Vellykket bruk av filtreringsteknologi for lakkfjerning i store petrokjemiske enheter

Avdeling for utstyrsadministrasjon, Sinopec Yizheng Chemical Fiber Co., Ltd. 211900

Abstrakt: Denne artikkelen analyserer de unormale årsakene til store turbo-ekspansjonsenheter, legger frem en rekke tiltak for å løse problemene, og tar tak i risikopunkter og forebyggende tiltak for drift.Gjennom bruk av lakkfjerningsteknologi elimineres potensielle skjulte farer og enhetens egensikkerhet sikres.

1. oversikt

Luftkompressorenheten til 60 t/a PTA-anlegget til Yizheng Chemical Fiber Co., Ltd. er utstyrt med utstyr fra Tyskland MAN Turbo.Enheten er en tre-i-ett-enhet, der luftkompressorenheten er en flerakslet fem-trinns turbinenhet, den kondenserende dampturbinen brukes som hoveddrivmaskinen til luftkompressorenheten, og turbo-ekspanderen er brukes som luftkompressorenhet.Hjelpedrivmaskin.Turbo-ekspanderen tar i bruk høy og lav totrinns ekspansjon, hver har en sugeport og en eksosport, og impelleren bruker en treveis impeller (se figur 1)

Figur 1 Tverrsnitt av ekspansjonsenheten (venstre: høytrykkside; høyre: lavtrykkside)

De viktigste ytelsesparametrene til turbo-ekspanderen er som følger:

Høytrykkssidehastigheten er 16583 r/min, og lavtrykkssidehastigheten er 9045 r/min;den nominelle totale effekten til utvideren er 7990 KW, og strømningshastigheten er 12700-150450 kg/t;innløpstrykket er 1,3Mpa, og eksostrykket er 0,003Mpa.Inntakstemperaturen på høytrykkssiden er 175°C, og eksostemperaturen er 80°C;inntakstemperaturen på lavtrykkssiden er 175°C, og eksostemperaturen er 45°C;et sett med vippeputer brukes i begge ender av høytrykks- og lavtrykks-girakslene Lagre, hver med 5 puter, oljeinnløpsrørledningen kan gå inn i olje på to måter, og hvert lager har ett oljeinnløpshull, gjennom 3 grupper på 15 oljeinjeksjonsdyser, diameteren på oljeinnløpsdysen er 1,8 mm, Det er 9 oljereturhull for lageret, og under normale omstendigheter brukes 5 porter og 4 blokker.Denne tre-i-ett-enheten bruker tvungen smøremetode for sentralisert oljetilførsel fra smøreoljestasjonen.

2. Problemer med mannskapet

I 2018, for å oppfylle VOC-utslippskravene, ble en ny VOC-enhet lagt til enheten for å behandle avgassen fra oksidasjonsreaktoren, og den behandlede avgassen ble fortsatt injisert i ekspanderen.Fordi bromidsaltet i den opprinnelige halegassen oksideres ved høy temperatur, er det bromidioner.For å hindre at bromidionene kondenserer og separeres når avgassen ekspanderer og arbeider i ekspanderen, vil det forårsake gropkorrosjon på ekspanderen og påfølgende utstyr.Derfor er det nødvendig å øke utvidelsesenheten.Inntakstemperatur og eksostemperatur på høytrykksiden og lavtrykkssiden (se tabell 1).

Tabell 1 Liste over driftstemperaturer ved inn- og utløpet av ekspanderen før og etter VOC-transformasjon

Før VOC-transformasjonen har temperaturen på ikke-impellersidelageret ved lavtrykksenden vært stabil på ca. 80°C (alarmtemperaturen til lageret her er 110°C, og den høye temperaturen er 120°C).Etter at VOC-transformasjonen ble startet 6. januar 2019, steg temperaturen på ikke-impellersidelageret ved lavtrykkenden av ekspanderen sakte, og den høyeste temperaturen var nær den høyeste rapporterte temperaturen på 120°C, men vibrasjonsparametere endret seg ikke vesentlig i denne perioden (se figur 2).

