क्रैकिंग गैस कंप्रेसर द्वारा संचालित स्टीम टरबाइन में वार्निश हटाने वाली निस्पंदन तकनीक का अनुप्रयोग

1 अवलोकन

बोरा ल्योंडेलबेसेल पेट्रोकेमिकल कंपनी लिमिटेड के 100Kt/ए एथिलीन उत्पादन विभाग के फटे हुए गैस कंप्रेसर और ड्राइविंग स्टीम टरबाइन सभी जापान के मित्सुबिशी हेवी इंडस्ट्रीज के उपकरणों से सुसज्जित हैं।

पायरोलिसिस गैस कंप्रेसर एक तीन-सिलेंडर पांच-चरण 16-चरण प्ररित करनेवाला केन्द्रापसारक कंप्रेसर है जिसमें 6 सक्शन पोर्ट और 5 डिस्चार्ज पोर्ट हैं।मुख्य प्रदर्शन पैरामीटर इस प्रकार हैं;रेटेड गति 4056r/मिनट है, रेटेड पावर 53567KW है, कंप्रेसर का डिस्चार्ज दबाव 3.908Mpa है, डिस्चार्ज तापमान 77.5°C है, और प्रवाह दर 474521kg/h है।यूनिट का ड्राइविंग स्टीम टरबाइन थ्रस्ट बियरिंग 6 पैड के साथ किंग्सबरी प्रकार का थ्रस्ट बियरिंग है।ये बीयरिंग स्नेहन के लिए चिकनाई वाले तेल इनलेट के 6 समूहों से सुसज्जित हैं, और तेल इनलेट के प्रत्येक समूह में 4 3.0 मिमी और 5 ए 1.5 मिमी तेल इनलेट छेद हैं, थ्रस्ट बेयरिंग और थ्रस्ट प्लेट के बीच अक्षीय निकासी 0.46-0.56 मिमी है।चिकनाई वाले तेल स्टेशन पर केंद्रीकृत तेल आपूर्ति की मजबूर स्नेहन विधि को अपनाएं।

इसका अक्ष आरेख इस प्रकार है:

2, इकाई समस्या

5 अगस्त, 2020 को कंप्रेसर यूनिट की शुरुआत के बाद से, स्टीम टरबाइन के थ्रस्ट बियरिंग TI31061B के तापमान में अक्सर उतार-चढ़ाव हुआ है, और धीरे-धीरे बढ़ गया है।14 दिसंबर, 2020 को 16:43 बजे तक, TI31061B का तापमान 118°C तक पहुंच गया, जो अलार्म मान से केवल 2 मिनट की दूरी पर है।℃.

चित्र 1: भाप टरबाइन थ्रस्ट बेअरिंग तापमान TI31061B की प्रवृत्ति

3. कारण विश्लेषण एवं उपचार के उपाय

3.1 भाप टरबाइन थ्रस्ट बेयरिंग TI31061B के तापमान में उतार-चढ़ाव के कारण

भाप टरबाइन TI31061B के जोर असर के तापमान में उतार-चढ़ाव की प्रवृत्ति की जांच और विश्लेषण करने के बाद, और ऑन-साइट उपकरण प्रदर्शन समस्याओं, प्रक्रिया में उतार-चढ़ाव, भाप टरबाइन ब्रश पहनने, उपकरण की गति में उतार-चढ़ाव और भागों की गुणवत्ता को छोड़कर, शाफ्ट के मुख्य कारण तापमान में उतार-चढ़ाव हैं:

3.1.1 इस कंप्रेसर में प्रयुक्त चिकनाई वाला तेल शेल टर्बो टी32 है, जो खनिज तेल है।जब तापमान अधिक होता है, तो उपयोग में आने वाला चिकनाई वाला तेल ऑक्सीकृत हो जाता है, और ऑक्सीकरण उत्पाद बेयरिंग बुश की सतह पर इकट्ठा होकर वार्निश बनाते हैं।खनिज चिकनाई तेल मुख्य रूप से हाइड्रोकार्बन से बना होता है, जो कमरे के तापमान और कम तापमान पर अपेक्षाकृत स्थिर होता है।हालाँकि, यदि कुछ (यहां तक ​​कि बहुत कम संख्या में) हाइड्रोकार्बन अणु उच्च तापमान पर ऑक्सीकरण प्रतिक्रियाओं से गुजरते हैं, तो अन्य हाइड्रोकार्बन अणु भी श्रृंखला प्रतिक्रियाओं से गुजरेंगे, जो हाइड्रोकार्बन श्रृंखला प्रतिक्रियाओं की एक विशेषता है।

