Введение
Первая фаза крупномасштабного-проекта по переработке угля-в-природный газ в Китае включает два агрегата производительностью 48 000 м³/ч.воздухоразделительные установки, в первую очередь обеспечивая квалифицированный кислород, азот и технический воздух для всего завода. Эти агрегаты были спроектированы и изготовлены компанией Hangzhou Oxygen, а строительство и монтаж выполнены компанией Sinopec No. 10. В установках используется процесс внутреннего сжатия жидкого кислорода, а воздушные компрессорные установки состоят из воздушного компрессора, паровой турбины и бустера. 5 сентября 2011 года серия паровых турбин успешно завершила индивидуальный пуск, а 6 ноября воздушные компрессорные установки завершили совмещенный пуск. После испытаний на помпаж все показатели производительности соответствовали проектным требованиям. В течение трех-месячного процесса ввода в эксплуатацию было обнаружено множество проблем проектирования и эксплуатации. Однако благодаря совместным усилиям всего персонала, выполняющего ввод в эксплуатацию, эти проблемы были решены один за другим. Ниже приводится краткое описание проблем, возникших в процессе ввода в эксплуатацию.
Основная паровая система
Расходомер главного паропровода влияет на время продувки
При разработке плана продувки главного паропровода, учитывая длительный цикл изготовления продувочной заглушки быстро-клапана, на последнем колене главного паропровода была установлена временная продувочная линия в обход быстрозакрывающегося клапана. Основные детали плана включали: аргонодуговую сварку для грунтовки для обеспечения гладкости внутренней поверхности; травление и пескоструйная обработка стояка примерно на расстоянии 3 метров от последнего колена до быстро-запорного клапана; холодная резка и ручная очистка, а также проверка эндоскопом во время снятия временной продувочной линии для обеспечения чистоты. Однако во время фактической продувки турбинный расходомер между главной паровой задвижкой и быстрозапорным клапаном еще не прибыл, поэтому было принято решение сначала продуть этот участок трубопровода. После завершения продувки паровой расходомер будет установлен и проверен с использованием вышеупомянутого метода. Через неделю после продувки главного паропровода он выдержал целевые испытания на горячую и холодную воду. При демонтаже временной продувочной трубы для установки расходомера опасения по поводу вторичного загрязнения трубы привели к тому, что зарубежные эксперты предложили два варианта: первый заключался в установке только трубопровода перед быстро-клапаном без установки расходомера, а затем провести пробный пуск агрегата. После полной сдачи объекта расходомер будет установлен по мере необходимости. Другой вариант заключался в установке расходомера, но временно сохранении временной продувочной трубы, продолжении продувки и снятии временной продувочной трубы после прохождения целевого испытания, а затем переустановке трубопровода перед быстро-закрывающимся клапаном. В конечном итоге продувку продолжили после установки расходомера, что увеличило время продувки примерно на неделю.
(2) Неспособность принять меры по изоляции пара едва не привела к несчастному случаю, связанному с паром-.
В паровой системе компании используется система основных труб. За силовым-граничным клапаном пара высокого давления идет магистральная труба пара высокого-давления. Эта основная труба подключена параллельно к главной паровой трубе высокого-давления 8,5 МПа для разделения воздуха, очистки и метанирования, а также к системам снижения перегрева пара и понижения давления на 5,0 МПа, 2,0 МПа и 0,8 МПа. После продувки главного паропровода ВРУ ограничительный клапан пара высокого-давления был закрыт, и ВРУ приступила к переустановке трубопровода перед быстро-запорным клапаном. Для предотвращения остаточного давления в трубопроводе главные паровые задвижки в первой и второй сериях ВРУ были полностью открыты, а главные пароотводы по трубопроводу полностью открыты. Однако, пока иностранные специалисты проверяли соосность и зазор между фланцем главного паропровода и большим паровым фланцем быстрозапорного клапана, из парового фланца неожиданно выступили вода и пар. К счастью, никто не пострадал. Позднее расследование показало, что система газификации подвергалась продувке паром давлением 5,0 МПа. Этот-промах служит напоминанием о необходимости обеспечить единую координацию и управление во время первоначального запуска, чтобы избежать несчастных случаев во время перекрестного-ввода в эксплуатацию. Кроме того, при проверке оборудования и трубопроводов, работающих с опасными средами, такими как высокая -температура, высокое-давление, легковоспламеняющиеся, взрывоопасные и токсичные среды, крайне важно обеспечить изоляцию системы и подтвердить заглушки, чтобы устранить основные угрозы безопасности в источнике.
Система смазочного масла
Маслоохладитель влияет на очистку масла
В процессе очистки масла воздушно-компрессорной установки сначала осуществляется экстракорпоральное кровообращение. Для этого необходимо-замкнуть верхнюю масляную трубку и обратную масляную трубку с помощью шланга, добавить фильтр к соединению верхней масляной трубки и запустить насос смазочного масла для циркуляции на 4-6 часов. Затем фильтр снимается для проверки. Однако более чем через месяц после очистки масляной системы фильтр был снят для проверки и были обнаружены черные твердые частицы. Анализ показал, что маслоохладитель находился на объекте-в течение длительного периода времени, что вызвало окисление и ржавчину внутри корпуса теплообменника, которые были занесены в трубы смазочным маслом. Разборка и осмотр масляного радиатора выявили значительную ржавчину на корпусе. Были приняты меры, включающие промывку струей воды под высоким давлением, сушку воздухом и пескоструйную обработку корпуса. После такой обработки масляный насос был запущен, и после 3-4 циклов промывки качество масла оказалось приемлемым.
