O expansor é uma peça essencial necessária para unidades de separação de ar, unidades de separação de liquefação de gás natural/gás de petróleo e equipamentos de britagem de baixa temperatura para obter capacidade fria. É o coração que garante a operação estável de toda a unidade. Sua operação estável está relacionada à produção normal e ao consumo de energia de toda a unidade de craqueamento.
Como um componente-chave do expansor, o rolamento tem uma alta temperatura de operação de superfície, e o verniz é facilmente fixado à superfície. Se o verniz não for removido a tempo, causará grandes danos ao rolamento e à unidade ao longo do tempo! Este artigo apresentará o atual processo de remoção de verniz convencional através do caso de temperatura anormal do rolamento de um expansor de turbina doméstico!
1. Condições operacionais do expansor e pontos problemáticos do cliente
A unidade de compressor de ar PTA de 60t/a do cliente usa equipamentos da MAN Turbine Company da Alemanha. A unidade é uma unidade três em um, na qual a unidade de compressor de ar é uma unidade de turbina de cinco estágios de eixo múltiplo, a turbina de vapor de condensação é o principal acionador da unidade de compressor de ar e o expansor de turbina é o acionador auxiliar do compressor de ar. O expansor de turbina adota expansão de dois estágios alta e baixa, cada uma com uma porta de entrada e uma de exaustão, e o impulsor adota um impulsor tridimensional. A unidade três em um adota um método de lubrificação forçada com fornecimento centralizado de óleo da estação de óleo lubrificante.
Em 2018, para atender aos requisitos de emissão de VOC, o dispositivo adicionou uma unidade de VOC para tratar o gás residual do reator de oxidação, e o gás residual tratado ainda foi injetado no expansor. Como o sal de bromo no gás residual original tem íons brometo após oxidação em alta temperatura, para evitar que os íons bromo no gás residual se condensem e precipitem ao expandir e trabalhar no expansor, causando corrosão por pites no expansor e no equipamento subsequente, é necessário aumentar a temperatura de admissão e a temperatura de exaustão do lado de alta pressão e do lado de baixa pressão da unidade expansora.
Antes da transformação VOC, a temperatura do mancal no lado não impulsor da extremidade de baixa pressão do expansor era estável em torno de 80 °C (a temperatura de alarme do mancal neste local é de 110 °C e a temperatura de alarme alta é de 120 °C). Após o início da transformação VOC, a temperatura do mancal no lado não impulsor da extremidade de baixa pressão do expansor aumentou lentamente, atingindo um máximo de 120 °C. Não houve mudança significativa nos parâmetros de vibração durante este período. A inspeção de desmontagem descobriu que a folga entre o mancal e o eixo, bem como a folga de engrenamento dos dentes da engrenagem estavam normais. Exceto pelo verniz suspeito na superfície do mancal do lado não impulsor da extremidade de baixa pressão do expansor, nenhuma anormalidade foi encontrada em outros mancais.
Antes da transformação do VOC, a temperatura do mancal do lado não impulsor na extremidade de baixa pressão do expansor era estável em torno de 80 °C (a temperatura de alarme do mancal era de 110 °C e a temperatura de alarme alta era de 120 °C). Após o início da transformação do VOC em 6 de janeiro de 2019, a temperatura do mancal do lado não impulsor na extremidade de baixa pressão do expansor aumentou lentamente, e a temperatura mais alta estava próxima da temperatura de alarme alta de 120 °C, mas os parâmetros de vibração não mudaram significativamente durante esse período. Após verificar e analisar a tendência de flutuação da temperatura do mancal da turbina, excluindo os problemas de exibição do instrumento no local, flutuações do processo, transmissão de eletricidade estática do desgaste da escova da turbina, flutuações da velocidade do equipamento e qualidade do acessório, as principais razões para a flutuação da temperatura do mancal são: a folga entre o mancal e o eixo, bem como a folga de engrenamento dos dentes da engrenagem são normais, exceto pelo verniz suspeito na superfície do mancal do lado sem impulsor da extremidade de baixa pressão do expansor.
