บทคัดย่อ: วิเคราะห์สาเหตุของความผันผวนของอุณหภูมิบุชแบริ่งของเครื่องกำเนิดไฟฟ้ากังหันก๊าซเชื้อเพลิงคู่ นำเสนอวิธีแก้ปัญหาเฉพาะ เชี่ยวชาญจุดความเสี่ยง และมาตรการป้องกันการปฏิบัติงาน
ภาพรวมอุปกรณ์
BZ 25-1 / S บ่อน้ำมัน (ทะเลโป๋ไห่ตอนกลาง) ของ CNOOC (China) Co., LTD.สาขาเทียนจิน (FPSO) ติดตั้งชุดเครื่องกำเนิดไฟฟ้ากังหันก๊าซเชื้อเพลิงคู่ TITAN130 จำนวนสี่ชุดที่ผลิตโดย SOLARชุดเครื่องกำเนิดไฟฟ้ากังหันประกอบด้วยเครื่องยนต์กังหันแก๊ส อุปกรณ์เกียร์ลดความเร็ว เครื่องกำเนิดไฟฟ้า แผงควบคุม แผงหน้าปัด ฐานร่วม ฝาครอบฉนวนกันเสียง และระบบเสริม ฯลฯ เมื่อหน่วยใช้เชื้อเพลิงที่แตกต่างกัน ขนาดความจุแบริ่งก็จะแตกต่างกันด้วย (ดู ส่วนของรูปที่ 1)
กำลังไฟฟ้าเอาท์พุตสุทธิของกังหันอยู่ที่ 13,500 กิโลวัตต์ และความเร็วอยู่ที่ 11,220 รอบต่อนาที และกำลังไฟฟ้าเอาท์พุตของเครื่องกำเนิดไฟฟ้าที่กำหนดค่าไว้คือ 12,500 กิโลวัตต์ ภายใต้สภาพแวดล้อม 40°Cแรงดันไฟฟ้าของเครื่องกำเนิดไฟฟ้าคือ 6300 V, 50 Hz, 3 ph, ตัวประกอบกำลังคือ 0.8 PF;หน่วยมีแบริ่งเบาะเอียงสำหรับแบริ่งแรงขับ, แบริ่งขนาดเส้นผ่าศูนย์กลางเพลาและตัวลดเกียร์มีเกียร์ดาวเคราะห์เกรด 3จุดหล่อลื่นแบริ่งแต่ละจุดใช้โหมดการหล่อลื่นแบบบังคับของการจ่ายน้ำมันจากส่วนกลาง (ดูตารางที่ 1,2,3 และ 4 สำหรับพารามิเตอร์ทางเทคนิคเฉพาะของตัวเครื่อง)
เครื่องกำเนิดไฟฟ้ากังหันก๊าซที่ใช้เชื้อเพลิงคู่ TITAN130 จำนวน 4 ชุดสามารถจ่ายพลังงานให้กับแหล่งน้ำมันทั้งหมดได้ และมีอุปกรณ์นำความร้อนทิ้งกลับมาใช้ใหม่อีก 4 เครื่องน้ำมันความร้อนปานกลางได้รับความร้อนจากก๊าซไอเสียที่มีอุณหภูมิสูงซึ่งเกิดจากกังหันการทำงานที่มั่นคงและปลอดภัยของชุดเครื่องกำเนิดไฟฟ้ากังหันก๊าซเชื้อเพลิงคู่ TITAN130 ทั้งสี่เครื่องถือเป็นสิ่งสำคัญ
ตารางที่ 1: พารามิเตอร์ทางเทคนิคของชุดเครื่องกำเนิดไฟฟ้ากังหันก๊าซ
ผู้ผลิต | โซล่า คอร์ปอเรชั่น สหรัฐอเมริกา (SOLAR) |
หมายเลขอุปกรณ์ | FPSO-MA-GTG-001A/B/C/D |
กำลังไอเอสโอ | 13500กิโลวัตต์ |
ขนาดหน่วย | 1414832123948 (มม.) (ความยาว ความกว้าง และความสูง) ไม่รวมความสูงของท่อทางเข้า/ท่อไอเสีย |
น้ำหนักรวมของชุดเลื่อน | 12T |
ประเภทเชื้อเพลิง | ด้วยความโกรธและดีเซล |
วิธีการติดตั้ง | รองรับ GIMBAL สามจุด |
ตารางที่ 2: พารามิเตอร์ทางเทคนิคของกังหันก๊าซของชุดเครื่องกำเนิดไฟฟ้ากังหันก๊าซ