3.1.2 जब उपकरण में चिकनाई वाला तेल जोड़ा जाता है, तो काम करने की स्थिति उच्च तापमान और उच्च दबाव की स्थिति बन जाती है, इसलिए यह प्रक्रिया ऑक्सीकरण प्रतिक्रिया के त्वरण के साथ होती है।उपकरण के संचालन के दौरान, क्योंकि टरबाइन थ्रस्ट बेयरिंग अति-उच्च दबाव वाली भाप के करीब होता है, ताप संचालन द्वारा उत्पन्न गर्मी अपेक्षाकृत बड़ी होती है।उसी समय, कंप्रेसर का अक्षीय विस्थापन शुरू होने के बाद से बहुत बड़ा हो गया है, एक समय में 0.49 मिमी तक पहुंच गया, जबकि अलार्म मान ±0.5 मिमी था।भाप टरबाइन रोटर का अक्षीय जोर बहुत बड़ा है, इसलिए इस जोर असर वाले हिस्से की ऑक्सीकरण दर अन्य भागों की ऑक्सीकरण दर से दोगुनी हो सकती है।इस प्रक्रिया में, ऑक्सीकरण उत्पाद घुलनशील अवस्था में मौजूद रहेगा, और संतृप्त अवस्था में पहुंचने पर ऑक्सीकरण उत्पाद अवक्षेपित हो जाएगा।

3.1.3 घुलनशील वार्निश अवक्षेपित होकर अघुलनशील वार्निश बनाता है।चिकनाई वाला तेल उच्च तापमान और उच्च दबाव वाले क्षेत्र में घुलनशील वार्निश बनाता है।जब तेल उच्च तापमान वाले क्षेत्र से निम्न तापमान वाले क्षेत्र की ओर प्रवाहित होता है, तो तापमान कम हो जाता है और घुलनशीलता कम हो जाती है, और वार्निश के कण चिकनाई वाले तेल से अलग हो जाते हैं और जमा होने लगते हैं।

3.1.4 वार्निश का जमाव होता है।वार्निश कण बनने के बाद, वे एकत्र होना शुरू करते हैं और जमाव बनाते हैं जो अधिमानतः गर्म धातु की सतहों पर जमा होते हैं।साथ ही, ऑपरेशन शुरू होने के बाद से थ्रस्ट बियरिंग का तापमान अधिक होने के कारण, यहां बियरिंग पैड का तापमान तेजी से बढ़ गया है, जबकि अन्य बियरिंग का तापमान धीरे-धीरे बदल गया है।

3.2 स्टीम टरबाइन थ्रस्ट बेयरिंग TI31061B की तापमान वृद्धि समस्या का समाधान करें

3.2.1 यह पता लगाने के बाद कि थ्रस्ट बियरिंग TI31061B का तापमान धीरे-धीरे बढ़ा, चिकनाई वाले तेल का तापमान 40.5°C से घटाकर 38°C कर दिया गया, और चिकनाई वाले तेल का दबाव कम करने के लिए 0.15Mpa से 0.176Mpa तक बढ़ा दिया गया। बियरिंग बुश के तापमान में धीमी वृद्धि।

3.2.2 स्टीम टरबाइन रोटर में इम्पेलर्स के 15 चरण होते हैं, इम्पेलर्स के पहले 12 चरणों में संतुलन छेद होते हैं, और अंतिम 3 चरणों को संतुलन छेद के साथ डिज़ाइन नहीं किया जाता है।मित्सुबिशी द्वारा डिज़ाइन किया गया अक्षीय थ्रस्ट मार्जिन बहुत छोटा है, इसलिए अक्षीय थ्रस्ट को समायोजित करने के लिए भाप टरबाइन निष्कर्षण को समायोजित करें।जैसा कि चित्र 2 1279ZI31001C में दिखाया गया है, भाप टरबाइन का शाफ्ट विस्थापन 0.44 मिमी है।कंप्रेसर निर्माता से परामर्श करने के बाद, शाफ्ट विस्थापन सकारात्मक है, जिसका अर्थ है कि रोटर मूल डिजाइन रोटर के सापेक्ष कंप्रेसर पक्ष में स्थानांतरित हो रहा है, इसलिए मध्यवर्ती वायु निष्कर्षण को 300T/h से कम करके 210T/h तक कम करने का निर्णय लिया गया है। भाप टरबाइन के कम दबाव वाले हिस्से पर भार बढ़ाएं, उच्च दबाव वाले हिस्से पर जोर बढ़ाएं, और जोर असर पर अक्षीय जोर को कम करें, जिससे जोर असर तापमान की बढ़ती प्रवृत्ति धीमी हो जाए।

