Zusammenfassung: Analysieren Sie die Ursachen der Temperaturschwankungen der Lagerbuchsen eines Doppelbrennstoff-Gasturbinengenerators, schlagen Sie spezifische Lösungen vor, beherrschen Sie die Risikopunkte und ergreifen Sie vorbeugende Maßnahmen für den Betrieb.
Ausstattungsübersicht
BZ 25-1 / S Ölfeld (zentrales Bohai-Meer) von CNOOC (China) Co., LTD.Tianjin Branch (FPSO) ist mit vier TITAN130 Dual-Fuel-Gasturbinengeneratorsätzen von SOLAR ausgestattet.Der Turbinengeneratorsatz umfasst ein Gasturbinentriebwerk, ein Verzögerungsgetriebe, einen Generator, ein Bedienfeld, eine Instrumententafel, eine gemeinsame Basis, eine Schallschutzabdeckung und ein Hilfssystem usw. Wenn das Gerät einen anderen Kraftstoff verwendet, ist auch seine Tragfähigkeitsgröße unterschiedlich. (Siehe Ausschnitt aus Abbildung 1)
Die Nettoausgangsleistung der Turbine beträgt 13.500 kW und die Drehzahl 11.220 U/min. Die Ausgangsleistung des konfigurierten Generators beträgt 12.500 kW unter Umgebungsbedingungen von 40 °C.Die Spannung des Generators beträgt 6300 V, 50 Hz, 3 Phasen, der Leistungsfaktor beträgt 0,8 PF;Die Einheit verfügt über ein geneigtes Kissenlager für das Axiallager, ein Wellendurchmesserlager und das Untersetzungsgetriebe verfügt über ein Planetengetriebe der Güteklasse 3.Jeder Lagerschmierpunkt verwendet den Zwangsschmiermodus der zentralen Ölversorgung. (Spezifische technische Parameter der Einheit finden Sie in den Tabellen 1, 2, 3 und 4.)
Vier TITAN130-Dual-Fuel-Gasturbinengeneratorsätze können das gesamte Ölfeld mit Strom versorgen, und es gibt vier Abwärmerückgewinnungsgeräte.Das Wärmemedium Öl wird durch das von der Turbine erzeugte Rauchgas mit hoher Temperatur erhitzt.Der stabile und sichere Betrieb der vier TITAN130 Dual-Fuel-Gasturbinen-Generatorsätze ist von entscheidender Bedeutung.
Tabelle 1: Technische Parameter des Gasturbinen-Generatorsatzes
Hersteller | Sola Corporation, USA (SOLAR) |
Gerätenummer | FPSO-MA-GTG-001A/B/C/D |
ISO-Leistung | 13500 kW |
Einheitsgröße | 1414832123948 (mm) (Länge, Breite und Höhe), Ohne die Höhe des Einlass-/Auspuffrohrs |
Gesamtgewicht des Einheitsschlittens | 12T |
Kraftstoffarten | Mit Wut und Diesel |
Art und Weise zu installieren | Dreipunkt-GIMBAL-Unterstützung |
Tabelle 2: Technische Parameter der Gasturbine des Gasturbinengeneratorsatzes
Hersteller | Sola Corporation, USA (SOLAR) |
Modell | TITAN 130 |
Typ | Einachsiger / Axialfluss- / Industrietyp |
Kompressorform | Axialflusstyp |
Kompressorserie | Stufe 14 |
Untersetzungsverhältnis | 17:1 |
Geschwindigkeit des Kompressors | 11220 U/min |
Druckgasfluss | 48 kg/s (90,6 lb/s) |
Gasturbinenserie | Stufe 3 |
Drehzahl einer Gasturbine | 11220 U/min |
Brennkammertyp | Ringrohrtyp |
Zündmodus | Funkenentzündung |
Anzahl der Zapfpistolen | 21 |
Lagertyp | Axiallager |
