ° C, un izplūdes temperatūra ir 45 ° C;augstspiediena un zemspiediena sānu zobratu vārpstu abos galos tiek izmantots noliekšanas paliktņu komplekts. Gultņi, katrs ar 5 spilventiņiem, eļļas ieplūdes cauruļvads var iekļūt eļļā divos veidos, un katram gultnim ir viena eļļas ieplūdes atvere, caur 3 grupas pa 15 eļļas iesmidzināšanas sprauslām, eļļas ieplūdes sprauslas diametrs ir 1,8 mm, gultņiem ir 9 eļļas atgriešanas atveres, un normālos apstākļos tiek izmantoti 5 porti un 4 bloki.Šī trīs-vienā iekārta izmanto piespiedu eļļošanas metodi centralizētai eļļas padevei no smēreļļas stacijas.
2. Problēmas ar apkalpi
2018. gadā, lai izpildītu GOS emisijas prasības, iekārtai tika pievienots jauns GOS bloks oksidācijas reaktora izplūdes gāzu attīrīšanai, un apstrādātā izplūdes gāze joprojām tika ievadīta paplašinātājā.Tā kā bromīda sāls sākotnējā izplūdes gāzē tiek oksidēts augstā temperatūrā, tajā ir bromīda joni.Lai novērstu bromīda jonu kondensēšanos un atdalīšanos, kad izplūdes gāze izplešas un darbojas paplašinātājā, paplašinātājā un turpmākajās iekārtās tas izraisīs punktveida koroziju.Tāpēc ir nepieciešams palielināt izplešanās vienību.Ieplūdes temperatūra un izplūdes temperatūra augstspiediena pusē un zemspiediena pusē (sk. 1. tabulu).
1. tabula Ekspandera ieplūdes un izejas darba temperatūru saraksts pirms un pēc GOS transformācijas
| NĒ. | Parametru maiņa | Bijušā transformācija | Pēc transformācijas |
| 1 | Augstspiediena puses ieplūdes gaisa temperatūra | 175 °C | 190 °C |
| 2 | Augsta spiediena sānu izplūdes temperatūra | 80 ℃ | 85 °C |
| 3 | Zema spiediena puses ieplūdes gaisa temperatūra | 175 °C | 195 °C |
| 4 | Zema spiediena sānu izplūdes temperatūra | 45 °C | 65 °C |
Pirms GOS transformācijas nelāpstiņriteņa sānu gultņa temperatūra zemā spiediena galā ir bijusi stabila aptuveni 80°C (gultņa trauksmes temperatūra šeit ir 110°C, bet augstā temperatūra ir 120°C).Pēc GOS transformācijas uzsākšanas 2019. gada 6. janvārī nelāpstiņriteņa sānu gultņa temperatūra paplašinātāja zemspiediena galā lēnām paaugstinājās, un augstākā temperatūra bija tuvu augstākajai ziņotajai temperatūrai 120°C, bet vibrācijas parametri šajā periodā būtiski nemainījās (sk. 2. attēlu).
2. att. Paplašinātāja plūsmas ātruma un bezpiedziņas sānu vārpstas vibrācijas un temperatūras diagramma
1 – plūsmas līnija 2 – bezpiedziņas gala līnija 3 – bezpiedziņas vārpstas vibrācijas līnija
3. Cēloņu analīze un ārstēšanas metode
Pēc tvaika turbīnas gultņu temperatūras svārstību tendences pārbaudes un analīzes un uz vietas esošo instrumentu displeja problēmu novēršanas, procesa svārstībām, tvaika turbīnas suku nodiluma statiskās pārnešanas, aprīkojuma ātruma svārstībām un detaļu kvalitātes, galvenie gultņu temperatūras svārstību iemesli ir:
3.1. Cēloņi temperatūras pieaugumam ārpus lāpstiņriteņa sānu gultņa paplašinātāja zemspiediena galā
3.1.1. Demontāžas pārbaudē tika konstatēts, ka attālums starp gultni un vārpstu un zobrata zobu savstarpējais attālums ir normāls.Izņemot iespējamo laku uz nelāpstiņriteņa nesošās virsmas paplašinātāja zemspiediena galā (sk. 3. attēlu), citos gultņos netika konstatētas nekādas novirzes.
