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Application innovante de la technologie d’élimination du vernis dans un générateur à turbine à gaz sola

Application innovante

 

Résumé : Analyser les causes de la fluctuation de la température des coussinets d'un générateur à turbine à gaz à double carburant, proposer des solutions spécifiques, maîtriser les points à risque et les mesures préventives de fonctionnement.

Aperçu de l'équipement

Champ pétrolifère BZ 25-1 / S (mer centrale de Bohai) de CNOOC (China) Co., LTD.La succursale de Tianjin (FPSO) est équipée de quatre groupes électrogènes à turbine à gaz bi-carburant TITAN130 produits par SOLAR.L'ensemble turbogénérateur comprend un moteur à turbine à gaz, un dispositif d'engrenage de décélération, un générateur, un panneau de commande, un tableau de bord, une base commune, un couvercle d'isolation acoustique et un système auxiliaire, etc. Lorsque l'unité utilise un carburant différent, sa taille de capacité portante est également différente. (Voir Coupe de la figure 1)

La puissance de sortie nette de la turbine est de 13 500 kW et la vitesse est de 11 220 tr/min, et la puissance de sortie nominale du générateur configuré est de 12 500 kW dans des conditions environnementales de 40 ℃.La tension du générateur est de 6300 V, 50 Hz, triphasé, le facteur de puissance est de 0,8 PF ;l'unité est dotée d'un roulement à coussin incliné pour le roulement de butée, d'un roulement de diamètre d'arbre et le réducteur est doté d'un engrenage planétaire de grade 3.Chaque point de lubrification des roulements adopte le mode de lubrification forcée de l'alimentation en huile centralisée. (Voir les tableaux 1, 2, 3 et 4 pour les paramètres techniques spécifiques de l'unité)

Quatre groupes électrogènes à turbine à gaz bi-carburant TITAN130 peuvent alimenter l'ensemble du champ pétrolifère, et il existe quatre dispositifs de récupération de chaleur résiduelle.L'huile caloporteur est chauffée par les gaz de combustion à haute température générés par la turbine.Le fonctionnement stable et sûr des quatre groupes électrogènes à turbine à gaz bi-carburant TITAN130 est crucial.

Tableau 1 : Paramètres techniques du groupe électrogène à turbine à gaz

fabricants

Sola Corporation, États-Unis (SOAIRE)

numéro d'appareil

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

Puissance ISO

13 500 kW

Taille de l'unité

1414832123948 (mm) (longueur, largeur et hauteur),

Hors hauteur du tuyau d'entrée/d'échappement

Poids total du traîneau unitaire

12T

Types de carburant

Avec colère et diesel

façon d'installer

Support GIMBAL à trois points

Tableau 2 : Paramètres techniques de la turbine à gaz du groupe électrogène à turbine à gaz

fabricants

Sola Corporation, États-Unis (SOAIRE)

modèle

TITAN 130

taper

Type simple-axial/à flux axial/industriel

Formulaire de compresseur

type à flux axial

Série de compresseurs

Niveau 14

ratio de réduction

17:1

Vitesse du compresseur

11220 tr/min

Débit de gaz comprimé

48 kg/s (90,6 lb/s)

Série de turbines à gaz

Niveau 3

Vitesse de la turbine à gaz

11220 tr/min

Type de chambre de combustion

Type de tube annulaire

Mode d'allumage

allumage par étincelle

Nombre de buses de carburant

21

type de roulement

palier de butée

mode de démarrage

Le moteur de conversion de fréquence est démarré

Tableau 3 : Paramètres techniques du réducteur de décélération du groupe électrogène à turbine à gaz

fabricants

ENGRENAGES ALLEN

taper

Engrenage planétaire haute vitesse niveau 3

Vitesse de sortie principale

1500 tr/min

Tableau 4 : Paramètres techniques du générateur principal du groupe électrogène à turbine à gaz

fabricants

Société américaine d’électricité idéale

modèle

SAB

fabrication Non

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

puissance nominale

12 000 kW

vitesse nominale

1500 tr/min

tension nominale

6300kV

fréquence

50Hz

facteur de puissance

0,8

Année d'usine

2004

 

Application innovante

Des problèmes existent avec l'unité

En avril 2018, il a été constaté que la température du coussinet de quatre unités fluctuait et que certains points de température ne pouvaient pas revenir à la valeur de fonctionnement d'origine après l'augmentation de la température.Un roulement de turbine (buisson de roulement) a atteint une température de 108 ℃ et a montré une tendance à la hausse, tandis que les trois autres unités ont également montré une tendance à la hausse.

