head_banner

Ứng dụng đổi mới công nghệ loại bỏ vecni trong máy phát điện tua bin khí sola

Ứng dụng sáng tạo

 

Tóm tắt: Phân tích nguyên nhân biến động nhiệt độ ống lót ổ trục của máy phát điện tua bin khí nhiên liệu kép, đưa ra giải pháp cụ thể, nắm vững các điểm nguy cơ và biện pháp phòng ngừa khi vận hành.

Tổng quan về thiết bị

Mỏ dầu BZ 25-1/S (trung tâm biển Bột Hải) của Công ty TNHH CNOOC (Trung Quốc).Chi nhánh Thiên Tân (FPSO) được trang bị bốn tổ máy phát điện tua bin khí nhiên liệu kép TITAN130 do SOLAR sản xuất.Bộ máy phát điện tua bin bao gồm động cơ tua bin khí, thiết bị giảm tốc, máy phát điện, bảng điều khiển, bảng điều khiển, đế chung, vỏ cách âm và hệ thống phụ trợ, v.v. Khi thiết bị sử dụng nhiên liệu khác nhau thì khả năng chịu lực của nó cũng khác nhau.(Xem Mặt cắt Hình 1)

Công suất đầu ra ròng của tuabin là 13500kW và tốc độ là 11220 vòng/phút và định mức công suất đầu ra của máy phát được cấu hình là 12500 kW trong điều kiện môi trường 40oC.Điện áp của máy phát điện là 6300 V, 50 Hz, 3 ph, hệ số công suất là 0,8 PF;thiết bị có ổ đỡ đệm nghiêng cho ổ đỡ lực đẩy, ổ trục có đường kính trục và bộ giảm tốc có bánh răng hành tinh cấp 3.Mỗi điểm bôi trơn ổ trục áp dụng chế độ bôi trơn cưỡng bức của nguồn cung cấp dầu tập trung. (Xem Bảng 1,2,3 và 4 để biết các thông số kỹ thuật cụ thể của thiết bị)

Bốn tổ máy phát điện tua bin khí nhiên liệu kép TITAN130 có thể cung cấp năng lượng cho toàn bộ mỏ dầu và có bốn thiết bị thu hồi nhiệt thải.Dầu trung bình nhiệt được làm nóng bằng khí thải nhiệt độ cao do tuabin tạo ra.Việc vận hành ổn định và an toàn của 4 tổ máy phát điện tua bin khí nhiên liệu kép TITAN130 là rất quan trọng.

Bảng 1: Thông số kỹ thuật của tổ máy phát điện tua bin khí

Nhà sản xuất của

Tập đoàn Sola, Hoa Kỳ (SOLAR)

số thiết bị

FPSO-MA-GTG-001A/B/C/D

Nguồn ISO

13500kW

Kích thước đơn vị

1414832123948 (mm) (chiều dài, chiều rộng và chiều cao),

Không bao gồm chiều cao của ống nạp/ống xả

Tổng trọng lượng của đơn vị xe trượt

12T

Loại nhiên liệu

Với sự tức giận và dầu diesel

cách cài đặt

Hỗ trợ GIMBAL ba điểm

Bảng 2: Thông số kỹ thuật tuabin khí của tổ máy phát điện tuabin khí

Nhà sản xuất của

Tập đoàn Sola, Hoa Kỳ (SOLAR)

người mẫu

TITAN 130

kiểu

Trục đơn / dòng trục / loại công nghiệp

Dạng máy nén

loại dòng chảy dọc trục

Dòng máy nén

Cấp 14

tỉ lệ giảm

17:1

Tốc độ của máy nén

11220 vòng/phút

Lưu lượng khí nén

48kg/giây(90,6lb/giây)