3. attēls Paplašinātāja bezpiedziņas gala gultņa un kinemātiskā pāra fiziskais attēls
3.1.2 Tā kā smēreļļa ir nomainīta mazāk nekā gadu, eļļas kvalitāte ir izturējusi pārbaudi pirms braukšanas.Lai novērstu šaubas, uzņēmums nosūtīja smēreļļu profesionālam uzņēmumam testēšanai un analīzei.Profesionālā kompānija apstiprina, ka stiprinājums uz nesošās virsmas ir agrīna laka, MPC ( lakas tieksmes indekss ) (skat. 4. attēlu)
4. attēls Eļļas uzraudzības tehnoloģiju analīzes ziņojums, ko izdevusi eļļas uzraudzības profesionālā tehnoloģija
3.1.3. Paplašinātājā izmantotā smēreļļa ir Shell Turbo Nr. 46 turbīnu eļļa (minerāleļļa).Kad minerāleļļa ir augstā temperatūrā, smēreļļa tiek oksidēta, un oksidācijas produkti sakrājas uz gultņa bukses virsmas, veidojot laku.Minerālā smēreļļa galvenokārt sastāv no ogļūdeņraža vielām, kas ir relatīvi stabilas istabas temperatūrā un zemā temperatūrā.Tomēr, ja dažās (pat ļoti nelielā skaitā) ogļūdeņražu molekulās notiek oksidēšanās reakcijas augstā temperatūrā, arī citas ogļūdeņraža molekulas tiks pakļautas ķēdes reakcijai, kas ir raksturīga ogļūdeņražu ķēdes reakcijām.
3.1.4. Iekārtu tehniķi veica izmeklēšanu par iekārtas korpusa balstu, ieplūdes un izplūdes cauruļvadu aukstuma spriegumu, eļļas sistēmas noplūdes noteikšanu un temperatūras zondes integritāti.Un nomainīja gultņu komplektu paplašinātāja zemspiediena pusē bez piedziņas, bet pēc mēneša braukšanas temperatūra joprojām sasniedza 110 ℃, un tad bija lielas vibrācijas un temperatūras svārstības.Tika veiktas vairākas korekcijas, lai tuvotos pirmsmodernizācijas nosacījumiem, taču gandrīz bez jebkādas ietekmes (sk. 5. attēlu).
5. attēls Saistīto rādītāju tendenču diagramma no 13. februāra līdz 29. martam
MAN Turbo ražotājs pie esošajiem paplašinātāja darba apstākļiem, ja ieplūdes gaisa apjoms ir stabils pie 120 t/h, izejas jauda ir 8000kw, kas ir salīdzinoši tuvu oriģinālajai projektētajai izejas jaudai 7990kw normālos darba apstākļos;Kad gaisa apjoms ir 1 30 t/h, izejas jauda ir 8680kw;ja ieplūdes gaisa apjoms ir 1 46 t/h, izejas jauda ir 9660kw.Tā kā zemspiediena pusē veiktais darbs veido divas trešdaļas paplašinātāja, paplašinātāja zemspiediena puse var būt pārslogota.Temperatūrai pārsniedzot 110 °C, vibrācijas vērtība krasi mainās, norādot, ka jaunizveidotā laka uz vārpstas virsmas un gultņa bukse šajā periodā tiek saskrāpēta (skat. 6. attēlu).
6. attēls Paplašināšanas bloka jaudas bilances tabula
3.2Esošo problēmu mehānisma analīze
3.2.1 Kā parādīts 7. attēlā, redzams, ka iekļautais leņķis starp flīžu bloka atbalsta punkta vieglo vibrācijas virzienu un horizontālo koordinātu līniju koordinātu sistēmā ir β , flīžu bloka šūpošanās leņķis ir φ , un noliecamā paliktņa gultņu sistēma, kas sastāv no 5 flīzēm, ja flīze tiek pakļauta eļļas plēves spiedienam, jo spilventiņa balstpunkts nav absolūts stingrs korpuss, paliktņa atbalsta punkta stāvoklis pēc saspiešanas deformācijas rada nelielu nobīdi ģeometriskā priekšslodzes virzienā atbalsta punkta stingrības dēļ, tādējādi mainot gultņa klīrensu un eļļas plēves biezumu [1] .