Fig. 2 Diagram over ekspanderstrømningshastighet og ikke-drevet sideakselvibrasjon og temperatur

1 – strømningsledning 2 – ikke-drevet endelinje 3 – ikke-drevet aksel vibrasjonslinje

3. Årsaksanalyse og behandlingsmetode

Etter å ha sjekket og analysert temperaturfluktuasjonstrenden til dampturbinlager, og eliminert problemene med instrumentdisplay på stedet, prosesssvingninger, statisk overføring av dampturbinbørsteslitasje, utstyrshastighetssvingninger og delerkvalitet, er hovedårsakene til lagertemperatursvingninger er:

3.1 Årsaker til temperaturøkningen til sidelageret uten impeller ved lavtrykksenden av ekspanderen

3.1.1 Demonteringsinspeksjonen fant at avstanden mellom lager og aksel og inngrepsklaringen til tannhjulstennene var normal.Bortsett fra den mistenkte lakken på lagerflaten på ikke-impellersiden ved lavtrykksenden av ekspanderen (se figur 3), ble det ikke funnet noen abnormiteter i andre lagre.

Figur 3 Fysisk bilde av det ikke-drevne endelageret og kinematisk par av ekspanderen

3.1.2 Siden smøreoljen har vært skiftet i mindre enn ett år, har kvaliteten på oljen bestått testen før kjøring.For å eliminere tvil sendte selskapet smøreoljen til et profesjonelt firma for testing og analyse.Det profesjonelle firmaet bekrefter at festet på bæreflaten er en tidlig lakk, MPC (fernish propensity index) (se figur 4)

Figur 4 Oljeovervåkingsteknologianalyserapport utstedt av profesjonell oljeovervåkingsteknologi

3.1.3 Smøreoljen som brukes i ekspanderen er Shell Turbo nr. 46 turbinolje (mineralolje).Når mineraloljen har høy temperatur, oksideres smøreoljen, og oksidasjonsproduktene samles på overflaten av lagerbøssingen og danner en lakk.Mineralsmøreolje er hovedsakelig sammensatt av hydrokarbonstoffer, som er relativt stabile ved romtemperatur og lav temperatur.Men hvis noen (selv et svært lite antall) hydrokarbonmolekyler gjennomgår oksidasjonsreaksjoner ved høye temperaturer, vil andre hydrokarbonmolekyler også gjennomgå kjedereaksjoner, som er karakteristisk for hydrokarbonkjedereaksjoner.

3.1.4 Utstyrsteknikerne utførte undersøkelser rundt støtten til utstyrskroppen, kuldebelastningen til innløps- og utløpsrørledningene, lekkasjedeteksjon av oljesystemet og integriteten til temperatursonden.Og erstattet et sett med lagre i den ikke-drevne enden av lavtrykkssiden av ekspanderen, men etter å ha kjørt i en måned nådde temperaturen fortsatt 110 ℃, og da var det store svingninger i vibrasjon og temperatur.Det ble gjort flere justeringer for å komme nær forholdene før ettermontering, men nesten uten effekt (se figur 5).

Figur 5 Trenddiagram over relaterte indikatorer fra 13. februar til 29. mars

MAN Turbo-produsenten, under gjeldende arbeidsforhold for ekspanderen, hvis inntaksluftvolumet er stabilt på 120 t/t, er utgangseffekten 8000kw, som er relativt nær den opprinnelige designutgangseffekten på 7990kw under normale arbeidsforhold;Når luftvolumet er 1 30 t/t, er utgangseffekten 8680kw;hvis innsugningsluftvolumet er 1 46 t/t, er utgangseffekten 9660kw.Siden arbeidet utført av lavtrykkssiden utgjør to tredjedeler av ekspanderen, kan lavtrykkssiden av ekspanderen bli overbelastet.Når temperaturen overstiger 110 °C, endres vibrasjonsverdien drastisk, noe som indikerer at den nydannede lakken på overflaten av akselen og lagerbøssingen er oppskrapt i denne perioden (se figur 6).