ผู้ผลิต | โซล่า คอร์ปอเรชั่น สหรัฐอเมริกา (SOLAR) |
แบบอย่าง | ไททัน 130 |
พิมพ์ | ประเภทแกนเดียว / ไหลตามแกน / ประเภทอุตสาหกรรม |
แบบฟอร์มคอมเพรสเซอร์ | ประเภทการไหลตามแนวแกน |
ซีรี่ส์คอมเพรสเซอร์ | ระดับ 14 |
อัตราส่วนการลด | 17:1 |
ความเร็วของคอมเพรสเซอร์ | 11220 รอบ/นาที |
การไหลของก๊าซอัด | 48กก./วินาที (90.6ปอนด์/วินาที) |
ชุดกังหันแก๊ส | ระดับ 3 |
ความเร็วกังหันก๊าซ | 11220r/นาที |
ประเภทห้องเผาไหม้ | ประเภทท่อวงแหวน |
โหมดจุดระเบิด | การจุดประกายไฟ |
จำนวนหัวฉีดน้ำมันเชื้อเพลิง | 21 |
ประเภทแบริ่ง | แบริ่งแรงขับ |
โหมดเริ่มต้น | มอเตอร์แปลงความถี่เริ่มทำงาน |
ตารางที่ 3: พารามิเตอร์ทางเทคนิคของกระปุกเกียร์ลดความเร็วของชุดเครื่องกำเนิดไฟฟ้ากังหันก๊าซ
ผู้ผลิต | อัลเลนเกียร์ |
พิมพ์ | เกียร์ดาวเคราะห์ความเร็วสูงระดับ 3 |
ความเร็วเอาต์พุตหลัก | 1500r/นาที |
ตารางที่ 4: พารามิเตอร์ทางเทคนิคของเครื่องกำเนิดไฟฟ้าหลักของชุดเครื่องกำเนิดไฟฟ้ากังหันก๊าซ
ผู้ผลิต | บริษัทไฟฟ้าในอุดมคติของสหรัฐอเมริกา |
แบบอย่าง | สบ |
หมายเลขการผลิต | 0HF08-L0590;0114L;0120L;0053L |
ระดับพลังงาน | 12,000กิโลวัตต์ |
ความเร็วสูงสุด | 1500 รอบต่อนาที |
แรงดันไฟฟ้าที่ได้รับการจัดอันดับ | 6300kV |
ความถี่ | 50เฮิร์ต |
ตัวประกอบกำลัง | 0.8 |
ปีโรงงาน | 2547 |
มีปัญหากับตัวเครื่อง
ในเดือนเมษายน 2561 พบว่าอุณหภูมิของบุชลูกปืนทั้ง 4 หน่วยมีความผันผวน และจุดอุณหภูมิบางจุดไม่สามารถกลับสู่ค่าการทำงานเดิมได้หลังจากที่อุณหภูมิเพิ่มขึ้นแบริ่งกังหันกังหันหนึ่งตัว (บุชแบริ่ง) มีอุณหภูมิตั้งแต่ 108°C และมีแนวโน้มสูงขึ้น ในขณะที่อีกสามยูนิตที่เหลือก็มีแนวโน้มสูงขึ้นเช่นกัน
มาตรการวิเคราะห์สาเหตุและการรักษา
3.1 เหตุผลการเพิ่มขึ้นของอุณหภูมิบุชแบริ่ง
3.1.1 น้ำมันหล่อลื่นที่ใช้ในหน่วยนี้คือ CASTROL PERFECTO X32 ซึ่งเป็นน้ำมันแร่เมื่ออุณหภูมิสูง น้ำมันหล่อลื่นจะเกิดปฏิกิริยาออกซิเดชั่นได้ง่าย และผลิตภัณฑ์ออกซิเดชั่นจะรวมตัวกันบนพื้นผิวของไม้พุ่มเพื่อสร้างสารเคลือบเงาจากการตรวจจับดัชนีน้ำมันที่ใช้งานอยู่ของเครื่อง พบว่าดัชนีแนวโน้มการเคลือบเงาอยู่ในระดับสูง และระดับมลพิษก็สูงเช่นกัน (ดูตารางที่ 5)ดัชนีแนวโน้มของสารเคลือบเงาอยู่ในระดับสูงซึ่งอาจทำให้เกิดการเกาะติดและการสะสมบนบุชแบริ่ง ซึ่งจะช่วยลดช่องว่างของฟิล์มน้ำมัน