Invoering
De eerste fase van een grootschalig -steenkool-naar-aardgasproject in China omvat twee 48.000 m³/uluchtscheidingseenheden, waarbij in de eerste plaats gekwalificeerde zuurstof, stikstof en bedrijfslucht worden geleverd voor de hele fabriek. Deze eenheden zijn ontworpen en vervaardigd door Hangzhou Oxygen, en de constructie en installatie zijn voltooid door Sinopec No. 10 Company. De eenheden maken gebruik van een intern compressieproces met vloeibare zuurstof, en de luchtcompressoreenheden omvatten een luchtcompressor, stoomturbine en booster. Op 5 september 2011 voltooide een reeks stoomturbines met succes de individuele inbedrijfstelling, en op 6 november voltooiden de luchtcompressoreenheden een gecombineerde inbedrijfstelling. Na de piektests voldeden alle prestatie-indicatoren aan de ontwerpvereisten. Tijdens het drie- maanden durende inbedrijfstellingsproces kwamen we talloze ontwerp- en operationele problemen tegen. Door de gezamenlijke inspanningen van al het opdrachtgeverspersoneel werden deze problemen echter één voor één opgelost. Hieronder volgt ter referentie een samenvatting van de problemen die u tegenkwam tijdens het inbedrijfstellingsproces.
Hoofdstoomsysteem
Debietmeter van de hoofdstoomleiding heeft invloed op de spoeltijd
Bij het ontwikkelen van het zuiveringsplan voor de hoofdstoompijpleiding werd, rekening houdend met de lange productiecyclus voor de snel-afsluitplug voor de klepontluchting, een tijdelijke ontluchtingsleiding geïnstalleerd bij de laatste elleboog van de hoofdstoomleiding, waarbij de snel-sluitklep werd omzeild. Belangrijke plandetails inbegrepen: argonbooglassen voor het primen om een glad binnenoppervlak te garanderen; beitsen en zandstralen van de stijgleiding ongeveer 3 meter vanaf de laatste bocht tot aan de snel-sluitende klep; en koud snijden en handmatige reiniging, evenals endoscoopinspectie tijdens het verwijderen van de tijdelijke spoelleiding om reinheid te garanderen. Tijdens de daadwerkelijke spoeling was de turbinedebietmeter tussen de hoofdstoomafsluiter en de snelsluitende klep echter nog niet gearriveerd, dus werd besloten om eerst dit deel van de pijpleiding te zuiveren. Nadat het zuiveren was voltooid, zou de stoomdebietmeter worden geïnstalleerd en geïnspecteerd met behulp van de bovengenoemde methode. Een week nadat de hoofdstoompijpleiding was gereinigd, slaagde deze voor de hete en koude doeltest. Bij het verwijderen van de tijdelijke spoelleiding om de debietmeter te installeren, brachten zorgen over secundaire vervuiling van de leiding de buitenlandse experts ertoe twee opties aan te bieden: de eerste was om alleen de leidingen stroomopwaarts van de snel-afsluiter te installeren zonder de debietmeter te installeren, en vervolgens een testrun van de unit uit te voeren. Nadat de unit volledig was overgedragen, werd de flowmeter indien nodig geïnstalleerd. De andere was het installeren van de debietmeter, maar het tijdelijk behouden van de tijdelijke spoelleiding, het voortzetten van de spoeling en het verwijderen van de tijdelijke spoelleiding nadat de doeltest was geslaagd, en het vervolgens opnieuw installeren van de leiding stroomopwaarts van de snel-klep. Uiteindelijk werd de spoeling voortgezet na het installeren van de flowmeter, waardoor de spoeltijd met ongeveer een week werd verlengd.
