Oppsummering av idriftsettelse av luftkompressorenhetene som støtter en 48 000 M³/t luftseparasjonsenhet

Den første fasen av et-storskala kull-til-naturgassprosjekt i Kina har to 48 000 m³/tluftseparasjonsenheter, primært gir kvalifisert oksygen, nitrogen og bruksluft for hele anlegget. Disse enhetene ble designet og produsert av Hangzhou Oxygen, med konstruksjon og installasjon fullført av Sinopec No. 10 Company. Enhetene bruker en intern kompresjonsprosess for flytende oksygen, og luftkompressorenhetene omfatter en luftkompressor, dampturbin og booster. Den 5. september 2011 fullførte en serie dampturbiner individuell idriftsettelse, og 6. november fullførte luftkompressorenhetene en kombinert idriftsettelse. Etter overspenningstesting oppfylte alle ytelsesindikatorer designkravene. I løpet av den tre-måneders idriftsettelsesprosessen, ble det oppdaget en rekke design- og driftsproblemer. Men gjennom den samordnede innsatsen fra alt igangsettingspersonell ble disse problemene løst en etter en. Følgende er et sammendrag av problemene som oppstår under idriftsettelsesprosessen for din referanse.

Ved utvikling av renseplanen for hoveddamprørledningen, tatt i betraktning den lange produksjonssyklusen for hurtig-ventilens spyleplugg, ble det installert en midlertidig spyleledning ved den siste albuen av hoveddamprørledningen, som gikk utenom hurtig-lukkeventilen. Nøkkelplandetaljer inkludert: argonbuesveising for grunning for å sikre en jevn indre overflate; beising og sandblåsing av stigerøret ca. 3 meter fra siste albue til hurtig-lukkeventilen; og kaldskjæring og manuell rengjøring, samt endoskopinspeksjon, under fjerning av den midlertidige renselinjen for å sikre renslighet. Under selve rensingen hadde imidlertid turbinstrømningsmåleren mellom hoveddampportventilen og hurtig-lukkeventilen ennå ikke kommet, så beslutningen ble tatt om å rense denne delen av rørledningen først. Etter at rensingen var fullført, ville dampstrømmåleren bli installert og inspisert ved å bruke den ovennevnte metoden. En uke etter at hoveddamprørledningen ble renset, besto den testen for varme og kalde mål. Da det midlertidige renserøret ble fjernet for å installere strømningsmåleren, førte bekymringer om sekundær forurensning av røret til at utenlandske eksperter tilbyr to alternativer: det ene var å installere bare røret oppstrøms{10}}hurtigstengeventilen uten å installere strømningsmåleren, og deretter utføre en testkjøring av enheten. Etter at enheten var ferdig overlevert, ville strømningsmåleren installeres etter behov. Den andre var å installere strømningsmåleren, men beholde det midlertidige renserøret midlertidig, fortsette tømmingen og fjerne det midlertidige renserøret etter å ha bestått måltesten, og deretter installere røret oppstrøms for hurtig-lukkingsventilen. Til slutt ble rensingen fortsatt etter installasjon av strømningsmåleren, noe som økte rensingstiden med omtrent en uke.

Selskapets dampsystem benytter et hovedrørsystem. Etter høytrykksdampgrenseventilen- følger et høytrykksdamphovedrør-. Dette hovedrøret er koblet parallelt til et 8,5 MPa høytrykks damphovedrør for luftseparasjon, rensing og metanering, samt 5,0 MPa, 2,0 MPa og 0,8 MPa systemer for dampoveroppheting og trykkreduksjon. Etter at hoveddamprørledningen til ASU ble renset, ble{10}høytrykksdampgrenseventilen stengt, og ASU begynte å installere rørledningen på nytt oppstrøms{11}}hurtigstengeventilen. For å forhindre gjenværende trykk i rørledningen ble hoveddampportventilene i første og andre serie av ASU helt åpnet, og hoveddampavløpene langs rørledningen ble åpnet helt. Men mens de utenlandske ekspertene sjekket innrettingen og klaringen mellom hoveddamprørledningsflensen og den store dampflensen til hurtig{14}}lukkeventilen, kom det plutselig vann og damp ut av dampflensen. Heldigvis ble ingen skadet. Senere undersøkelser avslørte at gassifiseringssystemet gjennomgikk en 5,0 MPa damprensing. Denne nesten{19}}ulykken fungerer som en påminnelse om å sikre enhetlig koordinering og kommando under første oppstart for å unngå sikkerhetsulykker under kryss{20}}igangkjøring. Videre, når du inspiserer utstyr og rørledninger som håndterer farlige medier som høy-temperatur, høyt-trykk, brennbare, eksplosive og giftige medier, er det viktig å sikre systemisolasjon og bekrefte blinde plater for å eliminere store sikkerhetsfarer ved kilden.