เพิ่มแรงเสียดทาน และนำไปสู่การระบายความร้อนที่ไม่ดีของบุชแบริ่ง การเพิ่มขึ้นของแนวแกน อุณหภูมิและความเร่งของการเกิดออกซิเดชันของน้ำมันในเวลาเดียวกัน เนื่องจากมีมลพิษในน้ำมันสูง สารเคลือบเงาจะเกาะติดกับอนุภาคที่ปนเปื้อนอื่นๆ ส่งผลให้เกิดการบดและทำให้อุปกรณ์สึกหรอมากขึ้น (ดูรูปที่ 3 แผนภูมิการไหลของหน่วยการหล่อลื่น)
ตารางที่ 5 ผลการทดสอบและวิเคราะห์น้ำมันหล่อลื่นก่อนติดตั้งกรองน้ำมันเครื่องวานิช
ดัชนีสารเคลือบเงา | ||||
วันที่ | 2018.04 | 2018.06 | 2018.07 | 2018.12 |
เครื่องยนต์หลัก A | 29.5 | 31.5 | 32 | 32.5 |
เครื่องยนต์หลัก B | 36.3 | 40.5 | 42 | 43 |
เครื่องยนต์หลัก C | 40.5 | 46.8 | 42.6 | 45 |
เครื่องยนต์หลัก D | 31.1 | 35 | 35.5 | 36 |
รูปที่ 2 แผนภาพแนวโน้มของดัชนีวานิชก่อนฟอกน้ำยาวานิชแบบยูนิต
รูปที่ 3 ผังการไหลของการหล่อลื่นยูนิต
เพื่อวิเคราะห์สาเหตุของอุณหภูมิที่เพิ่มขึ้นของบุชแบริ่ง อาจเป็นไปได้ว่าสารเคลือบเงานั้นผลิตขึ้นในน้ำมันหล่อลื่นของยูนิต และในที่สุดสารเคลือบเงาก็เข้มข้นไปที่บุชแบริ่ง ส่งผลให้เกิดความผันผวนของอุณหภูมิและการเพิ่มขึ้นของบุชแบริ่ง
* น้ำมันหล่อลื่นแร่ส่วนใหญ่ประกอบด้วยไฮโดรคาร์บอนซึ่งค่อนข้างเสถียรที่อุณหภูมิห้องและอุณหภูมิต่ำแต่หากในกรณีที่มีอุณหภูมิสูง โมเลกุลไฮโดรคาร์บอนบางส่วน (แม้ว่าจะมีจำนวนน้อยมาก) จะเกิดปฏิกิริยาออกซิเดชัน โมเลกุลไฮโดรคาร์บอนอื่นๆ ก็จะเป็นไปตามปฏิกิริยาลูกโซ่เช่นกัน ซึ่งเป็นลักษณะของปฏิกิริยาลูกโซ่ไฮโดรคาร์บอน
* น้ำมันหล่อลื่นเป็นสารเคลือบเงาที่ละลายน้ำได้ในบริเวณที่มีอุณหภูมิสูงและแรงดันสูงในกระบวนการไหลของน้ำมันจากบริเวณที่มีอุณหภูมิสูงไปยังบริเวณที่มีอุณหภูมิต่ำ อุณหภูมิที่ลดลงจะทำให้ความสามารถในการละลายลดลง และอนุภาคสารเคลือบเงาจะตกตะกอนจากน้ำมันหล่อลื่นและเริ่มสะสม
* การสะสมของสารเคลือบเงาเกิดขึ้นหลังจากการก่อตัวของอนุภาควานิช ตะกอนจะเริ่มควบแน่นและก่อตัวเป็นตะกอนจะถูกสะสมบนพื้นผิวโลหะร้อนเป็นพิเศษ ส่งผลให้อุณหภูมิพุ่มเพิ่มขึ้นอย่างรวดเร็ว อุณหภูมิน้ำมันก็จะเพิ่มขึ้นอย่างช้าๆ ด้วยเช่นกัน
* ความผันผวนของอุณหภูมิที่อาจเกิดจากปัจจัยด้านสิ่งแวดล้อมอื่นๆ หรือปัญหาข้อผิดพลาดของเครื่อง
3.2 มาตรการแก้ไขปัญหาอุณหภูมิบุชแบริ่งเพิ่มขึ้น
3.2.1 เพิ่มแรงดันน้ำมันหล่อลื่นจาก 0.23 Mpa เป็น 0.245 Mpa เพื่อปรับปรุงประสิทธิภาพการถ่ายเทความร้อนของการหล่อลื่น และบรรเทาแนวโน้มอุณหภูมิบุชแบริ่งที่เพิ่มขึ้นอย่างช้าๆ