Dòng tuabin khí

Cấp 3

Tốc độ tuabin khí

11220r/phút

Loại buồng đốt

Loại ống vòng

Chế độ đánh lửa

đánh lửa

Số lượng vòi phun nhiên liệu

21

loại mang

mang lực đẩy

chế độ bắt đầu

Động cơ chuyển đổi tần số được khởi động

Bảng 3: Thông số kỹ thuật hộp số giảm tốc của tổ máy phát điện tua bin khí

Nhà sản xuất của

bánh răng ALLEN

kiểu

Bánh răng hành tinh cấp 3 tốc độ cao

Tốc độ đầu ra chính

1500r/phút

Bảng 4: Thông số kỹ thuật máy phát chính của tổ máy phát điện tua bin khí

Nhà sản xuất của

Công ty Điện lực Ideal của Mỹ

người mẫu

SAB

sản xuất Không

0HF08-L0590;0114L;0120L;0053L

đánh giá sức mạnh

12000kW

tốc độ định mức

1500 vòng/phút

điện áp định mức

6300kV

Tính thường xuyên

50Hz

hệ số công suất

0,8

Năm nhà máy

2004

 

Ứng dụng sáng tạo

Các vấn đề tồn tại với thiết bị

Vào tháng 4 năm 2018, người ta phát hiện nhiệt độ của ống lót ổ trục của 4 tổ máy có biến động, một số điểm nhiệt độ không thể trở về giá trị vận hành ban đầu sau khi nhiệt độ tăng lên.Một ổ trục tuabin (ống lót ổ trục) đạt nhiệt độ từ 108oC và có xu hướng tăng lên, trong khi ba ổ trục còn lại cũng có xu hướng tăng lên.

Phân tích nguyên nhân và biện pháp xử lý

3.1 nguyên nhân tăng nhiệt độ ống lót ổ trục

3.1.1 Dầu bôi trơn được sử dụng trong thiết bị này là CASTROL PERFECTO X32, là dầu khoáng.Khi nhiệt độ cao, dầu bôi trơn dễ bị oxy hóa, các sản phẩm oxy hóa tập trung trên bề mặt bụi cây để tạo thành vecni.Bằng cách phát hiện chỉ số dầu đang hoạt động của thiết bị, người ta thấy rằng chỉ số xu hướng vecni cao và mức độ ô nhiễm cũng cao (xem Bảng 5).Chỉ số xu hướng của vecni cao, có thể gây ra sự hình thành bám dính và tích tụ trên ống lót ổ trục, do đó làm giảm khe hở của màng dầu, tăng ma sát và dẫn đến khả năng tản nhiệt kém của ống lót ổ trục, sự nổi lên của trục nhiệt độ và tốc độ oxy hóa dầu.Đồng thời, do độ ô nhiễm cao trong dầu, lớp sơn bóng sẽ bám vào các hạt bị ô nhiễm khác, tạo thành hiệu ứng mài mòn và làm trầm trọng thêm tình trạng mài mòn của thiết bị. (Xem Hình 3 Sơ đồ quy trình bôi trơn thiết bị)

Bảng 5 Kết quả phân tích và kiểm tra dầu bôi trơn trước khi lắp bộ lọc dầu vecni

Chỉ số sơn bóng

ngày

2018.04

2018.06

2018.07

2018.12

động cơ chính A

29,5

31,5

32

32,5

động cơ chính B

36,3

40,5

42

43

động cơ chính C

40,5

46,8

42,6

45

động cơ chính D

31.1

35

35,5

36

Ứng dụng đổi mới2

Hình 2 Biểu đồ xu hướng chỉ số vecni trước khi tinh chế vecni trượt đơn vị

Ứng dụng đổi mới3

Hình 3 Sơ đồ bôi trơn thiết bị

Để phân tích nguyên nhân khiến nhiệt độ ống lót ổ trục tăng lên, có thể là do dầu bôi trơn của thiết bị tạo ra lớp sơn bóng và lớp sơn bóng cuối cùng tập trung vào ống lót ổ trục, dẫn đến sự dao động nhiệt độ và tăng lên của ống lót ổ trục.