Analyse des causes et mesures de traitement

3.1 raison de l'augmentation de la température du coussinet de roulement

3.1.1 L'huile lubrifiante utilisée dans cette unité est CASTROL PERFECTO X32, qui est de l'huile minérale.Lorsque la température est élevée, l'huile lubrifiante s'oxyde facilement et les produits d'oxydation se rassemblent à la surface du shbush pour former du vernis.En détectant l'indice de l'huile de fonctionnement de l'unité, on constate que l'indice de tendance au vernis est élevé et que le degré de pollution est également élevé (voir tableau 5).L'indice de tendance du vernis est élevé, ce qui peut provoquer la formation d'attaches et d'accumulations sur le coussinet, réduisant ainsi l'écart du film d'huile, augmentant le frottement et conduisant à une mauvaise dissipation thermique du coussinet, à une augmentation de l'axe axial. température et l'accélération de l'oxydation de l'huile.Dans le même temps, en raison de la forte pollution de l'huile, le vernis adhère à d'autres particules contaminées, formant un effet de meulage et aggravant l'usure de l'équipement. (Voir Fig. 3 Organigramme de la lubrification de l'unité)

Tableau 5 Résultats des tests et analyses d'huile lubrifiante avant l'installation du filtre à huile vernis

L'indice des vernis

date

2018.04

2018.06

2018.07

2018.12

moteur principal A

29,5

31,5

32

32,5

moteur principal B

36.3

40,5

42

43

moteur principal C

40,5

46,8

42,6

45

moteur principal D

31.1

35

35,5

36

Application innovante2

Figure 2 Diagramme de tendance de l'indice du vernis avant purification du vernis de glissement de l'unité

Application innovante3

Figure 3 Organigramme de la lubrification de l'unité

Pour analyser la cause de l'augmentation de la température du coussinet, il se peut que le vernis soit produit dans l'huile lubrifiante de l'unité et que le vernis soit finalement concentré sur le coussinet, ce qui entraîne une fluctuation de température et une augmentation de la température du coussinet.

3.1.2Causes du vernis

* L'huile lubrifiante minérale est principalement composée d'hydrocarbures, relativement stables à température ambiante et à basse température.Mais si dans le cas de températures élevées, certaines molécules d'hydrocarbures (même si leur nombre est très faible) subiront une réaction d'oxydation, d'autres molécules d'hydrocarbures suivront également la réaction en chaîne, ce qui est la caractéristique de la réaction en chaîne des hydrocarbures ;

* L'huile lubrifiante forme un vernis soluble dans la zone à haute température et haute pression.Dans le processus d'écoulement de l'huile de la zone à haute température vers la zone à basse température, la diminution de la température entraîne une diminution de la solubilité, et les particules de vernis précipitent de l'huile lubrifiante et commencent à se déposer ;

* Un dépôt de vernis se produit.Après la formation des particules de vernis, les sédiments commencent à se condenser et se déposent préférentiellement sur la surface du métal chaud, ce qui entraîne une augmentation rapide de la température de la douille, puis une augmentation lente de la température de l'huile ;

* Fluctuations de température pouvant être causées par d'autres facteurs environnementaux ou des problèmes de panne de l'unité.

3.2 Mesures pour résoudre le problème de l'augmentation de la température du coussinet

3.2.1 Augmenter la pression de l'huile de lubrification de 0,23 Mpa à 0,245 Mpa pour améliorer l'efficacité du transfert de chaleur de lubrification et atténuer la lente tendance à la hausse de la température du coussinet.

3.2.2 Remplacez le refroidisseur d'huile coulissant à faible efficacité de transfert de chaleur vieillissant par un nouveau refroidisseur domestique à entraînement direct, et la température d'alimentation en huile coulissante est stable de 60 ℃ à environ 50 ℃ pendant une longue période.

3.2.3 Principe de fonctionnement de la technologie d'adsorption électrostatique —— élimination du vernis précipité (voir Figure 4)

La purification électrostatique consiste à utiliser un champ statique circulaire à haute tension, qui permet aux particules de pollution par les hydrocarbures de montrer respectivement des particules électriques positives et négatives, des particules électriques positives et négatives sous l'action de la direction des électrodes négatives et positives, des particules neutres pressées par le flux de particules chargées, enfin toutes les particules. Adsorption sur le collecteur, élimine complètement les polluants dans l'huile, avec le flux électrostatique de particules d'huile, le réservoir, la paroi du tuyau et les composants de la boue sur toutes les impuretés, l'adsorption par érosion des oxydes, l'actif élimine la boue adhésive de surface du système et la saleté adhésive , jouent le rôle de système de nettoyage.