(2) Het niet implementeren van stoomisolatiemaatregelen resulteerde bijna in een stoomongeval-gerelateerd letsel
Het stoomsysteem van het bedrijf maakt gebruik van een hoofdleidingsysteem. Na de stroom-hoge-druk-stoomgrensklep volgt een hoge-hogedruk-stoomhoofdleiding. Deze hoofdleiding is parallel aangesloten op een 8,5 MPa hogedruk-stoomhoofdleiding voor luchtscheiding, zuivering en methanisering, evenals op 5,0 MPa, 2,0 MPa en 0,8 MPa stoomdesuperheating- en drukreductiesystemen. Nadat de hoofdstoompijpleiding van de ASU was doorgespoeld, werd de hogedruk-stoomgrensklep gesloten en begon de ASU de pijpleiding stroomopwaarts van de snelsluitende klep opnieuw te installeren. Om restdruk in de pijpleiding te voorkomen, waren de hoofdstoomafsluiters in de eerste en tweede serie van de ASU volledig geopend en waren de hoofdstoomafvoeren langs de pijpleiding volledig geopend. Terwijl de buitenlandse experts echter de uitlijning en speling tussen de hoofdflens van de stoompijpleiding en de grote stoomflens van de snelsluitende klep controleerden, kwam er plotseling water en stoom uit de stoomflens. Gelukkig raakte niemand gewond. Uit later onderzoek bleek dat het vergassingssysteem een stoomspoeling van 5,0 MPa onderging. Deze bijna-ongeval dient als herinnering aan het garanderen van een uniforme coördinatie en commando tijdens de eerste opstart, om veiligheidsongevallen tijdens de kruis-inbedrijfstelling te voorkomen. Bovendien is het bij het inspecteren van apparatuur en pijpleidingen die gevaarlijke media verwerken, zoals hoge-temperatuur, hoge-druk, ontvlambare, explosieve en giftige media, absoluut noodzakelijk om systeemisolatie te garanderen en blinde platen te bevestigen om grote veiligheidsrisico's bij de bron te elimineren.
Smeeroliesysteem
Oliekoeler heeft invloed op oliereiniging
Tijdens het oliereinigingsproces voor de luchtcompressoreenheid wordt eerst extracorporale circulatie uitgevoerd. Dit omvat het kortsluiten-het kortsluiten van de bovenste olieleiding en de retourolieleiding met een slang, het toevoegen van een filter aan de bovenste olieleidingaansluiting en het starten van de smeeroliepomp om gedurende 4-6 uur te laten circuleren. Het filter wordt vervolgens verwijderd voor inspectie. Ruim een maand nadat het oliesysteem was gereinigd, werd echter het filter verwijderd voor inspectie en werden zwarte, harde deeltjes ontdekt. Uit analyse bleek dat de oliekoeler al langere tijd op locatie stond, waardoor er oxidatie en roest ontstond in de behuizing van de warmtewisselaar, die door de smeerolie in de leidingen was terechtgekomen. Bij demontage en inspectie van de oliekoeler kwam aanzienlijke roest op de behuizing aan het licht. Er zijn maatregelen genomen, waaronder spoelen met hogedrukwaterstralen, luchtdrogen en zandstralen van de behuizing. Na deze behandeling werd de oliepomp gestart en na 3-4 spoelcycli bleek de oliekwaliteit acceptabel.
Het reinigen van de smeerolietank veroorzaakte secundaire vervuiling van de smeerolie.
Nadat het smeeroliesysteem was gespoeld, werd de smeerolie weggepompt en gereinigd. Na verificatie door de engineeringafdeling, het toezichtbedrijf en de luchtscheidingsinstallatie werd de smeerolie bijgevuld. Uit bemonstering en analyse na het bijvullen bleek echter dat het watergehalte in de smeerolie was gestegen van 78 × 10⁻⁶ vóór reiniging naar 680 × 10⁻⁶, wat niet voldeed aan de oliekwaliteitsnormen. Daarom was de inlaat van het vacuümoliefilter verbonden met de aftapklep aan de onderkant van de olietank en was de uitlaat verbonden met de vulpoort aan de bovenkant van de tank. Het vacuümoliefilter werd vervolgens ingeschakeld om de smeerolie in de tank te laten circuleren en filteren. Uit bemonstering en analyse drie dagen later bleek dat het watergehalte in de smeerolie was teruggekeerd naar de norm van minder dan 160 × 10⁻⁶. Uit daaropvolgende analyses bleek dat de primaire oorzaak van de secundaire verontreiniging regenwater was dat de smeerolievaten binnendrong terwijl deze buiten stonden opgeslagen. De smeerolie werd vervolgens in de met water-gevulde vaten gepompt, waardoor secundaire verontreiniging ontstond.
Luchtkoeleiland en condensaatsysteem
De luchtscheidingseenheid bestaat voornamelijk uit zes ventilatoren met variabele-frequentie, twee condensaatpompen, twee afvoerpompen, een warmwaterbron, een flashtank, een condensaattank en verbindingsleidingen. De processtroom is als volgt: uitlaatstoom van de turbine komt via het uitlaatspruitstuk de lucht-gekoelde stroomafwaartse buizenbundel binnen voor warmte-uitwisseling. Het condensaat wordt opgevangen in de onderste verzamelleiding en vervolgens naar de condensaattank geleid. Niet-condenseerbaar gas wordt via de luchtleiding bovenaan de tegenstroombuizenbundel naar de uitlaatpomp gestuurd. Na het op druk brengen wisselt het condensaat warmte uit met stoom uit de uitlaatkoeler in de uitlaatkoeler. Vervolgens wordt het in twee paden gesplitst: het ene pad keert terug naar de condensaattank via de condensaatretourklep (LV814) om een stabiel vloeistofniveau te handhaven, en het andere pad wordt via de condensaatuitlaatklep (LV815) naar het condensaatnetwerk gestuurd. De turbine-uitlaatstoom en het condensaat uit het uitlaatspruitstuk worden opgevangen in de hete put en teruggevoerd naar de condensaattank via de afvoerpomp met variabele-frequentie.