Figur 6 Strømbalansetabell for utvidelsesenheten

3.2Mekanismeanalyse av eksisterende problemer

3.2.1 Som vist i figur 7 kan det ses at den inkluderte vinkelen mellom den svake vibrasjonsretningen til flisblokkens omdreiningspunkt og den horisontale koordinatlinjen i koordinatsystemet er β, svingvinkelen til flisblokken er φ , og vippeputelagersystemet består av 5 fliser, når flisen Når puten utsettes for oljefilmtrykk, siden støttepunktet til puten ikke er et absolutt stivt legeme, vil posisjonen til støttepunktet til puten etter kompresjonsdeformasjon produsere en liten forskyvning langs den geometriske forspenningsretningen på grunn av stivheten til støttepunktet, og dermed endre lagerklaringen og oljefilmtykkelsen [1^] .

Fig.7 Koordinatsystem for enkeltpute av tilt-putelager

3.2.2 Det kan ses av figur 1 at rotoren er en utkragende bjelkekonstruksjon, og pumpehjulet er hovedarbeidskomponenten.Siden impellersiden er drivsiden, når gassen utvider seg for å utføre arbeid, er den roterende akselen på impellersiden i en ideell tilstand i lagerbøssingen på grunn av effekten av gassdemping, og oljegapet forblir normalt.I prosessen med å gripe inn og overføre dreiemoment mellom de store og små girene, med dette som omdreiningspunkt, vil den radielle frie bevegelsen til sideakselen uten impeller være begrenset under overbelastningsforhold, og smørefilmtrykket er høyere enn for andre lagre, noe som gjør dette stedet smurt. Filmstivheten øker, oljefilmens fornyelseshastighet reduseres, og friksjonsvarmen øker, noe som resulterer i en lakk.

3.2.3 Lakken i oljen produseres hovedsakelig i tre former: oljeoksidasjon, olje «mikroforbrenning» og lokalt høytemperaturutslipp.Lakken skal være forårsaket av "mikroforbrenningen" av oljen.Mekanismen er som følger: en viss mengde luft (vanligvis mindre enn 8%) vil bli oppløst i smøreoljen.Når løselighetsgrensen overskrides, vil luften som kommer inn i oljen eksistere i oljen i form av suspenderte bobler.Etter å ha kommet inn i lageret, får det høye trykket disse boblene til å gjennomgå rask adiabatisk kompresjon, og væsketemperaturen stiger raskt for å forårsake adiabatisk "mikroforbrenning" av oljen, noe som resulterer i ekstremt små uløselige stoffer.Disse uløselige stoffene er polare og har en tendens til å feste seg til metalloverflater for å danne lakk.Jo større trykk, jo lavere er løseligheten til det uløselige stoffet, og jo lettere er det å felle ut og sette seg for å danne en lakk.

3.2.4 Med dannelsen av lakken blir tykkelsen på oljefilmen i ikke-fri tilstand okkupert av lakken, og samtidig reduseres fornyelseshastigheten til oljefilmen, og temperaturen stiger gradvis, noe som øker friksjonen mellom overflaten av lagerhylsen og akselen, og den avsatte lakken forårsaker Dårlig varmeavledning og stigende oljetemperatur fører til høy lagerhylsetemperatur .Til slutt gnir journalen mot lakken, noe som viser seg i voldsomme svingninger i akselvibrasjonen.

3.2.5 Selv om MPC-verdien til ekspanderoljen ikke er høy, når det er en lakk i smøreoljesystemet, er oppløsningen og utfellingen av lakkpartiklene i oljen begrenset på grunn av smøreoljens begrensede evne til å løse seg opp. lakkpartiklene.Det er et dynamisk balansesystem.Når den når en mettet tilstand, vil lakken henge på lageret eller lagerputen, noe som forårsaker temperaturfluktuasjoner på lagerputen, som er en stor skjult fare som påvirker sikker drift.Men fordi den fester seg til lagerputen, er det en av årsakene til temperaturøkningen til lagerputen.

