Sammanfattning av driftsättning av luftkompressorenheterna som stöder en 48 000 M³/h luftseparationsenhet

Den första fasen av ett-storskaligt kol-till-naturgasprojekt i Kina har två 48 000 m³/hluftseparationsenheter, i första hand tillhandahåller kvalificerat syre, kväve och nyttoluft för hela anläggningen. Dessa enheter designades och tillverkades av Hangzhou Oxygen, med konstruktion och installation slutförd av Sinopec No. 10 Company. Enheterna använder en intern kompressionsprocess för flytande syre, och luftkompressorenheterna består av en luftkompressor, ångturbin och booster. Den 5 september 2011 slutförde en serie ångturbiner framgångsrik individuell driftsättning och den 6 november slutförde luftkompressorenheterna en kombinerad driftsättning. Efter överspänningstestning uppfyllde alla prestandaindikatorer designkraven. Under den tre-månaders driftsättningsprocessen stötte på många konstruktions- och driftsproblem. Men genom samordnade ansträngningar från all beställningspersonal löstes dessa frågor en efter en. Följande är en sammanfattning av de problem som uppstod under driftsättningsprocessen för din referens.

När man utvecklade spolplanen för huvudångrörledningen, med tanke på den långa tillverkningscykeln för den snabb-stängande ventilens reningsplugg, installerades en temporär spolningsledning vid den sista kröken av huvudångledningen, som kringgår snabbstängningsventilen-. Nyckelplansdetaljer ingår: argonbågsvetsning för grundning för att säkerställa en slät inre yta; betning och sandblästring av stigröret cirka 3 meter från sista armbågen till snabb-stängningsventilen; och kallskärning och manuell rengöring, samt endoskopinspektion, under borttagning av den temporära reningslinjen för att säkerställa renhet. Men under själva spolningen hade turbinflödesmätaren mellan huvudångslussventilen och snabb-stängningsventilen ännu inte anlänt, så beslutet togs att rensa denna sektion av rörledningen först. Efter att spolningen var klar skulle ångflödesmätaren installeras och inspekteras med den ovannämnda metoden. En vecka efter att huvudångledningen spolats klarade den testet för varma och kalla mål. När man tog bort det tillfälliga reningsröret för att installera flödesmätaren ledde oro över sekundär kontaminering av röret till att utländska experter erbjöd två alternativ: det ena var att installera endast röret uppströms om snabbstängningsventilen utan att installera flödesmätaren och sedan genomföra en testkörning av enheten. Efter att enheten var helt överlämnad skulle flödesmätaren installeras vid behov. Den andra var att installera flödesmätaren men behålla det tillfälliga spolröret tillfälligt, fortsätta spolningen och ta bort det tillfälliga spolningsröret efter att ha klarat måltestet, och sedan installera om röret uppströms om snabb-stängventilen. Slutligen fortsatte spolningen efter installation av flödesmätaren, vilket ökade spolningstiden med ungefär en vecka.

Företagets ångsystem använder ett huvudrörsystem. Efter gränsventilen för högtrycksångan- följer ett huvudrör för ånga med högt-tryck. Detta huvudrör är parallellkopplat med ett 8,5 MPa högtrycksånghuvudrör för luftseparering, rening och metanisering, samt 5,0 MPa, 2,0 MPa och 0,8 MPa system för ångavvärmning och tryckreducering. Efter att ASU:ns huvudångrörledning hade tömts stängdes gränsventilen för högtrycksångan och ASU:n började installera om rörledningen uppströms{11}}snabbstängningsventilen. För att förhindra kvarvarande tryck i rörledningen öppnades huvudångslussventilerna i den första och andra serien av ASU helt, och huvudångavloppen längs rörledningen öppnades helt. Men medan de utländska experterna kontrollerade inriktningen och spelrummet mellan huvudångrörledningens fläns och den stora ångflänsen på snabb-stängningsventilen, kom plötsligt vatten och ånga ut från ångflänsen. Lyckligtvis skadades ingen. Senare undersökning visade att förgasningssystemet genomgick en 5,0 MPa ångspolning. Denna nästan{19}}miss fungerar som en påminnelse om att säkerställa enhetlig koordination och kommando under den första uppstarten för att undvika säkerhetsolyckor under-korsvis idrifttagning. Vid inspektion av utrustning och rörledningar som hanterar farliga medier som hög-temperatur, högt-tryck, brandfarliga, explosiva och giftiga medier är det dessutom absolut nödvändigt att säkerställa systemets isolering och bekräfta blinda plattor för att eliminera stora säkerhetsrisker vid källan.