Startmodus | Der Frequenzumwandlungsmotor wird gestartet |
Tabelle 3: Technische Parameter des Verzögerungsgetriebes des Gasturbinengeneratorsatzes
Hersteller | INBUSZAHNRAD |
Typ | Hochgeschwindigkeits-Planetengetriebe der Stufe 3 |
Hauptausgangsgeschwindigkeit | 1500 U/min |
Tabelle 4: Technische Parameter des Hauptgenerators des Gasturbinengeneratorsatzes
Hersteller | US Ideal Electric Company |
Modell | SAB |
Herstellungsnr | 0HF08-L0590;0114L;0120L;0053L |
Nennleistung | 12000 kW |
Nenngeschwindigkeit | 1500 U/min |
Nennspannung | 6300 kV |
Frequenz | 50Hz |
Leistungsfaktor | 0,8 |
Fabrikjahr | 2004 |
Es liegen Probleme mit dem Gerät vor
Im April 2018 wurde festgestellt, dass die Temperatur der Lagerbuchse von vier Einheiten schwankte und einige Temperaturpunkte nach einem Temperaturanstieg nicht auf den ursprünglichen Betriebswert zurückkehren konnten.Ein Turbinenlager (Lagerbuchse) erreichte eine Temperatur von 108℃ und zeigte einen Aufwärtstrend, während die anderen drei Einheiten ebenfalls einen Aufwärtstrend zeigten.
Ursachenanalyse und Behandlungsmaßnahmen
3.1 Grund für den Temperaturanstieg der Lagerbuchse
3.1.1 Das in dieser Einheit verwendete Schmieröl ist CASTROL PERFECTO X32, ein Mineralöl.Bei hohen Temperaturen oxidiert das Schmieröl leicht und die Oxidationsprodukte sammeln sich auf der Oberfläche des Öls und bilden Lack.Durch Ermitteln des Index des Betriebsöls der Einheit wird festgestellt, dass der Lackneigungsindex hoch ist und auch der Verschmutzungsgrad hoch ist (siehe Tabelle 5).Der Neigungsindex des Lacks ist hoch, was zur Bildung von Anhaftungen und Ansammlungen an der Lagerbuchse führen kann, wodurch sich der Spalt des Ölfilms verringert, die Reibung erhöht und zu einer schlechten Wärmeableitung der Lagerbuchse und einem Anstieg der Axialkraft führt Temperatur und die Beschleunigung der Öloxidation.Gleichzeitig haftet der Lack aufgrund der hohen Verschmutzung im Öl an anderen verunreinigten Partikeln, wodurch ein Schleifeffekt entsteht und der Geräteverschleiß verstärkt wird. (Siehe Abb. 3 Flussdiagramm der Geräteschmierung)
Tabelle 5 Schmieröltest- und Analyseergebnisse vor dem Einbau des Lackölfilters
Der Lackindex | ||||
Datum | 2018.04 | 2018.06 | 2018.07 | 2018.12 |
Hauptmaschine A | 29.5 | 31.5 | 32 | 32.5 |
Hauptmotor B | 36.3 | 40,5 | 42 | 43 |
Hauptmotor C | 40,5 | 46,8 | 42.6 | 45 |
Hauptmotor D | 31.1 | 35 | 35,5 | 36 |
Abbildung 2 Trenddiagramm des Lackindex vor der Reinigung des Einheitsgleitlacks
Abbildung 3 Flussdiagramm der Geräteschmierung
Um die Ursache für den Temperaturanstieg der Lagerbuchse zu analysieren, kann es sein, dass der Lack im Schmieröl der Einheit entsteht und sich der Lack schließlich auf der Lagerbuchse konzentriert, was zu Temperaturschwankungen und einem Anstieg der Lagerbuchse führt.
