Wstęp
Pierwsza faza dużego projektu-z węgla-na-gaz ziemny w Chinach obejmuje dwa urządzenia o wydajności 48 000 m³/hjednostki separacji powietrza, przede wszystkim dostarczając kwalifikowany tlen, azot i powietrze użytkowe dla całego zakładu. Jednostki te zostały zaprojektowane i wyprodukowane przez firmę Hangzhou Oxygen, a konstrukcję i instalację wykonała firma Sinopec No. 10. Jednostki wykorzystują proces wewnętrznego sprężania ciekłego tlenu, a sprężarki powietrza składają się ze sprężarki powietrza, turbiny parowej i urządzenia wspomagającego. W dniu 5 września 2011 r. seria turbin parowych pomyślnie zakończyła rozruch indywidualny, a 6 listopada agregaty sprężarek powietrza zakończyły rozruch łączony. Po testach udarowych wszystkie wskaźniki wydajności spełniły wymagania projektowe. Podczas trzy-miesięcznego procesu oddania do użytku napotkano wiele problemów projektowych i operacyjnych. Jednakże dzięki wspólnym wysiłkom całego personelu odpowiedzialnego za uruchomienie problemy te zostały rozwiązane jeden po drugim. Poniżej znajduje się podsumowanie problemów napotkanych podczas procesu uruchamiania.
Główny system parowy
Przepływomierz głównej linii pary wpływa na czas oczyszczania
Podczas opracowywania planu oczyszczania głównego rurociągu parowego, biorąc pod uwagę długi cykl produkcyjny-korka czyszczącego zaworu szybkozamykającego, na ostatnim kolanku głównego rurociągu parowego zainstalowano tymczasową linię czyszczącą, omijającą-zawór szybkozamykający. Kluczowe szczegóły planu obejmowały: spawanie łukiem argonowym w celu gruntowania w celu zapewnienia gładkiej powierzchni wewnętrznej; wytrawianie i piaskowanie rury wznośnej na długości około 3 metrów od ostatniego kolanka do-zaworu szybkozamykającego; oraz cięcie na zimno i czyszczenie ręczne, a także kontrola endoskopowa podczas usuwania tymczasowej linii oczyszczania w celu zapewnienia czystości. Jednakże podczas faktycznego płukania przepływomierz turbinowy pomiędzy główną zasuwą parową a zaworem-szybkozamykającym jeszcze nie dotarł, dlatego podjęto decyzję o oczyszczeniu najpierw tego odcinka rurociągu. Po zakończeniu oczyszczania przepływomierz pary zostanie zainstalowany i sprawdzony przy użyciu wyżej wymienionej metody. Tydzień po oczyszczeniu głównego rurociągu parowego przeszedł on test docelowy na gorąco i na zimno. Podczas demontażu tymczasowej rury płuczącej w celu zainstalowania przepływomierza obawy dotyczące wtórnego zanieczyszczenia rury skłoniły zagranicznych ekspertów do zaproponowania dwóch opcji: jedna polegała na zainstalowaniu jedynie rurociągu przed zaworem szybko{{10}zamykającym bez instalowania przepływomierza, a następnie przeprowadzenie uruchomienia testowego urządzenia. Po całkowitym przekazaniu jednostki, w razie potrzeby, zostanie zamontowany przepływomierz. Drugi polegał na zainstalowaniu przepływomierza, ale tymczasowo pozostawieniu tymczasowej rury czyszczącej, kontynuowaniu oczyszczania i usunięciu tymczasowej rury czyszczącej po pozytywnym wyniku testu docelowego, a następnie ponownym zainstalowaniu rurociągu przed zaworem szybko{{13}zamykającym. Ostatecznie płukanie kontynuowano po zainstalowaniu przepływomierza, co wydłużyło czas płukania o około tydzień.