3.2.2 เปลี่ยนตัวทำความเย็นน้ำมันแบบเลื่อนด้วยประสิทธิภาพการถ่ายเทความร้อนที่มีอายุต่ำด้วยตัวทำความเย็นแบบขับเคลื่อนโดยตรงในประเทศตัวใหม่ และอุณหภูมิการจ่ายน้ำมันแบบเลื่อนจะคงที่จาก 60°C ถึงประมาณ 50°C เป็นเวลานาน
3.2.3 หลักการทำงานของเทคโนโลยีการดูดซับไฟฟ้าสถิต —— การขจัดสารเคลือบเงาที่ตกตะกอน (ดูรูปที่ 4)
การทำให้บริสุทธิ์ด้วยไฟฟ้าสถิตคือการใช้สนามไฟฟ้าแรงสูงแบบวงกลม ทำให้อนุภาคมลพิษน้ำมันแสดงไฟฟ้าบวกและลบตามลำดับ อนุภาคไฟฟ้าบวกและลบภายใต้การกระทำของทิศทางอิเล็กโทรดเชิงลบและบวก อนุภาคเป็นกลางบีบโดยอนุภาคที่มีประจุไหล ในที่สุดอนุภาคทั้งหมด การดูดซับในตัวสะสมกำจัดสารมลพิษในน้ำมันอย่างสมบูรณ์ด้วยการไหลของอนุภาคน้ำมันไฟฟ้าสถิตถังผนังท่อและส่วนประกอบของโคลนบนสิ่งสกปรกทั้งหมดการดูดซับการกัดเซาะของออกไซด์ออกการใช้งานจะลบโคลนกาวพื้นผิวระบบและสิ่งสกปรกกาว มีบทบาทในระบบทำความสะอาด
รูปที่ 4 ภาพประกอบแผนผังของเทคโนโลยีการดูดซับไฟฟ้าสถิต
3.2.4 หลักการทำงานของเทคโนโลยีการดูดซับเรซินไอออน —— ขจัดคราบที่ละลายอยู่ออก
เรซินแลกเปลี่ยนไอออน DICR ™ สามารถกำจัดสิ่งปนเปื้อนที่ละลายได้ในน้ำมันกังหัน ซึ่งจะทำให้ตัวบ่งชี้ MPC ลดลง เนื่องจากกังหันส่วนใหญ่ละลายได้ในระหว่างการทำงาน และมีเพียงผลิตภัณฑ์เหล่านี้ที่อิ่มตัวเท่านั้นที่จะก่อให้เกิดการตกตะกอน อุปกรณ์ไฟฟ้าสถิตไม่สามารถกำจัดผลพลอยได้เหล่านี้ใน สถานะละลาย
การผสมผสานระหว่างการดูดซับไฟฟ้าสถิตและเทคโนโลยีเรซินไม่เพียงแต่ช่วยขจัดสารเคลือบเงาที่แขวนลอยได้อย่างมีประสิทธิภาพ แต่ยังช่วยขจัดผลิตภัณฑ์เคลือบเงาที่ละลายอีกด้วย
รูปที่ 5 แผนผังของเทคโนโลยีการดูดซับเรซินไอออน
3.3 ผลของการขจัดคราบวานิช
เมื่อวันที่ 14 ธันวาคม 2019 มีการติดตั้งและใช้งานไส้กรองน้ำมันวานิชรุ่น WVDภายใต้มาตรการที่ครอบคลุมในการเปลี่ยนเครื่องทำความเย็นน้ำมันกังหันแก๊สเมื่อวันที่ 20 สิงหาคม 2020 อุณหภูมิของแบริ่งกังหัน (บุช) ลดลงจาก 108°C เป็นประมาณ 90°C (ดูรูปที่ 6 แนวโน้มอุณหภูมิของแบริ่งการทำให้บริสุทธิ์ด้านหลัง (บุช))สีของน้ำมันดีขึ้นอย่างเห็นได้ชัด (รูปที่ 7 การเปรียบเทียบน้ำมันก่อนและหลังการทำให้บริสุทธิ์)จากการวิเคราะห์และข้อมูลการทดสอบภายนอก ดัชนีแนวโน้มของสารเคลือบเงาน้ำมันลดลงจาก 42.4 เป็น 4.5 ระดับมลพิษลดลงจาก NAS 9 เป็น 6 และดัชนีค่ากรดลดลงจาก 0.17 เป็น 0.07 (ดูตารางที่ 6 การทดสอบและ ผลการวิเคราะห์น้ำมันหลังกรอง)