3.1.2Ursachen für Lack
* Mineralisches Schmieröl besteht hauptsächlich aus Kohlenwasserstoffen, die bei Raumtemperatur und niedrigen Temperaturen relativ stabil sind.Wenn jedoch bei hohen Temperaturen einige Kohlenwasserstoffmoleküle (auch wenn die Anzahl sehr gering ist) eine Oxidationsreaktion eingehen, folgen auch andere Kohlenwasserstoffmoleküle der Kettenreaktion, die charakteristisch für die Kohlenwasserstoffkettenreaktion ist.
* Schmieröl bildet im Hochtemperatur- und Hochdruckbereich löslichen Lack.Beim Ölfluss vom Hochtemperaturbereich zum Niedertemperaturbereich führt der Temperaturabfall zu einer Verringerung der Löslichkeit, und die Lackpartikel fallen aus dem Schmieröl aus und beginnen sich abzulagern;
* Es kommt zur Ablagerung des Lackes.Nach der Bildung von Lackpartikeln beginnt das Sediment zu kondensieren und das Sediment lagert sich vorzugsweise auf der heißen Metalloberfläche ab, was zu einem schnellen Anstieg der Buchsentemperatur und einem langsamen Anstieg der Öltemperatur führt.
* Temperaturschwankungen, die durch andere Umgebungsfaktoren oder Fehlerprobleme des Geräts verursacht werden können.
3.2 Maßnahmen zur Lösung des Problems der Lagerbuchsentemperaturerhöhung
3.2.1 Erhöhen Sie den Schmieröldruck von 0,23 MPa auf 0,245 MPa, um die Effizienz der Schmierwärmeübertragung zu verbessern und den langsam steigenden Trend der Lagerbuchsentemperatur abzumildern.
3.2.2 Ersetzen Sie den gleitenden Ölkühler mit geringer Alterung der Wärmeübertragungseffizienz durch einen neuen Haushaltskühler mit Direktantrieb, und die gleitende Ölversorgungstemperatur bleibt über einen langen Zeitraum stabil von 60℃ bis etwa 50℃.
3.2.3 Funktionsprinzip der elektrostatischen Adsorptionstechnologie – Entfernung von ausgefallenem Lack (siehe Abbildung 4)
Bei der elektrostatischen Reinigung wird ein kreisförmiges statisches Hochspannungsfeld verwendet, das dafür sorgt, dass die Ölverschmutzungspartikel unter der Wirkung der negativen und positiven Elektrodenrichtung positive bzw. negative elektrische Partikel zeigen, neutrale Partikel durch geladene Partikel zusammengedrückt werden und schließlich alle Partikel fließen Adsorption am Kollektor, vollständige Entfernung der Schadstoffe im Öl, mit elektrostatischem Ölpartikelfluss, dem Tank, der Rohrwand und Komponenten des Schlamms auf allen Verunreinigungen, Oxiderosionsadsorption, die aktive Entfernung des anhaftenden Schlamms und des anhaftenden Schmutzes auf der Systemoberfläche , spielen die Rolle des Reinigungssystems.
Abbildung 4. Schematische Darstellung der elektrostatischen Adsorptionstechnologie
3.2.4 Funktionsprinzip der Ionenharz-Adsorptionstechnologie —— Entfernen Sie den gelösten Lack
Das Ionenaustauscherharz DICR™ kann lösliche Verunreinigungen im Turbinenöl entfernen und so die MPC-Indikatoren senken, da die meisten Turbinen während des Betriebs löslich sind und diese Produkte nur dann ausfallen, wenn sie gesättigt sind. Elektrostatische Geräte können diese Nebenprodukte nicht entfernen der gelöste Zustand.
Durch die Kombination aus elektrostatischer Adsorption und Harztechnologie kann nicht nur der suspendierte Lack, sondern auch das gelöste Lackprodukt effektiv entfernt werden.