(2) Niewdrożenie środków izolacji pary niemal doprowadziło do wypadku-związanego z parą
System parowy firmy wykorzystuje główny system rurociągów. Za zaworem ograniczającym parę wysokociśnieniową- znajduje się główny rurociąg pary wysokociśnieniowej. Ta główna rura jest połączona równolegle z główną rurą pary-o wysokim ciśnieniu 8,5 MPa do separacji powietrza, oczyszczania i metanizacji, a także do systemów schładzania pary i redukcji ciśnienia pod ciśnieniem 5,0 MPa, 2,0 MPa i 0,8 MPa. Po oczyszczeniu głównego rurociągu parowego ASU zamknięto-zawór graniczny pary wysokociśnieniowej i ASU przystąpiło do ponownego montażu rurociągu przed zaworem{{11}szybko zamykającym. Aby zapobiec powstaniu ciśnienia resztkowego w rurociągu, główne zasuwy parowe pierwszej i drugiej serii ASU zostały całkowicie otwarte, a główne spusty pary wzdłuż rurociągu zostały całkowicie otwarte. Jednak podczas gdy zagraniczni eksperci sprawdzali wyrównanie i luz między głównym kołnierzem rurociągu parowego a dużym kołnierzem parowym-zaworu szybkozamykającego, z kołnierza pary nagle wypłynęła woda i para. Na szczęście nikt nie został ranny. Późniejsze dochodzenie wykazało, że system zgazowania był poddawany oczyszczaniu parą pod ciśnieniem 5,0 MPa. To ryzyko{19}chybienia służy jako przypomnienie, że należy zapewnić jednolitą koordynację i dowodzenie podczas pierwszego uruchomienia, aby uniknąć wypadków związanych z bezpieczeństwem podczas-rozruchu krzyżowego. Ponadto podczas inspekcji sprzętu i rurociągów transportujących media niebezpieczne,-o wysokiej-temperaturze, pod wysokim-ciśnieniem, łatwopalne, wybuchowe i toksyczne, konieczne jest zapewnienie izolacji systemu i sprawdzenie zaślepek w celu wyeliminowania głównych zagrożeń bezpieczeństwa u źródła.
Układ oleju smarowego
Chłodnica oleju wpływa na czyszczenie oleju
Podczas procesu oczyszczania oleju w sprężarce powietrza najpierw przeprowadza się krążenie pozaustrojowe. Obejmuje to zwarcie-górnego przewodu olejowego z powrotnym przewodem olejowym za pomocą węża, dodanie filtra do górnego złącza przewodu olejowego i uruchomienie pompy oleju smarowego w celu zapewnienia cyrkulacji na 4-6 godzin. Następnie filtr jest wyjmowany do kontroli. Jednak po ponad miesiącu od czyszczenia układu olejowego filtr został wyjęty do kontroli i wykryto czarne, twarde cząstki. Analiza wykazała, że chłodnica oleju- znajdowała się na miejscu-przez dłuższy czas, powodując utlenianie i rdzę wewnątrz obudowy wymiennika ciepła, które przedostały się do rur przez olej smarowy. Demontaż i oględziny chłodnicy oleju wykazały znaczną rdzę na obudowie. Podjęto działania obejmujące płukanie strumieniem wody pod wysokim ciśnieniem, suszenie powietrzem i piaskowanie obudowy. Po tej obróbce uruchomiono pompę olejową i po 3-4 cyklach płukania stwierdzono, że jakość oleju jest akceptowalna.
Czyszczenie zbiornika oleju smarowego spowodowało wtórne zanieczyszczenie oleju smarowego.
Po przepłukaniu układu oleju smarowego, olej smarowy został odpompowany i oczyszczony. Po weryfikacji działu konstrukcyjnego, firmy dozorowej i instalacji separacji powietrza, dokonano uzupełnienia oleju smarowego. Jednakże pobranie próbek i analiza po ponownym napełnieniu wykazały, że zawartość wody w oleju smarowym wzrosła z 78 × 10⁻⁶ przed czyszczeniem do 680 × 10⁻⁶, co nie spełniało norm jakości oleju. Dlatego wlot podciśnieniowego filtra oleju został podłączony do zaworu spustowego na dnie zbiornika oleju, a wylot został podłączony do otworu wlewowego na górze zbiornika. Następnie włączono próżniowy filtr oleju, aby zapewnić cyrkulację i filtrowanie oleju smarowego w zbiorniku. Pobieranie próbek i analiza trzy dni później wykazały, że zawartość wody w oleju smarowym powróciła do normy wynoszącej mniej niż 160 × 10⁻⁶. Późniejsza analiza wykazała, że główną przyczyną wtórnego zanieczyszczenia była woda deszczowa przedostająca się do beczek z olejem smarowym podczas ich przechowywania na zewnątrz. Następnie olej smarowy wpompowano do beczek- wypełnionych wodą, powodując wtórne zanieczyszczenie.
Wyspa chłodzenia powietrzem i układ kondensatu
Jednostka separacji powietrza składa się głównie z sześciu wentylatorów-o zmiennej częstotliwości, dwóch pomp kondensatu, dwóch pomp spustowych, studni gorącej, zbiornika odparowującego, zbiornika kondensatu i rurociągów łączących. Przebieg procesu jest następujący: para wylotowa z turbiny wchodzi do-schłodzonego powietrzem wiązki rur znajdującej się za nią przez kolektor wydechowy w celu wymiany ciepła. Kondensat zbiera się w dolnym kolektorze, a następnie przesyłany jest rurą do zbiornika kondensatu. Gaz nieskraplający się-jest przesyłany do pompy wydechowej przez rurę powietrzną znajdującą się w górnej części wiązki rurek przeciwprądowych. Po sprężeniu kondensat wymienia ciepło z parą z chłodnicy spalin w chłodnicy spalin. Następnie jest on rozdzielany na dwie ścieżki: jedna ścieżka powraca do zbiornika kondensatu przez zawór zwrotny kondensatu (LV814) w celu utrzymania stabilnego poziomu cieczy, a druga ścieżka jest przesyłana do sieci kondensatu przez zawór wylotowy kondensatu (LV815). Para wylotowa turbiny i kondensat z kolektora wydechowego są gromadzone w gorącej studni i zawracane do zbiornika kondensatu za pomocą pompy spustowej o zmiennej-częstotliwości.