Очистка бака смазочного масла привела к вторичному загрязнению смазочного масла.
После промывки системы смазочного масла смазочное масло откачивалось и очищалось. После проверки инженерным отделом, надзорной компанией и воздухоразделительной установкой смазочное масло было дозаправлено. Однако отбор проб и анализ после заправки показали, что содержание воды в смазочном масле увеличилось с 78×10⁻⁶ до очистки до 680×10⁻⁶, что не соответствует нормам качества масла. Поэтому вход вакуумного масляного фильтра был соединен со сливным клапаном в нижней части масляного бака, а выход был соединен с заливным отверстием в верхней части бака. Затем был включен вакуумный масляный фильтр для циркуляции и фильтрации смазочного масла в баке. Отбор проб и анализ через три дня показали, что содержание воды в смазочном масле вернулось к стандарту менее 160 × 10⁻⁶. Последующий анализ показал, что основной причиной вторичного загрязнения была дождевая вода, попадающая в бочки со смазочным маслом, когда они хранились на открытом воздухе. Затем смазочное масло закачивалось в бочки,-наполненные водой, что вызывало вторичное загрязнение.
Остров воздушного охлаждения и система конденсата
Воздухоразделительная установка в основном состоит из шести вентиляторов с регулируемой-частотой, двух конденсатных насосов, двух дренажных насосов, горячего колодца, расширительного бака, резервуара для конденсата и соединительных трубопроводов. Технологическая схема выглядит следующим образом: выхлопной пар из турбины поступает в -воздухоохлаждаемый выходной пучок труб через выпускной коллектор для теплообмена. Конденсат собирается в нижнем коллекторе и затем по трубопроводу подается в резервуар для конденсата. Не-конденсирующийся газ подается в выхлопной насос через воздушный трубопровод в верхней части противоточного пучка труб. После повышения давления конденсат обменивается теплом с паром из охладителя выхлопных газов в охладителе выхлопных газов. Затем он разделяется на два пути: один путь возвращается в резервуар для конденсата через клапан возврата конденсата (LV814) для поддержания стабильного уровня жидкости, а другой путь направляется в сеть конденсата через выпускной клапан конденсата (LV815). Выхлопной пар турбины и конденсат из выпускного коллектора собираются в горячем колодце и возвращаются в резервуар для конденсата через дренажный насос переменной-частоты.
Ток двигателя конденсатного насоса превышает номинальный ток
Во время ввода в эксплуатацию конденсатного насоса LV815 был полностью закрыт, а LV814 полностью открыт для запуска конденсатного насоса. Затем выпускной клапан медленно открывался. Когда выпускной клапан был открыт примерно на четыре оборота, ток двигателя конденсатного насоса достиг 200 А (номинальный ток 210 А). Повторные тесты не смогли решить проблему, связанную с превышением номинального тока двигателя. После анализа при выборе насоса сопротивление периферийного трубопровода было принято равным 110мH₂O, и был выбран насос 200НБ-110 (кривая его производительности представлена на рисунке 1). То есть, когда сопротивление после насоса достигает 110 мH₂O, расход насоса достигает расчетного значения (вертикальная пунктирная линия на рисунке 1). Когда сопротивление после насоса меньше 110 мH₂O, скорость потока насоса увеличится и его мощность соответственно увеличится. Когда расход достигает 215 т/ч, сопротивление после насоса составляет 103 мH₂O, а мощность двигателя — 110 кВт. При дальнейшем уменьшении сопротивления после насоса по мере увеличения расхода мощность двигателя превысит расчетное значение, и двигатель насоса будет перегружен. Поэтому между обратной линией конденсатного насоса и входом в резервуар для конденсата было добавлено дросселирующее отверстие. Сечение дроссельного отверстия составляет 0,00255 м², диаметр дросселирующего отверстия 57 мм и толщина 10 мм. Расчетная производительность составляет 80 т/ч. После модификации конденсатопровода был запущен конденсатный насос. Когда выпускной клапан был открыт на 50%, ток двигателя конденсатного насоса составлял 90А. Когда выпускной клапан был полностью открыт, ток двигателя конденсатного насоса составлял всего 130 А.
Главный вакуум-экстрактор не смог поддерживать вакуум во время работы на первой и второй ступени.
Во время пробного запуска блокировки компрессора после реверса основного вакуумного экстрактора (с использованием первой и второй ступеней) было обнаружено, что вакуум не может поддерживаться.