चित्र 2 भाप टरबाइन के शाफ्ट विस्थापन और थ्रस्ट बेयरिंग के बीच संबंध

3.2.3 23 नवंबर, 2020 को यूनिट के चिकनाई वाले तेल के नमूने को परीक्षण और विश्लेषण के लिए गुआंगज़ौ इंस्टीट्यूट ऑफ मैकेनिकल साइंस कंपनी लिमिटेड के परीक्षण संस्थान में भेजा गया था।परिणाम चित्र 3 में दिखाए गए हैं। विश्लेषण परिणामों में पाया गया कि एमपीसी मूल्य अधिक था, जो तेल ऑक्सीकरण की घटना को निर्धारित कर सकता है।भाप टरबाइन थ्रस्ट बेयरिंग TI31061B के उच्च तापमान का एक कारण वार्निश है।जब चिकनाई तेल प्रणाली में वार्निश होता है, तो चिकनाई तेल की वार्निश कणों को भंग करने की सीमित क्षमता के कारण तेल में वार्निश कणों का विघटन और वर्षा एक गतिशील संतुलन प्रणाली होती है।जब यह संतृप्त अवस्था में पहुंच जाता है, तो वार्निश बियरिंग या बियरिंग पैड पर लटक जाएगा, जिससे बियरिंग पैड के तापमान में उतार-चढ़ाव होगा।यह सुरक्षित संचालन के लिए एक बड़ा छिपा हुआ खतरा है।

अनुसंधान के माध्यम से, हमने डब्ल्यूवीडी इलेक्ट्रोस्टैटिक सोखना + राल सोखना का उत्पादन करने के लिए कुशान विंसोंडा को चुना, जिसका बेहतर उपयोग प्रभाव और बाजार में प्रतिष्ठा है, जो वार्निश को खत्म करने के लिए एक मिश्रित वार्निश हटाने वाला उपकरण है।

वार्निश तेल के क्षरण से बनने वाला एक उत्पाद है, जो कुछ रासायनिक स्थितियों और तापमान के तहत तेल में घुली या निलंबित अवस्था में मौजूद होता है।जब कीचड़ चिकनाई वाले तेल की घुलनशीलता से अधिक हो जाता है, तो कीचड़ अवक्षेपित हो जाएगा और घटक की सतह पर एक वार्निश बना देगा।

WVD-II श्रृंखला तेल शोधक प्रभावी ढंग से इलेक्ट्रोस्टैटिक सोखना शुद्धि तकनीक और आयन एक्सचेंज तकनीक को जोड़ता है, जो भाप टरबाइन के सामान्य संचालन के दौरान उत्पन्न घुलनशील और अघुलनशील कीचड़ को प्रभावी ढंग से हटा सकता है और रोक सकता है, ताकि वार्निश का उत्पादन न किया जा सके।

WVD-II श्रृंखला तेल शोधक का लक्ष्य वार्निश गठन के कारण को खत्म करना है।यह तकनीक कम समय में कीचड़ की मात्रा को कम कर सकती है, और कुछ दिनों के भीतर बड़ी मात्रा में कीचड़/वार्निश के साथ मूल चिकनाई प्रणाली को इष्टतम ऑपरेटिंग स्थिति में बहाल कर सकती है, इस प्रकार जोर के धीमी तापमान वृद्धि की समस्या को पूरी तरह से हल कर सकती है। वार्निश के कारण होने वाले बीयरिंग।

चित्र 3 वार्निश हटाने वाली इकाई स्थापित करने से पहले परीक्षण और विश्लेषण के परिणाम

एक बार का स्वच्छ तेल: अघुलनशील कीचड़/वार्निश को हटाने के लिए इलेक्ट्रोस्टैटिक सोखना सिद्धांत: इलेक्ट्रोस्टैटिक सोखना तकनीक प्रदूषकों को हटा देती है, तेल एक गोलाकार उच्च-वोल्टेज इलेक्ट्रोस्टैटिक क्षेत्र की क्रिया में होता है, जिससे प्रदूषित कण क्रमशः सकारात्मक और नकारात्मक चार्ज दिखाते हैं , और एक समलम्बाकार विद्युत क्षेत्र की कार्रवाई के तहत सकारात्मक और नकारात्मक चार्ज किए गए कणों को क्रमशः नकारात्मक और सकारात्मक इलेक्ट्रोड की ओर तैरने के लिए धकेलें, और तटस्थ कणों को निचोड़ा जाता है और चार्ज कणों के प्रवाह द्वारा स्थानांतरित किया जाता है, और अंत में सभी कण सोख लिए जाते हैं तेल में मौजूद प्रदूषकों को पूरी तरह से हटाने के लिए कलेक्टर।