Under oljerenseprosessen for luftkompressorenheten utføres først ekstrakorporal sirkulasjon. Dette innebærer å kortslutte-det øvre oljerøret og returoljerøret med en slange, legge til et filter til den øvre oljerørkoblingen og starte smøreoljepumpen til å sirkulere i 4-6 timer. Filteret fjernes deretter for inspeksjon. Men mer enn en måned etter at oljesystemet ble renset, ble filteret fjernet for inspeksjon og svarte, harde partikler ble oppdaget. Analyse antydet at oljekjøleren hadde vært på-stedet i en lengre periode, noe som førte til oksidasjon og rust på innsiden av varmevekslerhuset, som hadde blitt båret inn i rørene av smøreoljen. Demontering og inspeksjon av oljekjøleren avdekket betydelig rust på huset. Det ble iverksatt tiltak, inkludert høytrykksspyling med vannstråle, lufttørking og sandblåsing av huset. Etter denne behandlingen ble oljepumpen startet, og etter 3-4 sykluser med spyling ble oljekvaliteten funnet å være akseptabel.

Etter at smøreoljesystemet var spylt, ble smøreoljen pumpet ut og renset. Etter verifikasjon av ingeniøravdelingen, tilsynsselskapet og luftseparasjonsanlegget ble smøreoljen fylt på igjen. Imidlertid avslørte prøvetaking og analyse etter påfyllingen at vanninnholdet i smøreoljen hadde økt fra 78 × 10⁻⁶ før rengjøring til 680 × 10⁻⁶, som ikke oppfylte oljekvalitetsstandardene. Derfor ble vakuumoljefilterinntaket koblet til dreneringsventilen i bunnen av oljetanken, og utløpet ble koblet til påfyllingsporten på toppen av tanken. Vakuumoljefilteret ble deretter slått på for å sirkulere og filtrere smøreoljen i tanken. Prøvetaking og analyse tre dager senere viste at vanninnholdet i smøreoljen hadde returnert til standarden på mindre enn 160 × 10⁻⁶. Etterfølgende analyse viste at den primære årsaken til den sekundære forurensningen var regnvann som kom inn i smøreoljefatene mens de ble lagret utendørs. Smøreoljen ble deretter pumpet inn i de vann{13}}fylte fatene, noe som forårsaket sekundær forurensning.

Luftseparasjonsenheten består hovedsakelig av seks variabel-frekvensvifter, to kondensatpumper, to avløpspumper, en varmbrønn, en flashtank, en kondensattank og tilkoblingsrør. Prosessstrømmen er som følger: eksosdamp fra turbinen kommer inn i den luft-avkjølte nedstrøms rørbunten gjennom eksosmanifolden for varmeveksling. Kondensat samles opp i den nedre samlingen og ledes deretter til kondensattanken. Ikke-kondenserbar gass sendes til eksospumpen gjennom luftrøret på toppen av motstrømsrørbunten. Etter trykksetting utveksler kondensatet varme med damp fra eksoskjøleren i eksoskjøleren. Den deles deretter i to baner: Den ene banen går tilbake til kondensattanken gjennom kondensatreturventilen (LV814) for å opprettholde et stabilt væskenivå, og den andre banen sendes til kondensatnettverket gjennom kondensatutløpsventilen (LV815). Turbineksosdamp og kondensat fra eksosmanifolden samles opp i den varme brønnen og returneres til kondensattanken via den variabel{11}}frekvente dreneringspumpen.