Under oljereningsprocessen för luftkompressorenheten utförs först extrakorporeal cirkulation. Detta innebär att kortsluta-det övre oljeröret och returoljeröret med en slang, lägga till ett filter till den övre oljeröranslutningen och starta smörjoljepumpen att cirkulera i 4-6 timmar. Filtret tas sedan bort för inspektion. Men mer än en månad efter att oljesystemet rengjorts togs filtret bort för inspektion och svarta, hårda partiklar upptäcktes. Analyser tydde på att oljekylaren hade varit på-platsen under en längre period, vilket orsakat oxidation och rost inuti värmeväxlarhuset, som hade förts in i rören av smörjoljan. Demontering och inspektion av oljekylaren avslöjade betydande rost på huset. Åtgärder vidtogs, inklusive högtrycksvattenspolning, lufttorkning och sandblästring av huset. Efter denna behandling startades oljepumpen och efter 3-4 cykler av spolning visade sig oljekvaliteten vara acceptabel.

Efter att smörjoljesystemet spolats pumpades smörjoljan ut och rengjordes. Efter verifiering av ingenjörsavdelningen, övervakningsföretaget och luftsepareringsanläggningen fylldes smörjoljan på. Provtagning och analys efter påfyllningen visade dock att vattenhalten i smörjoljan hade ökat från 78 × 10⁻⁶ före rengöring till 680 × 10⁻⁶, vilket inte uppfyllde oljekvalitetsnormerna. Därför anslöts vakuumoljefiltrets inlopp till avtappningsventilen i botten av oljetanken, och utloppet var anslutet till påfyllningsporten i toppen av tanken. Vakuumoljefiltret slogs sedan på för att cirkulera och filtrera smörjoljan i tanken. Provtagning och analys tre dagar senare visade att vattenhalten i smörjoljan hade återgått till standarden på mindre än 160 × 10⁻⁶. Efterföljande analys fastställde att den primära orsaken till den sekundära föroreningen var regnvatten som kom in i smörjoljefat medan de förvarades utomhus. Smörjoljan pumpades sedan in i de vatten-fyllda faten, vilket orsakade sekundär kontaminering.

Luftseparationsenheten består huvudsakligen av sex fläktar med variabel-frekvens, två kondenspumpar, två avloppspumpar, en varmbrunn, en flashtank, en kondensattank och anslutningsrör. Processflödet är som följer: avgasånga från turbinen kommer in i den luft-kylda nedströmsrörbunten genom avgasgrenröret för värmeväxling. Kondensat samlas upp i det nedre samlingsröret och leds sedan till kondensattanken. Icke-kondenserbar gas skickas till avgaspumpen genom luftröret på toppen av motströmsrörbunten. Efter trycksättning byter kondensatet värme med ånga från avgaskylaren i avgaskylaren. Den delas sedan upp i två vägar: en väg går tillbaka till kondensattanken genom kondensatreturventilen (LV814) för att upprätthålla en stabil vätskenivå, och den andra vägen skickas till kondensatnätverket genom kondensatutloppsventilen (LV815). Turbinavgasånga och kondensat från avgasgrenröret samlas upp i den varma brunnen och återförs till kondensattanken via den variabel{11}}frekventa dräneringspumpen.

Under idrifttagningsprocessen för kondensatpumpen var LV815 helt stängd och LV814 helt öppen för att starta kondensatpumpen. Utloppsventilen öppnades sedan långsamt. När utloppsventilen öppnades cirka fyra varv nådde kondensatpumpens motorström 200A (märkström 210A). Upprepade tester kunde inte lösa problemet med motorström som överskrider märkström. Efter analys, vid val av pump, ansågs motståndet för den perifera rörledningen vara 110mH2O, och 200NB-110-pumpen valdes (dess prestandakurva visas i figur 1). Det vill säga när motståndet efter pumpen når 110mH2O, når pumpens flödeshastighet sitt designvärde (den vertikala streckade linjen i figur 1). När motståndet efter pumpen är mindre än 110mH₂O, kommer pumpens flöde att öka och dess effekt ökar i enlighet med detta. När flödet når 215t/h är motståndet efter pumpen 103mH₂O och motoreffekten 110kW. När motståndet efter pumpen minskas ytterligare, när flödeshastigheten ökar, kommer motoreffekten att överstiga dess designvärde och pumpmotorn kommer att överbelastas. Därför lades en strypöppning till mellan kondensatpumpens returledning och kondensattankens inlopp. Mynningen har en flödesarea på 0,00255 m², en strypöppningsdiameter på 57 mm och en tjocklek på 10 mm. Det beräknade flödet är 80 t/h. Efter modifieringen av kondensatrörledningen startades kondensatpumpen. När utloppsventilen öppnades till 50 % var kondensatpumpens motorström 90A. När utloppsventilen var helt öppen var kondensatpumpens motorström endast 130A.

Under kompressorförreglingens testkörning, efter att ha vänt huvudvakuumsugaren (med det första och andra steget), upptäcktes det att vakuum inte kunde upprätthållas.