4 Tiltak og mottiltak

Fjerning av akkumulering av lakk på lageret kan sikre at lageret til enheten går med en kontrollert temperatur.Gjennom forskning og kommunikasjon med mange produsenter av lakkfjerningsutstyr, valgte vi Kunshan Winsonda, som har god brukseffekt og markedsrykte, for å produsere WVD-II elektrostatisk adsorpsjon + harpiksadsorpsjon, som er et sammensatt lakkfjerningsutstyr for å fjerne maling.membran.

WVD-II-serien oljerensere kombinerer effektivt elektrostatisk adsorpsjonsrenseteknologi og ionebytterteknologi, løser den oppløste lakken gjennom harpiksadsorpsjon og løser den utfelte lakken gjennom elektrostatisk adsorpsjon.Denne teknologien kan minimere innholdet av slam på kort tid. I løpet av en kort periode på flere dager kan det originale smøresystemet som inneholder en stor mengde slam/lakk gjenopprettes til den beste driftstilstanden, og problemet med den sakte økningen i temperatur på aksiallageret forårsaket av lakken kan løses.Det kan effektivt fjerne og forhindre det løselige og uløselige oljeslammet som genereres under normal drift av dampturbinen.

Hovedprinsippene er som følger:

4.1 Ionebytterharpiks for å fjerne oppløst lakk

Ionebytterharpiks består hovedsakelig av to deler: polymerskjelett og ionebyttergruppe.Adsorpsjonsprinsippet er vist i figur 8,

Figur 8 Prinsipp for ion-interaksjon harpiksadsorpsjon

Byttegruppen er delt inn i en fast del og en flyttbar del.Den faste delen er bundet på polymermatrisen og kan ikke bevege seg fritt, og blir et fiksert ion;den bevegelige delen og den faste delen kombineres av ioniske bindinger for å bli et utskiftbart ion.De faste ionene og de mobile ionene har henholdsvis motsatt ladning.Ved lagerbøssingen brytes den mobile delen ned til fritt bevegelige ioner, som utveksles med andre nedbrytningsprodukter med samme ladning, slik at de kombineres med de faste ionene og adsorberes godt på utvekslingsbasen.På gruppen blir den tatt bort av oljen, oppløst lakk fjernet ved adsorpsjon av ionebytterharpiks.

4.2 Elektrostatisk adsorpsjonsteknologi for å fjerne suspendert lakk

Elektrostatisk adsorpsjonsteknologi bruker hovedsakelig en høyspenningsgenerator for å generere et elektrostatisk høyspentfelt for å polarisere de forurensede partiklene i oljen for å vise henholdsvis positive og negative ladninger.De nøytrale partiklene klemmes og flyttes av de ladede partiklene, og til slutt blir alle partiklene adsorbert og festet til oppsamleren (se figur 9).

Figur 8 Prinsipp for elektrostatisk adsorpsjonsteknologi

Elektrostatisk oljerenseteknologi kan fjerne alle uløselige forurensninger, inkludert partikkelformede urenheter og suspendert lakk produsert av oljenedbrytning.Imidlertid kan tradisjonelle filterelementer bare fjerne store partikler med tilsvarende presisjon, og det er vanskelig å fjerne submikron nivå suspendert lakk .

Dette systemet kan fullstendig løse lakken som er utfelt og avsatt på lagerputen, og dermed fullstendig løse påvirkningen av lagerputens temperatur og vibrasjonsendringer forårsaket av lakken, slik at enheten kan kjøre stabilt i lang tid.

5. Konklusjon

WSD WVD-II lakkfjerningsenhet ble tatt i bruk, gjennom to års driftsobservasjon, har lagertemperaturen alltid vært holdt på rundt 90°C, og enheten har holdt seg i normal drift.Det ble funnet en lakkfilm (se figur 10).

Det fysiske bildet av lagerdemontering etter installasjon av lakkfjerning

utstyr

referanser:

[1] Liu Siyong, Xiao Zhonghui, Yan Zhiyong og Chen Zhujie.Numerisk simulering og eksperimentell forskning på de dynamiske egenskapene til svingelastiske og dempende vippeputelagre [J].Chinese Journal of Mechanical Engineering, oktober 2014, 50(19):88.