Under idriftsettelsesprosessen for kondensatpumpen ble LV815 helt lukket og LV814 helt åpnet for å starte kondensatpumpen. Utløpsventilen ble deretter sakte åpnet. Da utløpsventilen ble åpnet omtrent fire omdreininger, nådde kondensatpumpens motorstrøm 200A (merkestrøm 210A). Gjentatte tester klarte ikke å løse problemet med motorstrømmen som overstiger nominell strøm. Etter analyse, ved valg av pumpe, ble motstanden til den perifere rørledningen vurdert til å være 110mH2O, og 200NB-110-pumpen ble valgt (ytelseskurven er vist i figur 1). Det vil si at når motstanden etter pumpen når 110mH2O, når pumpens strømningshastighet sin designverdi (den vertikale stiplede linjen i figur 1). Når motstanden etter pumpen er mindre enn 110mH₂O, vil pumpens strømningshastighet øke og kraften øke tilsvarende. Når strømningshastigheten når 215t/t, er motstanden etter pumpen 103mH₂O og motoreffekten er 110kW. Når motstanden etter pumpen reduseres ytterligere, ettersom strømningshastigheten øker, vil motoreffekten overstige dens designverdi, og pumpemotoren vil bli overbelastet. Derfor ble det lagt til en strupeåpning mellom kondensatpumpens returledning og kondensattankinnløpet. Åpningen har et strømningsareal på 0,00255 m², en strupeåpningsdiameter på 57 mm og en tykkelse på 10 mm. Beregnet strømningshastighet er 80 t/t. Etter modifikasjonen av kondensatrørledningen ble kondensatpumpen startet. Når utløpsventilen ble åpnet til 50 %, var kondensatpumpens motorstrøm 90A. Når utløpsventilen var helt åpen, var kondensatpumpens motorstrøm bare 130A.

Under kompressorforriglingstestkjøringen, etter å ha reversert hovedvakuumavsugeren (ved bruk av første og andre trinn), ble det oppdaget at vakuum ikke kunne opprettholdes.