Abbildung 5 Schematische Darstellung der Ionenharz-Adsorptionstechnologie
3.3 Wirkung der Lackentfernung
Am 14. Dezember 2019 wurde der Lackölfilter Modell WVD installiert und in Betrieb genommen.Im Rahmen der umfassenden Maßnahme zum Austausch des Gasturbinenölkühlers am 20. August 2020 sank die Temperatur des Turbinenlagers (Buchse) von 108 °C auf etwa 90 °C (siehe Abbildung 6, Temperaturtrend des hinteren Reinigungslagers (Buchse)).Die Farbe des Öls wird deutlich verbessert (Abbildung 7, Vergleich des Öls vor und nach der Reinigung).Durch die Analyse und externe Testdaten wurde der Tendenzindex von Öllacken von 42,4 auf 4,5, der Verschmutzungsgrad von NAS 9 auf 6 und der Säurewertindex von 0,17 auf 0,07 reduziert. (Siehe Tabelle 6 Test und Analyseergebnisse des Öls nach dem Filterfilter)
Abbildung 6 Temperaturverlauf des gereinigten hinteren Lagers (Lagerbuchse)
Tabelle 6 Test- und Analyseergebnisse von Öl nach Filterfilter
Der Lackindex | |||||||
Datum | 20/1 | 20/4 | 20/7 | 20/10 | 21/1 | 21/4 | 21/8 |
Hauptmaschine A | 19.5 | 11.5 | 9.6 | 10 | 7.8 | 8 | 7.6 |
Hauptmotor B | 16.3 | 13.5 | 11.2 | 12.7 | 8.5 | 8.7 | 8.5 |
Hauptmotor C | 20.5 | 16.8 | 12.6 | 10.8 | 11.5 | 10.3 | 8.3 |
Hauptmotor D | 21.1 | 18.3 | 15.5 | 9.5 | 10.4 | 6.7 | 7.8 |
Abbildung 7 Vergleich der Ölfarbe vor und nach der Reinigung
Die generierten wirtschaftlichen Vorteile
Durch die Installation und den Betrieb vonWVD-Lackentfernungsgerät, den Temperaturanstieg des Axiallagers in der Gasturbine effektiv lösen, schwere Schäden durch Lagerschäden und Verlust rotierender Dichtungsteile durch Ersatzteile vermeiden, den Wartungslagerverlust um 5 Millionen RMB reduzieren und die Koordinierungswartungszeit ist lang. Wenn am Produktionsstandort keine Standby-Einheit vorhanden ist, kann dies schwerwiegende Auswirkungen auf die sichere und stabile Produktion haben.
Die Einheit muss 20 Barrel Öl pro Einheit füllen.Nach dem Filtern des Lackentfernungsfilms erreicht das Öl vollständig den qualifizierten Index, wodurch Ölwechselkosten von etwa 400.000 RMB eingespart werden.
Abschluss
Aufgrund der langfristig hohen Temperatur, des hohen Drucks und der hohen Geschwindigkeit des Schmiersystems großer Einheiten beschleunigt sich die Öloxidationsgeschwindigkeit, der Lackindex steigt und der Gelatinegehalt steigt.Die Ansammlung weicher Verunreinigungen im System großer Einheiten beeinträchtigt die Genauigkeit des Geschwindigkeitsregelungssystems und den normalen Betrieb der Einheit, was leicht zu Schwankungen der Einheit oder sogar zu ungeplanten Abschaltungen führen kann.Der auf der Oberfläche der Wellenbuchse abgelagerte Lackkleber führt ebenfalls zu einem Anstieg der Wellenbuchsentemperatur, und das Anhaften von Lack und Feststoffpartikeln erhöht auch den Verschleiß der Ausrüstung.Die WVD-Lackentfernungseinheit kann die Schmierölqualität der Einheit kontinuierlich verbessern, den stabilen Betrieb großer Einheiten über lange Zyklen hinweg gewährleisten, den Wartungszyklus von Schmieröl verlängern, die Betriebsumgebung des Systems verbessern und die Anschaffungskosten für Schmieröl senken.
Zeitpunkt der Veröffentlichung: 02.12.2023