3.1.2Nguyên nhân của vecni

* Dầu bôi trơn khoáng chủ yếu bao gồm hydrocarbon, tương đối ổn định ở nhiệt độ phòng và nhiệt độ thấp.Nhưng nếu ở nhiệt độ cao, một số phân tử hydrocarbon (dù số lượng rất nhỏ) sẽ trải qua phản ứng oxy hóa thì các phân tử hydrocarbon khác cũng sẽ diễn ra phản ứng dây chuyền, đây là đặc điểm của phản ứng chuỗi hydrocarbon;

* Dầu bôi trơn tạo thành vecni hòa tan ở khu vực nhiệt độ cao và áp suất cao.Trong quá trình dầu chảy từ vùng nhiệt độ cao đến vùng nhiệt độ thấp, nhiệt độ giảm dẫn đến độ hòa tan giảm, các hạt vecni kết tủa từ dầu bôi trơn và bắt đầu lắng đọng;

* Xảy ra hiện tượng lắng đọng lớp sơn bóng.Sau khi hình thành các hạt vecni, cặn bắt đầu ngưng tụ và tạo thành cặn sẽ được ưu tiên lắng đọng trên bề mặt kim loại nóng, dẫn đến nhiệt độ ống lót tăng nhanh trở lại nhiệt độ dầu cũng sẽ tăng từ từ;

* Sự dao động nhiệt độ có thể do các yếu tố môi trường khác hoặc sự cố lỗi của thiết bị gây ra.

3.2 Biện pháp giải quyết vấn đề tăng nhiệt độ bạc lót vòng bi

3.2.1 Tăng áp suất dầu bôi trơn từ 0,23 Mpa lên 0,245 Mpa để cải thiện hiệu suất truyền nhiệt bôi trơn và giảm bớt xu hướng tăng chậm của nhiệt độ ống lót ổ trục.

3.2.2 Thay thế bộ làm mát dầu trượt có hiệu suất truyền nhiệt lão hóa thấp bằng bộ làm mát dẫn động trực tiếp trong nước mới, nhiệt độ cấp dầu trượt ổn định từ 60oC đến khoảng 50oC trong thời gian dài.

3.2.3 Nguyên lý làm việc của công nghệ hấp phụ tĩnh điện - loại bỏ vecni kết tủa (xem Hình 4)

Tinh lọc tĩnh điện là sử dụng trường tĩnh điện áp cao hình tròn, làm cho các hạt ô nhiễm dầu hiển thị điện dương và điện âm tương ứng, các hạt điện dương và âm dưới tác dụng của hướng điện cực âm và dương, các hạt trung tính bị ép bởi các hạt tích điện chảy, cuối cùng là tất cả các hạt hấp phụ trên bộ thu, loại bỏ hoàn toàn các chất ô nhiễm trong dầu, với dòng chảy của các hạt dầu tĩnh điện, bể chứa, thành ống và các thành phần của bùn trên tất cả các tạp chất, hấp phụ xói mòn oxit ra ngoài, hoạt động loại bỏ bùn dính bề mặt hệ thống và bụi bẩn bám dính , đóng vai trò của hệ thống làm sạch.

Ứng dụng sáng tạo4

Hình 4. Sơ đồ minh họa công nghệ hấp phụ tĩnh điện

3.2.4 Nguyên lý hoạt động của công nghệ hấp phụ nhựa ion - Loại bỏ lớp vecni hòa tan

Nhựa trao đổi ion DICR™ có thể loại bỏ các chất bẩn hòa tan trong dầu tuabin, đảm bảo giảm chỉ số MPC, do hầu hết các tuabin đều hòa tan trong quá trình vận hành và chỉ bão hòa các sản phẩm này mới hình thành kết tủa, thiết bị tĩnh điện không thể loại bỏ các sản phẩm phụ này trong trạng thái hoà tan.

Sự kết hợp giữa hấp phụ tĩnh điện và công nghệ nhựa không chỉ có thể loại bỏ hiệu quả lớp sơn bóng lơ lửng mà còn loại bỏ sản phẩm sơn bóng hòa tan.