Давление вакуума (абсолютное давление, то же самое ниже) выросло с 13 кПа до 20 кПа. Давление вакуума продолжало расти до 30 кПа и имело признаки продолжения роста после реверса главного вакуумного экстрактора. Для обеспечения безопасной работы установки пусковой-вакуумный экстрактор был повторно активирован-, и давление вакуума быстро упало до 13 кПа. После пробного запуска впускные фильтры и сопла двух основных вакуумных экстракторов были открыты и проверены. Никакого мусора обнаружено не было, что указывает на то, что главные вакуумные экстракторы не были засорены и работали нормально. Анализ показал, что работа пускового-вакуум-экстрактора зависела от рабочего давления пара. Поскольку рабочий пар пускового вакуум-экстрактора не конденсируется, это не связано с температурой перегрева пара. Рабочее давление пара в настоящее время соответствует проектным требованиям, и пусковой-вакуумный экстрактор можно использовать в обычном режиме. Когда в системе создается вакуум, выхлопной пар из турбины поступает в конденсатор для конденсации. После ввода в эксплуатацию системы конденсата обычно используются первичные и вторичные вакуумные экстракторы. Существенная разница между первичными и вторичными вакуумными экстракторами и пусковыми вакуумными экстракторами заключается в том, что рабочий пар не выбрасывается напрямую, а восстанавливается путем конденсации. Эффективность их экстракции напрямую связана с эффективностью конденсации экстракционного охладителя. На эффективность конденсации экстракционного охладителя влияют три фактора: температура охлаждающей воды на входе; рабочая температура пара; и расход не-неконденсируемого газа (утечка вакуума со стороны турбины). Расчетные параметры парового эжектора в данном проекте следующие: рабочее давление пара 1,5 МПа, температура 201 градус (слегка перегретый); температура охлаждающей воды на входе 69,1 градуса, температура на выходе 70,5 градуса, расход 118 т/ч; и противодавлением 28 кПа. Давайте сначала обсудим влияние температуры охлаждающей воды. Во время ввода в эксплуатацию на-площадке периферийные системы конденсатной системы еще не были установлены. Производительность насоса уже достигла более 180 т/ч, но слилась лишь часть этой воды (десятки тонн). Большая часть воды текла через возвратный трубопровод в резервуар для конденсата, откуда затем попадала в охладитель выхлопных газов. Охлаждающая вода, используемая для охлаждения пара, в основном циркулировала в замкнутом контуре. Когда первичный и вторичный охладители выхлопных газов работали, температура охлаждающей воды повышалась после прохождения через охладитель выхлопных газов, а после прохождения через замкнутый контур температура повышалась еще больше. По мере увеличения времени работы температура охлаждающей воды продолжала расти, и противодавление в системе также постепенно увеличивалось. Рассмотрим влияние рабочей температуры пара. Охладитель выхлопных газов работает, сначала поглощая явное тепло перегретого пара, а затем поглощая скрытое тепло пара для его конденсации. В настоящее время, поскольку пар уплотнения промежуточного-давления и рабочий пар турбины забираются из одного и того же трубопровода, пар уплотнения промежуточного-давления турбины требует перегрева 30K, в результате чего температура рабочего пара достигает 270 градусов, что является серьезным перегревом. Большая часть площади теплообмена экстракционного охладителя используется для поглощения явного тепла пара, что серьезно влияет на эффективность его конденсации и, следовательно, снижает его эффективность экстракции. Данные, собранные в ходе нескольких испытательных запусков, показывают, что когда температура рабочего пара относительно низкая (210 градусов, слегка перегрет), первичный и вторичный вытяжные устройства могут работать нормально и поддерживать противодавление в системе. Однако при чрезмерном перегреве они не могут нормально работать. Поэтому для обеспечения правильной работы струйного пароотделителя температуру рабочего пара необходимо снизить примерно до расчетного значения.
Частое засорение входного фильтра сливного насоса
Во время комплексного испытания воздушной компрессорной установки, когда расход пара турбины достиг примерно 70 т/ч, начал работать дренажный насос, из-за чего уровень горячей скважинной жидкости продолжал повышаться. После переключения в режим ожидания уровень жидкости ненадолго упал, а затем продолжил расти. При разборке входного фильтра насоса для проверки выяснилось, что он забит большим количеством ржавчины и шлама. Для поддержания работы установки персоналу было поручено часто реверсировать насос для постоянной очистки сетчатого фильтра. Однако даже после ввода установки в эксплуатацию выхлопная магистральная труба не была промыта, а сетчатый фильтр остался засоренным. Разборка основной выхлопной трубы выявила большое количество ржавчины и осадка в нижней части основной трубы и горячего колодца. Анализ показал, что ржавчина и шлам в основном возникли из основной выхлопной трубы. Это произошло из-за того, что остров воздушного-охлаждения не был подвергнут горячей-очистке во время ввода в эксплуатацию. Ржавчина, сварочный шлак и пыль, налипшие на внутреннюю стенку выхлопной магистральной трубы, смывали выхлопным паром турбины и собирали в горячем колодце вместе с конденсатом. Эта ржавчина, шлам и ржавчина затем непрерывно переносились сливным насосом на входное отверстие насоса, засоряя фильтр и вызывая неисправность сливного насоса.