Motorstroom condensaatpomp overschrijdt nominale stroom
Tijdens het inbedrijfstellingsproces van de condensaatpomp was de LV815 volledig gesloten en de LV814 volledig geopend om de condensaatpomp te starten. De uitlaatklep werd vervolgens langzaam geopend. Toen de uitlaatklep ongeveer vier slagen werd geopend, bereikte de motorstroom van de condensaatpomp 200 A (nominale stroom 210 A). Herhaalde tests konden het probleem met de motorstroom die de nominale stroom overschreed niet oplossen. Na analyse werd bij het selecteren van de pomp aangenomen dat de weerstand van de perifere pijpleiding 110 mH₂O was en werd de 200NB-110-pomp geselecteerd (de prestatiecurve wordt weergegeven in figuur 1). Dat wil zeggen: wanneer de weerstand nadat de pomp 110 mH₂O bereikt, bereikt het pompdebiet de ontwerpwaarde (de verticale stippellijn in figuur 1). Wanneer de weerstand na de pomp minder dan 110 mH₂O bedraagt, zal het debiet van de pomp toenemen en zal het vermogen dienovereenkomstig toenemen. Wanneer het debiet 215 t/u bereikt, bedraagt de weerstand na de pomp 103 mH₂O en bedraagt het motorvermogen 110 kW. Wanneer de weerstand na de pomp verder wordt verlaagd, naarmate het debiet toeneemt, zal het motorvermogen de ontwerpwaarde overschrijden en zal de pompmotor overbelast raken. Daarom werd een smooropening toegevoegd tussen de retourleiding van de condensaatpomp en de inlaat van de condensaattank. De opening heeft een stroomoppervlak van 0,00255 m², een smooropeningdiameter van 57 mm en een dikte van 10 mm. Het berekende debiet bedraagt 80 t/u. Na de aanpassing van de condensaatleiding is de condenspomp gestart. Toen de uitlaatklep tot 50% werd geopend, bedroeg de motorstroom van de condensaatpomp 90A. Wanneer de uitlaatklep volledig open was, bedroeg de motorstroom van de condensaatpomp slechts 130 A.
De hoofdvacuümextractor slaagde er niet in het vacuüm te handhaven tijdens bedrijf in de eerste en tweede fase.
Tijdens het testen van de compressorvergrendeling, na het omkeren van de hoofdvacuümextractor (met behulp van de eerste en tweede trap), werd ontdekt dat het vacuüm niet kon worden gehandhaafd.
De vacuümdruk (absolute druk, dezelfde hieronder) steeg van 13 kPa naar 20 kPa. De vacuümdruk bleef stijgen tot 30 kPa en vertoonde tekenen van verdere stijging na het omkeren van de hoofdvacuümextractor. Om een veilige werking van de unit te garanderen, werd de opstartvacuümafzuiger opnieuw-geactiveerd en daalde de vacuümdruk snel naar 13 kPa. Na de testrun werden de inlaatfilters en mondstukken van de twee belangrijkste vacuümextractors geopend en geïnspecteerd. Er werd geen vuil gevonden, wat erop wijst dat de belangrijkste vacuümafzuigers niet verstopt waren en normaal werkten. Uit analyse bleek dat de werking van de-opstartvacuümextractor verband hield met de werkende stoomdruk. Omdat de werkende stoom van de opstartvacuümextractor-niet condenseert, was er geen verband met de oververhittingstemperatuur van de stoom. De werkende stoomdruk voldoet momenteel aan de ontwerpvereisten en de opstartvacuümextractor kan normaal worden gebruikt. Wanneer het systeem een vacuüm tot stand brengt, komt uitlaatstoom van de turbine de condensor binnen voor condensatie. Zodra het condensaatsysteem operationeel is, worden doorgaans primaire en secundaire vacuümafzuigers ingezet. Een belangrijk verschil tussen primaire en secundaire vacuümextractors en startup-vacuümextractors is dat de aandrijfstoom niet direct wordt afgevoerd, maar door condensatie wordt teruggewonnen. Hun extractie-efficiëntie houdt rechtstreeks verband met de condensatieprestaties van de extractiekoeler. Drie factoren beïnvloeden de condensatieprestaties van de extractiekoeler: de koelwaterinlaattemperatuur; de werkende stoomtemperatuur; en het niet-condenseerbare gasdebiet (vacuümlekkage aan de turbinezijde). De ontwerpparameters voor de