Prąd silnika pompy kondensatu przekracza prąd znamionowy
Podczas procesu uruchamiania pompy kondensatu LV815 został całkowicie zamknięty, a LV814 całkowicie otwarty, aby uruchomić pompę kondensatu. Następnie powoli otwarto zawór wylotowy. Kiedy zawór wylotowy został otwarty na około cztery obroty, prąd silnika pompy kondensatu osiągnął 200 A (prąd znamionowy 210 A). Powtarzane testy nie rozwiązały problemu prądu silnika przekraczającego prąd znamionowy. Po analizie przy doborze pompy przyjęto, że opór rurociągu obwodowego wynosi 110mH₂O i wybrano pompę 200NB-110 (krzywą pracy przedstawiono na rysunku 1). Oznacza to, że gdy opór pompy osiągnie 110 mH₂O, natężenie przepływu pompy osiągnie wartość projektową (pionowa linia przerywana na rysunku 1). Gdy opór za pompą będzie mniejszy niż 110mH₂O, natężenie przepływu pompy wzrośnie, a jej moc odpowiednio wzrośnie. Gdy natężenie przepływu osiąga 215t/h, opór za pompą wynosi 103mH₂O, a moc silnika wynosi 110kW. Gdy opór za pompą ulegnie dalszemu zmniejszeniu, wraz ze wzrostem natężenia przepływu, moc silnika przekroczy wartość projektową, a silnik pompy zostanie przeciążony. Dlatego pomiędzy przewodem powrotnym pompy kondensatu a wlotem zbiornika kondensatu dodano kryzę dławiącą. Kryza ma powierzchnię przepływu 0,00255 m², średnicę kryzy dławiącej 57 mm i grubość 10 mm. Obliczone natężenie przepływu wynosi 80 t/h. Po modyfikacji rurociągu kondensatu uruchomiono pompę kondensatu. Gdy zawór wylotowy został otwarty do 50%, prąd silnika pompy kondensatu wynosił 90 A. Gdy zawór wylotowy był całkowicie otwarty, prąd silnika pompy kondensatu wynosił tylko 130 A.
Główny ekstraktor próżniowy nie utrzymywał próżni podczas pracy pierwszego i drugiego stopnia.
Podczas testu blokady sprężarki, po odwróceniu głównego ekstraktora podciśnienia (przy użyciu pierwszego i drugiego stopnia), odkryto, że nie można utrzymać podciśnienia.
Podciśnienie (ciśnienie absolutne, takie samo jak poniżej) wzrosło z 13 kPa do 20 kPa. Ciśnienie podciśnienia w dalszym ciągu rosło do 30 kPa i wykazywało oznaki dalszego wzrostu po odwróceniu głównego odkurzacza. Aby zapewnić bezpieczną pracę urządzenia, ponownie-włączono ekstraktor próżniowy rozruchowy-, a ciśnienie podciśnienia szybko spadło do 13 kPa. Po uruchomieniu próbnym otwarto i skontrolowano filtry wlotowe i dysze dwóch głównych odkurzaczy. Nie znaleziono żadnych zanieczyszczeń, co wskazuje, że główne odkurzacze nie były zatkane i działały normalnie. Analiza wykazała, że działanie początkowego ekstraktora próżniowego-zależało od roboczego ciśnienia pary. Ponieważ para robocza w ekstraktorze próżniowym podczas rozruchu-nie ulega kondensacji, nie ma to związku z temperaturą przegrzania pary. Robocze ciśnienie pary spełnia obecnie wymagania projektowe, a ekstraktor próżniowy rozruchowy może być normalnie używany. Kiedy system wytworzy próżnię, para wylotowa z turbiny wpływa do skraplacza w celu skroplenia. Gdy system kondensatu zacznie działać, zwykle instaluje się główny i wtórny ekstraktor próżniowy. Istotna różnica między pierwotnymi i wtórnymi ekstraktorami próżniowymi a ekstraktorami próżniowymi startowymi polega na tym, że para napędowa nie jest bezpośrednio odprowadzana, ale odzyskiwana w drodze kondensacji. Ich wydajność ekstrakcji jest bezpośrednio powiązana z wydajnością kondensacji chłodnicy ekstrakcyjnej. Trzy czynniki wpływają na wydajność skraplania chłodnicy ekstrakcyjnej: temperatura na wlocie wody chłodzącej; temperatura pary roboczej; oraz natężenie przepływu-gazu nieskraplającego się (wyciek próżni od strony turbiny). Parametry konstrukcyjne