7. att. Noliecamā paliktņa gultņa viena spilventiņa koordinātu sistēma
3.2.2. No 1. attēla redzams, ka rotors ir konsoles sijas konstrukcija, bet lāpstiņritenis ir galvenā darba sastāvdaļa.Tā kā lāpstiņriteņa puse ir piedziņas puse, tad, kad gāze izplešas, lai veiktu darbu, lāpstiņriteņa pusē esošā rotējošā vārpsta ir ideālā stāvoklī gultņa buksē gāzes amortizācijas ietekmes dēļ, un eļļas sprauga paliek normāla.Savienojot un pārvadot griezes momentu starp lielo un mazo zobratu, kas ir atbalsta punkts, pārslodzes apstākļos tiks ierobežota sānu vārpstas bez lāpstiņriteņa radiālā brīvā kustība, un tās eļļošanas plēves spiediens ir lielāks nekā citiem. gultņi, padarot šo vietu ieeļļotu. Palielinās plēves stingums, samazinās eļļas plēves atjaunošanas ātrums un palielinās berzes siltums, kā rezultātā veidojas laka.
3.2.3. Eļļas laku galvenokārt ražo trīs veidos: eļļas oksidēšana, eļļas “mikrosadegšana” un lokāla augstas temperatūras izplūde.Lakas veidošanos vajadzētu izraisīt eļļas “mikrosadegšana”.Mehānisms ir šāds: smēreļļā tiks izšķīdināts noteikts gaisa daudzums (parasti mazāks par 8%).Pārsniedzot šķīdības robežu, eļļā ieplūstošais gaiss eļļā pastāvēs suspendētu burbuļu veidā.Pēc iekļūšanas gultnē augsts spiediens izraisa šo burbuļu strauju adiabātisku saspiešanu, un šķidruma temperatūra strauji paaugstinās, izraisot eļļas adiabātisku “mikrosadegšanu”, kā rezultātā veidojas ārkārtīgi maza izmēra nešķīstošās vielas.Šīs nešķīstošās vielas ir polāras un mēdz pieķerties metāla virsmām, veidojot lakas.Jo lielāks spiediens, jo mazāka ir nešķīstošās vielas šķīdība, un jo vieglāk ir nogulsnēties un nosēsties, veidojot laku.
3.2.4. Veidojot laku, eļļas plēves biezumu nebrīvā stāvoklī aizņem laka, un tajā pašā laikā eļļas plēves atjaunošanas ātrums samazinās, un temperatūra pakāpeniski paaugstinās, kas palielinās. berze starp gultņa bukses virsmu un vārpstu un nogulsnēto laku izraisa sliktu siltuma izkliedi un eļļas temperatūras paaugstināšanos, kas izraisa augstu gultņa bukses temperatūru.Beigās žurnāls berzē pret laku, kas izpaužas asās vibrācijas vardarbīgās svārstībās.
3.2.5. Lai gan espandereļļas MPC vērtība nav augsta, ja smēreļļas sistēmā ir laka, lakas daļiņu šķīdināšana un nogulsnēšanās eļļā ir ierobežota, jo smēreļļai ir ierobežota šķīdināšanas spēja lakas daļiņas.Tā ir dinamiska līdzsvara sistēma.Sasniedzot piesātinātu stāvokli, laka karājas uz gultņa vai gultņa paliktņa, izraisot gultņa paliktņa temperatūras svārstības, kas ir galvenais slēptais apdraudējums, kas ietekmē drošu darbību.Bet, tā kā tas pielīp pie gultņa paliktņa, tas ir viens no gultņa paliktņa temperatūras paaugstināšanās iemesliem.
4 Pasākumi un pretpasākumi
Noņemot lakas uzkrāšanos no gultņa, var nodrošināt, ka vienības gultnis darbojas kontrolētā temperatūrā.Veicot pētījumus un sazinoties ar daudziem laku noņemšanas iekārtu ražotājiem, mēs izvēlējāmies Kunshan Winsonda, kam ir labs lietošanas efekts un tirgus reputācija, lai ražotu WVD-II elektrostatisko adsorbciju + sveķu adsorbciju, kas ir saliktas lakas noņemšanas iekārtas krāsas noņemšanai.membrāna.