stoomejector in dit project zijn als volgt: bedrijfsstoomdruk van 1,5 MPa, temperatuur van 201 graden (enigszins oververhit); koelwaterinlaattemperatuur van 69,1 graden, uitlaattemperatuur van 70,5 graden, debiet van 118 t/u; en tegendruk van 28 kPa. Laten we eerst de impact van de koelwatertemperatuur bespreken. Tijdens de inbedrijfstelling ter plaatse-waren de randsystemen van het condensaatsysteem nog niet geïnstalleerd. Het pompdebiet bedroeg al ruim 180 ton per uur, maar slechts een deel van dit water (tientallen tonnen) werd geloosd. Het grootste deel van het water stroomde via de retourleiding naar de condensaattank, waar het vervolgens in de uitlaatkoeler terechtkwam. Het koelwater dat wordt gebruikt om de stoom af te koelen circuleert voornamelijk in een gesloten circuit. Toen de primaire en secundaire uitlaatkoelers in bedrijf waren, steeg de temperatuur van het koelwater nadat het door de uitlaatkoeler was gegaan, en de temperatuur steeg verder nadat het door het gesloten circuit was gegaan. Naarmate de bedrijfstijd langer werd, bleef de koelwatertemperatuur stijgen en nam ook de tegendruk van het systeem geleidelijk toe. Laten we eens kijken naar de impact van de operationele stoomtemperatuur. De uitlaatkoeler werkt door eerst de voelbare warmte van de oververhitte stoom te absorberen en vervolgens de latente warmte van de stoom te absorberen om deze te condenseren. Omdat de middendrukafdichtingsstoom en werkstoom van de turbine momenteel uit dezelfde pijpleiding worden gehaald, vereist de middendrukafdichtingsstoom van de turbine een oververhitting van 30 K, waardoor de werkstoomtemperatuur 270 graden bereikt, wat een ernstige oververhitting is. Het grootste deel van het warmtewisselingsoppervlak van de extractiekoeler wordt gebruikt om de voelbare warmte van de stoom te absorberen, wat de condensatie-efficiëntie ernstig beïnvloedt en bijgevolg de extractiecapaciteit vermindert. Gegevens verzameld uit verschillende testruns laten zien dat wanneer de werkende stoomtemperatuur relatief laag is (210 graden, licht oververhit), de primaire en secundaire afzuigers normaal kunnen werken en de tegendruk van het systeem kunnen handhaven. Wanneer de oververhitting echter excessief is, kunnen ze niet normaal functioneren. Om de goede werking van de straalstoomafzuiger te garanderen, moet de werkende stoomtemperatuur daarom worden verlaagd tot ongeveer de ontwerpwaarde.
Frequente verstopping van het inlaatfilter van de afvoerpomp
Tijdens de gecombineerde testrun van de luchtcompressoreenheid, toen het stoomdebiet van de turbine ongeveer 70 t/u bereikte, begon de afvoerpomp defect te raken, waardoor het vloeistofniveau in de hete bron bleef stijgen. Na het overschakelen naar de standby-modus daalde het vloeistofniveau kort voordat het weer verder steeg. Bij het demonteren van de pompinlaatzeef voor inspectie werd ontdekt dat deze verstopt was met een grote hoeveelheid roest en slib. Om de werking van de unit te behouden, kreeg personeel de opdracht om de pomp regelmatig om te draaien om de zeef voortdurend te reinigen. Maar ook na de ingebruikname van de unit was de hoofdafvoerleiding niet schoongespoeld en bleef de zeef verstopt. Bij het demonteren van de hoofduitlaatpijp kwam een grote hoeveelheid roest en slib aan de onderkant van de hoofdpijp en de hete put aan het licht. Uit analyse bleek dat de roest en het slib voornamelijk afkomstig waren van de hoofduitlaatpijp. Dit kwam doordat het lucht-koeleiland niet heet- werd gereinigd tijdens de inbedrijfstelling. Roest, lasslakken en stof dat aan de binnenwand van de uitlaatpijp zat, werden door uitlaatstoom van de turbine weggespoeld en met condensaat in de hete put opgevangen. Deze roest, slib en roest werden vervolgens continu door de afvoerpomp naar de pompinlaat gevoerd, waardoor het filter verstopt raakte en de afvoerpomp defect raakte.