▲rolamento não acionado e par móvel de expansor
Como o lubrificante foi substituído há menos de um ano, a qualidade do óleo foi testada e qualificada antes da condução. Para eliminar dúvidas, a empresa cliente enviou o lubrificante a uma empresa profissional para testes e análises. A empresa profissional confirmou que a fixação na superfície do mancal era uma película de tinta antiga, mas o índice de tendência ao verniz na amostra de óleo enviada era muito baixo. O cliente conduziu uma investigação em torno do suporte do corpo do equipamento, estresse da conexão da tubulação de entrada e saída, detecção de vazamento do sistema de óleo e integridade da sonda de temperatura. Foi descoberto que o valor de vibração da sonda de deslocamento no eixo do lado sem impulsor do lado de baixa pressão sempre permaneceu entre 7-9μm e não mudou com a mudança de temperatura. Somente quando a temperatura excedeu 110℃ o valor de vibração mudou drasticamente, indicando que o verniz fixado à superfície do eixo e ao casquilho do mancal durante este período pode ser arranhado.
Com a formação do filme de tinta, a espessura do filme de óleo em um estado não livre é ocupada pelo filme de tinta, e a velocidade de renovação do filme de óleo é reduzida. O aumento gradual da temperatura aumenta o atrito entre a superfície do casquilho e o eixo. Ao mesmo tempo, o verniz depositado causa baixa dissipação de calor e aumento da temperatura do óleo, resultando em um aumento na temperatura do casquilho. Finalmente, o munhão esfrega contra o filme de tinta, o que se manifesta em flutuações violentas na vibração do eixo.
2. Solução
A remoção do acúmulo de verniz no rolamento pode garantir que o rolamento da unidade funcione em uma temperatura controlável. Por meio de pesquisa, o cliente escolheu o purificador de óleo de remoção de verniz de proteção ambiental Weishengda em julho de 2019, que resolveu o verniz dissolvido por adsorção de resina e resolveu o verniz precipitado por adsorção eletrostática, resolvendo assim completamente a influência da flutuação da temperatura do rolamento e da mudança de vibração causada pela película de tinta.
Análise técnica do purificador de óleo de remoção de verniz e proteção ambiental Weishengda
O purificador de óleo de remoção de verniz e proteção ambiental Weishengda combina efetivamente a tecnologia de purificação por adsorção eletrostática e a tecnologia de troca iônica, que pode remover e prevenir efetivamente o lodo solúvel e insolúvel gerado durante a operação normal de grandes unidades, de modo que o verniz não possa ser gerado.
Remoção de lodo insolúvel/película de tinta por adsorção eletrostática
A tecnologia de adsorção eletrostática pode remover poluentes insolúveis o mais cedo possível durante a degradação da qualidade do óleo. Um grande número de casos provou que o princípio da adsorção eletrostática pode adsorver poluentes duros e moles no sistema através do fluxo de partículas carregadas durante o processo de circulação do óleo, mantendo o sistema longe da poluição por lodo/película de tinta. Comparada com outras tecnologias semelhantes, a tecnologia de adsorção eletrostática ecologicamente correta da Weishengda pode aumentar a velocidade de remoção de lodo em pelo menos 200%.
▲instalação no local
3. Análise do efeito da aplicação e do benefício econômico
Desde o uso do purificador de óleo de remoção de verniz ambiental Weishengda, a temperatura do mancal foi estabilizada por meio de uma combinação de adsorção eletrostática e resina de troca iônica. Desde sua operação, a temperatura do mancal sempre foi mantida em torno de 90 °C, e a unidade permaneceu normal. Após a desmontagem, há basicamente nova camada de verniz na superfície do mancal e no munhão.
▲ Imagem real da desmontagem do rolamento após a instalação da unidade de remoção de verniz WSD
Por meio da instalação e operação do purificador de óleo de remoção de verniz ambiental Weishengda, o problema do aumento lento na temperatura do mancal do lado não impulsor na extremidade de baixa pressão do expansor da turbina da unidade PTA do cliente foi efetivamente resolvido, evitando as enormes perdas causadas pelo desligamento da unidade (a unidade é desligada por pelo menos 3 dias, com uma perda de pelo menos 4 milhões de RMB; a substituição do mancal leva 1 dia e uma perda de 1 milhão de RMB), bem como a perda de peças de reposição causada pelo aumento lento na temperatura do mancal para os componentes rotativos e de vedação (a perda está entre 500.000 e 8 milhões de RMB). A unidade foi preenchida com 160 barris de óleo no total. Após a filtragem de alta precisão para remover a película de tinta, o óleo atendeu totalmente aos indicadores qualificados, economizando 500.000 RMB em custos de substituição de óleo.
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