WVD-II sērijas eļļas attīrītāji efektīvi apvieno elektrostatiskās adsorbcijas attīrīšanas tehnoloģiju un jonu apmaiņas tehnoloģiju, atrisina izšķīdušo laku, izmantojot sveķu adsorbciju, un nogulsnēto laku atrisina ar elektrostatisko adsorbciju.Šī tehnoloģija var samazināt dūņu saturu īsā laikā. Īsā vairāku dienu laikā oriģinālo eļļošanas sistēmu, kas satur lielu daudzumu dūņu/lakas, var atjaunot vislabākajā darbības stāvoklī, kā arī novērst var atrisināt lakas izraisīto vilces gultņa temperatūru.Tas var efektīvi noņemt un novērst šķīstošās un nešķīstošās eļļas nogulsnes, kas rodas normālas tvaika turbīnas darbības laikā.
Tās galvenie principi ir šādi:
4.1 Jonu apmaiņas sveķi izšķīdušās lakas noņemšanai
Jonu apmaiņas sveķi galvenokārt sastāv no divām daļām: polimēra skeleta un jonu apmaiņas grupas.Adsorbcijas princips ir parādīts 8. attēlā,
8. attēls. Jonu mijiedarbības sveķu adsorbcijas princips
Apmaiņas grupa ir sadalīta fiksētajā un kustīgajā daļā.Fiksētā daļa ir piesaistīta polimēra matricai un nevar brīvi kustēties un kļūst par fiksētu jonu;kustīgā daļa un fiksētā daļa tiek apvienotas ar jonu saitēm, lai kļūtu par maināmu jonu.Fiksētajiem joniem un mobilajiem joniem ir attiecīgi pretējs lādiņš.Pie gultņa bukses kustīgā daļa sadalās brīvi kustīgos jonos, kas apmainās ar citiem noārdīšanās produktiem ar tādu pašu lādiņu tā, ka tie savienojas ar fiksētajiem joniem un stingri adsorbējas uz apmaiņas pamatnes.Grupā to noņem eļļa, izšķīdušo laku noņem ar jonu apmaiņas sveķu adsorbciju.
4.2 Elektrostatiskās adsorbcijas tehnoloģija suspendētās lakas noņemšanai
Elektrostatiskās adsorbcijas tehnoloģija galvenokārt izmanto augstsprieguma ģeneratoru, lai radītu augstsprieguma elektrostatisko lauku, lai polarizētu piesārņotās daļiņas eļļā, lai parādītu attiecīgi pozitīvus un negatīvus lādiņus.Neitrālās daļiņas tiek izspiestas un pārvieto lādētās daļiņas, un visbeidzot visas daļiņas tiek adsorbētas un pievienotas kolektoram (sk. 9. attēlu).
8. attēls Elektrostatiskās adsorbcijas tehnoloģijas princips
Elektrostatiskā eļļas tīrīšanas tehnoloģija var noņemt visus nešķīstošos piesārņotājus, tostarp daļiņu piemaisījumus un suspendēto laku, kas rodas eļļas noārdīšanās rezultātā.Tomēr tradicionālie filtra elementi var noņemt tikai lielas daļiņas ar atbilstošu precizitāti, un ir grūti noņemt submikronu līmeņa suspendētā laka .
Šī sistēma var pilnībā atrisināt uz gultņa paliktņa nogulsnēto un nogulsnēto laku, tādējādi pilnībā atrisinot gultņa spilvena temperatūras ietekmi un lakas radītās vibrācijas izmaiņas, lai iekārta varētu darboties stabili ilgu laiku.
5 Secinājums
WSD WVD-II lakas noņemšanas iekārta tika nodota ekspluatācijā, veicot divu gadu darbības novērojumus, gultņu temperatūra vienmēr tika uzturēta aptuveni 90°C, un iekārta ir palikusi normālā darbībā.Tika atrasta lakas plēve (skat. 10. attēlu) .
Gultņu demontāžas fiziskais attēls pēc lakas noņemšanas uzstādīšanas
iekārtas
atsauces:
[1] Liu Sijons, Sjao Džunhui, Jaņs Džijons un Čeņs Džudzijs.Skaitliskā simulācija un eksperimentālie pētījumi par šarnīra elastīgo un amortizējošo sasvēršanas paliktņu gultņu dinamisko raksturlielumu [J].Ķīniešu Mašīnbūves žurnāls, 2014. gada oktobris, 50(19):88.
Publicēšanas laiks: 13. decembris 2022