Vakuumtrycket (absolut tryck, samma nedan) steg från 13kPa till 20kPa. Vakuumtrycket fortsatte att stiga till 30kPa och visade tecken på att fortsätta stiga efter att ha vänt huvudvakuumsugaren. För att säkerställa säker drift av enheten återaktiverades-startvakuumsugaren och vakuumtrycket sjönk snabbt till 13kPa. Efter testkörningen öppnades och inspekterades inloppsfiltren och munstyckena till de två huvudvakuumsugarna. Inget skräp hittades, vilket tyder på att huvudvakuumsugarna inte var igensatta och fungerade normalt. Analyser visade att driften av uppstartsvakuumsugaren- var relaterad till det arbetande ångtrycket. Eftersom arbetsångan i startvakuumsugaren inte kondenserar- var den inte relaterad till ångöverhettningstemperaturen. Arbetsångtrycket uppfyller för närvarande designkraven och uppstartsvakuumsugaren kan användas normalt. När systemet etablerar vakuum kommer avgaser från turbinen in i kondensorn för kondensering. När kondensatsystemet väl är i drift, utplaceras vanligtvis primära och sekundära vakuumutsugare. En betydande skillnad mellan primära och sekundära vakuumsugare och startvakuumsugare är att den drivande ångan inte släpps ut direkt utan återvinns genom kondensation. Deras utsugningseffektivitet är direkt relaterad till utsugskylarens kondenseringsprestanda. Tre faktorer påverkar kondenseringsprestandan hos extraktionskylaren: kylvatteninloppstemperaturen; arbetsångtemperaturen; och den icke-kondenserbara gasflödeshastigheten (vakuumläckage från turbinsidan). Designparametrarna för ångejektorn i detta projekt är följande: driftångtryck på 1,5 MPa, temperatur på 201 grader (något överhettad); kylvatteninloppstemperatur på 69,1 grader, utloppstemperatur på 70,5 grader, flödeshastighet på 118 t/h; och mottryck på 28 kPa. Låt oss först diskutera effekten av kylvattentemperaturen. Under-idrifttagning på plats hade kondensatsystemets perifera system ännu inte etablerats. Pumpflödet hade redan nått över 180 t/h, men endast en del av detta vatten (tiotals ton) släpptes ut. Större delen av vattnet rann genom returledningen in i kondensattanken, där det sedan kom in i avgaskylaren. Kylvattnet som används för att kyla ångan cirkulerade i första hand i ett slutet kretslopp. När de primära och sekundära avgaskylarna var i drift steg kylvattnets temperatur efter att ha passerat genom avgaskylaren och temperaturen steg ytterligare efter att ha passerat den slutna kretsen. I takt med att drifttiden ökade fortsatte kylvattnets temperatur att stiga, och systemets mottryck ökade också gradvis. Låt oss överväga effekterna av driftsångtemperaturen. Avgaskylaren fungerar genom att först absorbera den känsliga värmen från den överhettade ångan och sedan absorbera den latenta värmen från ångan för att kondensera den. För närvarande, eftersom turbinens mellanliggande-trycktätningsånga och arbetsånga dras från samma rörledning, kräver turbinens mellanliggande-trycktätningsånga en överhettning på 30K, vilket gör att arbetsångans temperatur når 270 grader över, en allvarlig temperatur. Större delen av värmeväxlingsytan på extraktionskylaren används för att absorbera ångans kännbara värme, vilket allvarligt påverkar dess kondenseringseffektivitet och som följd minskar dess utsugningskapacitet. Data som samlats in från flera testkörningar visar att när arbetsångtemperaturen är relativt låg (210 grader, något överhettad) kan de primära och sekundära utblåsarna fungera normalt och bibehålla systemets mottryck. Men när överhettningen är för hög kan de inte fungera normalt. Därför måste arbetsångtemperaturen sänkas till ungefär det designerade värdet för att säkerställa att jet-ångextraktorn fungerar korrekt.

Under den kombinerade testkörningen av luftkompressorenheten, när turbinens ångflöde nådde cirka 70 t/h, började dräneringspumpen att fungera felaktigt, vilket gjorde att den heta brunnsvätskenivån fortsatte att stiga. Efter att ha växlat till standby-drift sjönk vätskenivån en kort stund innan den fortsatte att stiga. Vid demontering av pumpens inloppssil för inspektion upptäcktes den vara igensatt med en stor mängd rost och slam. För att upprätthålla enhetens funktion fick personalen i uppdrag att ofta vända pumpen för att kontinuerligt rengöra silen. Men även efter att enheten tagits i drift hade avgasröret inte spolats rent och silen förblev igensatt. Demontering av avgashuvudröret avslöjade en stor mängd rost och slam i botten av huvudröret och den varma brunnen. Analys visade att rost och slammet i första hand härrörde från avgasröret. Detta berodde på att luft-kylan inte var varm-renad under driftsättningen. Rost, svetsslagg och damm som fäste vid avgashuvudrörets innervägg sköljdes bort med avgasånga från turbinen och samlades upp i den varma brunnen med kondensat. Denna rost, slam och rost fördes sedan kontinuerligt till pumpinloppet av avloppspumpen, vilket täppte till filtret och gjorde att avloppspumpen inte fungerade.