Vakuumtrykket (absolutt trykk, det samme nedenfor) steg fra 13kPa til 20kPa. Vakuumtrykket fortsatte å stige til 30kPa og viste tegn til å fortsette å stige etter å ha snudd hovedvakuumavsugeren. For å sikre sikker drift av enheten ble oppstartsvakuumsugeren aktivert på nytt{-, og vakuumtrykket falt raskt til 13kPa. Etter testkjøringen ble innløpsfiltrene og dysene til de to hovedvakuumavtrekkerne åpnet og inspisert. Det ble ikke funnet noe rusk, noe som indikerer at hovedstøvsugeren ikke var tilstoppet og fungerte normalt. Analyse viste at operasjonen til oppstartsvakuumsugeren var relatert til arbeidsdamptrykket. Siden arbeidsdampen til oppstartsvakuumekstrakteren- ikke kondenserer, var det ikke relatert til dampoveropphetingstemperaturen. Arbeidsdamptrykket oppfyller for øyeblikket designkravene, og oppstartsvakuumsugeren kan brukes normalt. Når systemet etablerer vakuum, kommer eksosdamp fra turbinen inn i kondensatoren for kondensering. Når kondensatsystemet er operativt, blir primære og sekundære vakuumavsugere vanligvis utplassert. En betydelig forskjell mellom primære og sekundære vakuumavtrekkere og oppstartsvakuumavsugere er at drivdampen ikke slippes ut direkte, men gjenvinnes gjennom kondensering. Ekstraksjonseffektiviteten deres er direkte relatert til kondensasjonsytelsen til ekstraksjonskjøleren. Tre faktorer påvirker kondenseringsytelsen til ekstraksjonskjøleren: kjølevannsinnløpstemperaturen; arbeidsdamptemperaturen; og den ikke-kondenserbare gassstrømningshastigheten (vakuumlekkasje fra turbinsiden). Designparametrene for dampejektoren i dette prosjektet er som følger: driftsdamptrykk på 1,5 MPa, temperatur på 201 grader (litt overopphetet); kjølevannsinnløpstemperatur på 69,1 grader, utløpstemperatur på 70,5 grader, strømningshastighet på 118 t/t; og mottrykk på 28 kPa. La oss først diskutere virkningen av kjølevannstemperatur. Under -idriftsettelse på stedet var kondensatsystemets perifere systemer ennå ikke etablert. Pumpen hadde allerede nådd over 180 t/t, men bare en del av dette vannet (ti titalls tonn) ble sluppet ut. Størstedelen av vannet strømmet gjennom returledningen inn i kondensattanken, hvor det deretter kom inn i eksoskjøleren. Kjølevannet som ble brukt til å avkjøle dampen sirkulerte primært i en lukket krets. Da de primære og sekundære avtrekkskjølerne var i drift, steg kjølevannets temperatur etter å ha passert gjennom avtrekkskjøleren, og temperaturen steg ytterligere etter å ha passert den lukkede kretsen. Etter hvert som driftstiden økte, fortsatte kjølevannstemperaturen å stige, og systemets mottrykk økte også gradvis. La oss vurdere virkningen av driftsdamptemperatur. Eksoskjøleren fungerer ved først å absorbere den fornuftige varmen fra den overopphetede dampen og deretter absorbere den latente varmen fra dampen for å kondensere den. For tiden, fordi turbinens mellomliggende-trykktetningsdamp og arbeidsdamp trekkes fra samme rørledning, krever turbinens mellomliggende-trykktetningsdamp en overheting på 30K, noe som fører til at arbeidsdamptemperaturen når 270 grader overheat. Det meste av varmevekslingsområdet til ekstraksjonskjøleren brukes til å absorbere dampens følsomme varme, noe som påvirker kondenseringseffektiviteten i stor grad og reduserer følgelig uttrekkskapasiteten. Data samlet inn fra flere testkjøringer viser at når arbeidsdamptemperaturen er relativt lav (210 grader, lett overopphetet), kan de primære og sekundære eksosene fungere normalt og opprettholde systemets mottrykk. Men når overopphetingen er overdreven, kan de ikke fungere normalt. Derfor, for å sikre riktig drift av jet-dampekstrakteren, må arbeidsdamptemperaturen senkes til omtrent designverdien.

Under den kombinerte testkjøringen av luftkompressorenheten, da turbinens dampstrømningshastighet nådde omtrent 70 t/t, begynte dreneringspumpen å fungere feil, noe som førte til at væskenivået i den varme brønn fortsatte å stige. Etter bytte til standby-drift, falt væskenivået en kort stund før det fortsatte å stige. Ved demontering av pumpeinnløpssilen for inspeksjon, ble den oppdaget å være tilstoppet med en stor mengde rust og slam. For å opprettholde driften av enheten, ble personell tildelt å ofte reversere pumpen for kontinuerlig å rengjøre silen. Selv etter at enheten ble satt i drift, hadde imidlertid ikke eksosrøret blitt spylt rent, og silen forble tilstoppet. Demontering av eksoshovedrøret avdekket store mengder rust og slam i bunnen av hovedrøret og den varme brønnen. Analyse avslørte at rusten og slammet hovedsakelig stammet fra eksosrøret. Dette skyldtes at luft-kjøleøya ikke ble varm-rengjort under igangkjøring. Rust, sveiseslagg og støv som festet seg til den indre veggen av eksoshovedrøret ble vasket bort av eksosdamp fra turbinen og samlet i den varme brønnen med kondensat. Denne rusten, slammet og rusten ble deretter kontinuerlig ført til pumpeinnløpet av avløpspumpen, tilstoppet filteret og forårsaket funksjonsfeil i avløpspumpen.