Ứng dụng đổi mới5Hình 5 Sơ đồ công nghệ hấp phụ nhựa ion

3.3 Tác dụng tẩy sơn bóng

Vào ngày 14 tháng 12 năm 2019, bộ lọc dầu sơn dầu model WVD đã được lắp đặt và vận hành.Theo biện pháp toàn diện thay thế bộ làm mát dầu tuabin khí vào ngày 20 tháng 8 năm 2020, nhiệt độ của ổ trục tuabin (ống lót) đã giảm từ 108oC xuống khoảng 90oC (xem Hình 6 xu hướng nhiệt độ của ổ trục làm sạch phía sau (ống lót)).Màu sắc của dầu được cải thiện rõ rệt (Hình 7 so sánh dầu trước và sau khi tinh chế).Thông qua phân tích và dữ liệu thử nghiệm bên ngoài, chỉ số xu hướng của vecni dầu đã giảm từ 42,4 xuống 4,5, mức độ ô nhiễm giảm từ NAS 9 xuống 6 và chỉ số giá trị axit giảm từ 0,17 xuống 0,07. (Xem Bảng 6 Kiểm tra và kết quả phân tích dầu sau lọc)

Ứng dụng đổi mới6

Hình 6 Xu hướng nhiệt độ của ổ trục sau đã được làm sạch (ống lót ổ trục)

Bảng 6 Kết quả thử nghiệm và phân tích dầu sau lọc

Chỉ số sơn bóng

ngày

20/1

20/4

20/7

20/10

21/1

21/4

21/8

động cơ chính A

19,5

11,5

9,6

10

7,8

8

7,6

động cơ chính B

16.3

13,5

11.2

12.7

8,5

8,7

8,5

động cơ chính C

20,5

16,8

12.6

10.8

11,5

10.3

8.3

động cơ chính D

21.1

18.3

15,5

9,5

10,4

6,7

7,8

Ứng dụng sáng tạo7

Hình 7 So sánh màu dầu trước và sau khi lọc

Lợi ích kinh tế được tạo ra

Thông qua việc cài đặt và vận hànhBộ phận loại bỏ vecni WVD, giải quyết hiệu quả sự tăng nhiệt độ ổ trục lực đẩy của tuabin khí, tránh thiệt hại nặng nề do hư hỏng ổ trục và mất bộ phận làm kín quay do phụ tùng thay thế gây ra, giảm tổn thất ổ trục bảo trì ở mức 5 triệu RMB trở lên và thời gian bảo trì phối hợp kéo dài, không có thiết bị dự phòng tại nơi sản xuất, gây ảnh hưởng nghiêm trọng đến việc sản xuất an toàn, ổn định.

Đơn vị cần nạp 20 thùng dầu/chiếc.Sau khi lọc màng tẩy sơn, dầu hoàn toàn đạt chỉ số đủ tiêu chuẩn, tiết kiệm chi phí thay dầu khoảng 400.000 RMB.

Phần kết luận

 

Do nhiệt độ cao, áp suất cao và tốc độ cao của hệ thống bôi trơn của bộ phận lớn trong thời gian dài, tốc độ oxy hóa dầu tăng lên, chỉ số vecni tăng và hàm lượng gelatin tăng.Việc tích tụ tạp chất mềm trong hệ thống thiết bị lớn ảnh hưởng đến độ chính xác của hệ thống điều tốc và hoạt động bình thường của thiết bị, dễ dẫn đến hiện tượng dao động của thiết bị hoặc thậm chí ngừng hoạt động ngoài ý muốn.Keo sơn bóng bám trên bề mặt ống lót trục cũng sẽ làm tăng nhiệt độ ống lót trục, độ bám dính của sơn bóng và các hạt rắn cũng sẽ làm trầm trọng thêm tình trạng hao mòn của thiết bị.Bộ phận loại bỏ vecni WVD có thể liên tục cải thiện chất lượng dầu bôi trơn của thiết bị, đảm bảo hoạt động ổn định trong chu kỳ dài của các bộ phận lớn, kéo dài chu kỳ phục vụ của dầu bôi trơn, cải thiện môi trường vận hành của hệ thống, giảm chi phí mua dầu bôi trơn.

 


Thời gian đăng: Dec-02-2023
Trò chuyện trực tuyến WhatsApp!