eżektora w tym projekcie są następujące: robocze ciśnienie pary 1,5 MPa, temperatura 201 stopni (lekko przegrzana); temperatura wody chłodzącej na wlocie 69,1 stopnia, temperatura na wylocie 70,5 stopnia, natężenie przepływu 118 t/h; i przeciwciśnienie 28 kPa. Omówmy najpierw wpływ temperatury wody chłodzącej. Podczas-odbioru na miejscu nie zainstalowano jeszcze systemów peryferyjnych systemu kondensatu. Przepływ pompy osiągnął już ponad 180 t/h, ale odprowadzona została tylko część tej wody (dziesiątki ton). Większość wody przepływała przewodem powrotnym do zbiornika kondensatu, skąd następnie trafiała do chłodnicy spalin. Woda chłodząca używana do chłodzenia pary krążyła głównie w obiegu zamkniętym. Gdy działały pierwotne i wtórne chłodnice spalin, temperatura wody chłodzącej wzrosła po przejściu przez chłodnicę spalin, a temperatura wzrosła jeszcze bardziej po przejściu przez obieg zamknięty. Wraz ze wzrostem czasu pracy temperatura wody chłodzącej nadal rosła, a przeciwciśnienie w układzie również stopniowo rosło. Rozważmy wpływ roboczej temperatury pary. Chłodnica spalin działa w ten sposób, że najpierw pochłania ciepło jawne przegrzanej pary, a następnie ciepło utajone pary w celu jej skroplenia. Obecnie, ponieważ para z uszczelnienia średniociśnieniowego i para robocza turbiny są pobierane z tego samego rurociągu, para z uszczelnienia-średniego ciśnienia turbiny wymaga przegrzania o wartości 30 K, co powoduje, że temperatura pary roboczej osiąga 270 stopni, co oznacza poważne przegrzanie. Większość powierzchni wymiany ciepła chłodnicy ekstrakcyjnej jest wykorzystywana do pochłaniania ciepła jawnego pary, co poważnie wpływa na jej wydajność kondensacji, a w konsekwencji zmniejsza jej wydajność ekstrakcji. Dane zebrane z kilku przebiegów testowych pokazują, że gdy temperatura pary roboczej jest stosunkowo niska (210 stopni, lekko przegrzana), pierwotne i wtórne wyciągi mogą pracować normalnie i utrzymywać przeciwciśnienie w systemie. Jednakże, gdy przegrzanie jest nadmierne, nie mogą normalnie działać. Dlatego też, aby zapewnić prawidłową pracę ekstraktora pary strumieniowej, należy obniżyć temperaturę pary roboczej do wartości w przybliżeniu wartości projektowej.
Częste zatykanie filtra wlotowego pompy spustowej
Podczas połączonego uruchomienia próbnego sprężarki powietrza, gdy natężenie przepływu pary w turbinie osiągnęło około 70 t/h, pompa spustowa zaczęła działać nieprawidłowo, powodując dalszy wzrost poziomu gorącej cieczy w studni. Po przełączeniu w tryb gotowości poziom cieczy na krótko spadł, po czym zaczął nadal rosnąć. Po demontażu filtra siatkowego wlotu pompy w celu kontroli stwierdzono, że jest on zatkany dużą ilością rdzy i szlamu. Aby utrzymać działanie urządzenia, wyznaczono personel do częstego odwracania pracy pompy w celu ciągłego czyszczenia filtra siatkowego. Jednak nawet po uruchomieniu centrali główna rura wydechowa nie została przepłukana do czysta, a filtr siatkowy pozostał zatkany. Demontaż głównej rury wydechowej ujawnił dużą ilość rdzy i szlamu na dnie głównej rury i gorącej studni. Analiza wykazała, że rdza i szlam pochodziły głównie z głównej rury wydechowej. Było to spowodowane tym, że wyspa-chłodząca powietrze nie została-czyszczona na gorąco podczas uruchamiania. Rdza, żużel spawalniczy i pył przylegający do wewnętrznej ścianki głównej rury wydechowej zostały wypłukane przez parę wylotową z turbiny i zebrane w studni gorącej wraz z kondensatem. Rdza, szlam i rdza były następnie w sposób ciągły przenoszone do wlotu pompy przez pompę spustową, zatykając filtr i powodując awarię pompy spustowej.