รูปที่ 6 แนวโน้มอุณหภูมิของลูกปืนหลังบริสุทธิ์ (บุชลูกปืน)
ตารางที่ 6 ผลการทดสอบและวิเคราะห์น้ำมันหลังไส้กรอง
ดัชนีสารเคลือบเงา | |||||||
วันที่ | 20/1 | 20/4 | 20/7 | 20/10 | 21/1 | 21/4 | 21/8 |
เครื่องยนต์หลัก A | 19.5 | 11.5 | 9.6 | 10 | 7.8 | 8 | 7.6 |
เครื่องยนต์หลัก B | 16.3 | 13.5 | 11.2 | 12.7 | 8.5 | 8.7 | 8.5 |
เครื่องยนต์หลัก C | 20.5 | 16.8 | 12.6 | 10.8 | 11.5 | 10.3 | 8.3 |
เครื่องยนต์หลัก D | 21.1 | 18.3 | 15.5 | 9.5 | 10.4 | 6.7 | 7.8 |
รูปที่ 7 เปรียบเทียบสีน้ำมันก่อนและหลังการทำให้บริสุทธิ์
ผลประโยชน์ทางเศรษฐกิจที่เกิดขึ้น
โดยผ่านการติดตั้งและการทำงานของหน่วยกำจัดวานิช WVDแก้ปัญหากังหันแก๊สได้อย่างมีประสิทธิภาพเมื่ออุณหภูมิของแบริ่งแรงขับเพิ่มขึ้น หลีกเลี่ยงความเสียหายหนักที่เกิดจากความเสียหายของแบริ่งและการสูญเสียชิ้นส่วนซีลแบบหมุนที่เกิดจากชิ้นส่วนอะไหล่ ลดการสูญเสียการบำรุงรักษาแบริ่งใน 5 ล้านหยวนข้างต้น และเวลาในการบำรุงรักษาการประสานงานเป็นเวลานาน ไม่มีหน่วยสแตนด์บายที่ไซต์การผลิต ทำให้เกิดผลกระทบร้ายแรงต่อการผลิตที่ปลอดภัยและมีเสถียรภาพ
หน่วยต้องเติมน้ำมัน 20 บาร์เรล/หน่วยหลังจากกรองฟิล์มกำจัดสีแล้ว น้ำมันจะถึงดัชนีที่มีคุณสมบัติครบถ้วน ซึ่งช่วยประหยัดค่าเปลี่ยนน้ำมันได้ประมาณ 400,000 หยวน
บทสรุป
เนื่องจากอุณหภูมิสูงในระยะยาว แรงดันสูง และความเร็วสูงของระบบหล่อลื่นของหน่วยขนาดใหญ่ ความเร็วออกซิเดชันของน้ำมันจะเร่งขึ้น ดัชนีสารเคลือบเงาเพิ่มขึ้น และเนื้อหาของเจลาตินจะเพิ่มขึ้นการสะสมของสิ่งสกปรกอ่อนในระบบยูนิตขนาดใหญ่ส่งผลต่อความแม่นยำของระบบควบคุมความเร็วและการทำงานปกติของยูนิต ซึ่งทำให้เกิดความผันผวนของยูนิตได้ง่ายหรือแม้แต่การปิดระบบโดยไม่ได้วางแผนกาววานิชที่สะสมบนพื้นผิวของบุชเพลาจะทำให้อุณหภูมิบุชเพลาเพิ่มขึ้น และการยึดเกาะของสารเคลือบเงาและอนุภาคของแข็งจะทำให้การสึกหรอของอุปกรณ์รุนแรงขึ้นหน่วยกำจัดสารเคลือบเงา WVD สามารถปรับปรุงคุณภาพน้ำมันหล่อลื่นของหน่วยได้อย่างต่อเนื่อง รับประกันการทำงานที่มั่นคงในระยะยาวของหน่วยขนาดใหญ่ ยืดรอบการบริการของน้ำมันหล่อลื่น ปรับปรุงสภาพแวดล้อมการทำงานของระบบ ลดต้นทุนการซื้อน้ำมันหล่อลื่น
เวลาโพสต์: Dec-02-2023