Application innovante4

Figure 4. Illustration schématique de la technologie d'adsorption électrostatique

3.2.4 Principe de fonctionnement de la technologie d'adsorption de résine ionique —— Retirer le vernis dissous

La résine échangeuse d'ions DICR ™ est capable d'éliminer les contaminants solubles dans l'huile de turbine, assurant ainsi une diminution des indicateurs MPC, car la plupart des turbines sont solubles pendant le fonctionnement, et seules ces produits saturés formeront des précipitations, l'équipement électrostatique ne peut pas éliminer ces sous-produits dans l’État dissous.

La combinaison de l'adsorption électrostatique et de la technologie des résines peut non seulement éliminer efficacement le vernis en suspension, mais également éliminer le produit de vernis dissous.

Application innovante5Figure 5 Diagramme schématique de la technologie d'adsorption de résine ionique

3.3 Effet du retrait du vernis

Le 14 décembre 2019, le filtre à huile vernis modèle WVD a été installé et utilisé.Dans le cadre de la mesure globale de remplacement du refroidisseur d'huile de turbine à gaz du 20 août 2020, la température du roulement de turbine (douille) a diminué de 108 ℃ à environ 90 ℃ (voir Figure 6, tendance de la température du roulement de purification arrière (douille)).La couleur de l'huile est significativement améliorée (Figure 7 comparaison de l'huile avant et après purification).Grâce à l'analyse et aux données de tests externes, l'indice de tendance du vernis à l'huile a été réduit de 42,4 à 4,5, le niveau de pollution a été réduit de NAS 9 à 6 et l'indice d'acide a été réduit de 0,17 à 0,07. (Voir Tableau 6 Test et résultats d'analyse de l'huile après filtre filtre)

Application innovante6

Figure 6 Tendance de la température du roulement arrière purifié (douille de roulement)

Tableau 6 Résultats des tests et analyses de l'huile après filtre filtre

L'indice des vernis

date

20/1

20/4

20/7

20/10

21/1

21/4

21/8

moteur principal A

19,5

11.5

9.6

10

7.8

8

7.6

moteur principal B

16.3

13.5

11.2

12.7

8.5

8.7

8.5

moteur principal C

20,5

16,8

12.6

10.8

11.5

10.3

8.3

moteur principal D

21.1

18.3

15,5

9.5

10.4

6.7

7.8

Application innovante7

Figure 7 Comparaison de la couleur de l'huile avant et après purification

Les bénéfices économiques générés

Grâce à l'installation et à l'exploitation deUnité de retrait de vernis WVD, résout efficacement la turbine à gaz l'augmentation de la température des roulements de butée, évite les dommages importants causés par les dommages aux roulements et la perte de pièces d'étanchéité rotatives causées par les pièces de rechange, réduit la perte de roulement de maintenance de 5 millions de RMB ci-dessus, et le temps de maintenance de coordination est long, aucune unité de secours sur le site de production, entraîne un impact sérieux sur la production sûre et stable.

L'unité doit remplir 20 barils de pétrole/unité.Après avoir filtré le film de décapage de peinture, l'huile atteint pleinement l'indice qualifié, ce qui permet d'économiser le coût de remplacement de l'huile d'environ 400 000 RMB.

Conclusion

 

En raison de la température élevée, de la pression et de la vitesse élevées à long terme du système de lubrification de la grande unité, la vitesse d'oxydation de l'huile s'accélère, l'indice du vernis augmente et la teneur en gélatine augmente.L'accumulation d'impuretés molles dans le système de grande unité affecte la précision du système de régulation de vitesse et le fonctionnement normal de l'unité, ce qui peut facilement conduire à une fluctuation de l'unité ou même à un arrêt imprévu.La colle de vernis déposée sur la surface de la douille d'arbre provoquera également une augmentation de la température de la douille d'arbre, et l'adhérence du vernis et des particules solides aggravera également l'usure de l'équipement.L'unité de retrait de vernis WVD peut améliorer continuellement la qualité de l'huile lubrifiante de l'unité, assurer le fonctionnement stable à long cycle des grandes unités, prolonger le cycle de service de l'huile lubrifiante, améliorer l'environnement de fonctionnement du système, réduire le coût d'achat de l'huile lubrifiante.

 


Heure de publication : 02 décembre 2023
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