द्वितीयक स्वच्छ तेल: विघटित कोलाइड्स को हटाने के लिए आयन एक्सचेंज राल सोखना सिद्धांत: अकेले चार्ज सोखना तकनीक विघटित वार्निश को हल नहीं कर सकती है, जबकि आयन राल में अरबों ध्रुवीय साइटें होती हैं, जो घुलनशील वार्निश और संभावित वार्निश को अवशोषित कर सकती हैं, ताकि यह सुनिश्चित हो सके कि क्षरण उत्पाद ऐसा करते हैं। चिकनाई वाले तेल में जमा नहीं होता है, और चिकनाई वाले तेल की सॉल्वेंसी में सुधार कर सकता है, ताकि सिस्टम इष्टतम परिचालन स्थिति में हो।

चित्र 5. द्वितीयक स्वच्छ तेल का योजनाबद्ध आरेख

3.3 वार्निश हटाने का प्रभाव

वार्निश इकाई 14 दिसंबर, 2020 को स्थापित और संचालित की गई थी, और भाप टरबाइन थ्रस्ट बेयरिंग TI31061B का तापमान 19 दिसंबर, 2020 को लगभग 92°C तक गिर गया (जैसा कि चित्र 6 में दिखाया गया है)।

चित्र 6 भाप टरबाइन के थ्रस्ट बेअरिंग TI31061B का तापमान रुझान

वार्निश हटाने वाली इकाई के एक महीने से अधिक समय तक संचालन के बाद, इकाई के चिकनाई वाले तेल की गुणवत्ता में काफी सुधार हुआ है।गुआंगयान अनुसंधान संस्थान के पता लगाने और विश्लेषण के माध्यम से, तेल उत्पादों का वार्निश प्रवृत्ति सूचकांक 10.2 से घटाकर 6.2 कर दिया गया है, और प्रदूषण स्तर >12 से घटाकर 7 ग्रेड कर दिया गया है, चिकनाई में किसी भी योजक का कोई नुकसान नहीं हुआ है तेल (वार्निश हटाने वाली इकाई स्थापित होने के बाद पता लगाने और विश्लेषण परिणामों के लिए चित्र 7 देखें)।

अंजीर।7 यूनिट स्थापित होने के बाद परीक्षण और विश्लेषण परिणाम

4 आर्थिक लाभ उत्पन्न हुआ

वार्निश हटाने वाली इकाई की स्थापना और संचालन के माध्यम से, वार्निश के कारण भाप टरबाइन के जोर असर TI31061B के धीमी तापमान वृद्धि की समस्या पूरी तरह से हल हो गई है, और पायरोलिसिस गैस कंप्रेसर इकाई के बंद होने से होने वाला भारी नुकसान है। टाला गया (कम से कम 3 दिन, नुकसान कम से कम 4 मिलियन आरएमबी है; भाप टरबाइन के थ्रस्ट बेयरिंग के प्रतिस्थापन में 1 दिन लगता है, नुकसान 1 मिलियन है), और घूमने और सील करने वाले हिस्सों के स्पेयर पार्ट्स का नुकसान थ्रस्ट बेयरिंग का तापमान धीरे-धीरे बढ़ता है (नुकसान 500,000 से 8 मिलियन युआन के बीच होता है)।

इकाई कुल 160 बैरल तेल उत्पादों से भरी हुई थी, और वार्निश हटाने वाली इकाई के उच्च परिशुद्धता निस्पंदन के बाद तेल उत्पाद पूरी तरह से योग्य सूचकांक तक पहुंच गए, जिससे तेल उत्पाद प्रतिस्थापन लागत में 500,000 आरएमबी की बचत हुई।

5। उपसंहार

बड़ी इकाइयों की स्नेहन प्रणाली में लंबे समय तक उच्च तापमान, उच्च दबाव और उच्च गति की परिचालन स्थितियों के कारण, तेल ऑक्सीकरण की गति तेज हो जाती है और वार्निश सूचकांक बढ़ जाता है।पुश बेयरिंग में झाड़ी जलने का छिपा हुआ खतरा इकाई के दीर्घकालिक स्थिर संचालन को सुनिश्चित करता है, जो साबित करता है कि उपरोक्त उपाय प्रभावी हैं।