Úvod
Prvá fáza veľkého-projektu uhlia-na{2}}zemný plyn v Číne zahŕňa dva 48 000 m³/hjednotky na separáciu vzduchu, primárne poskytuje kvalifikovaný kyslík, dusík a úžitkový vzduch pre celú elektráreň. Tieto jednotky navrhla a vyrobila spoločnosť Hangzhou Oxygen, pričom konštrukciu a inštaláciu dokončila spoločnosť Sinopec No{1}} Company. Jednotky využívajú proces vnútornej kompresie kvapalného kyslíka a jednotky vzduchového kompresora obsahujú vzduchový kompresor, parnú turbínu a posilňovač. Dňa 5. septembra 2011 úspešne ukončila séria parných turbín jednotlivé uvedenie do prevádzky a 6. novembra dokončili agregáty vzduchových kompresorov kombinované uvedenie do prevádzky. Po nárazovom teste všetky ukazovatele výkonu spĺňali konštrukčné požiadavky. Počas trojmesačného-procesu uvádzania do prevádzky sa vyskytli mnohé konštrukčné a prevádzkové problémy. Vďaka spoločnému úsiliu všetkých zamestnancov poverených uvedením do prevádzky sa však tieto problémy jeden po druhom vyriešili. Nasleduje súhrn problémov, ktoré sa vyskytli počas procesu uvádzania do prevádzky.
Hlavný parný systém
Vplyvy prietokomeru v hlavnom potrubí pary Doba čistenia
Pri vývoji plánu čistenia hlavného parovodu, vzhľadom na dlhý výrobný cyklus rýchlo{0}}uzatváracieho ventilu, bolo na posledné koleno hlavného parovodu nainštalované dočasné preplachovacie potrubie, ktoré obchádzalo rýchlouzatvárací ventil. Kľúčové detaily plánu zahŕňali: zváranie argónovým oblúkom pre základný náter na zabezpečenie hladkého vnútorného povrchu; morenie a pieskovanie stúpacieho potrubia približne 3 metre od posledného kolena po rýchlo-uzatvárací ventil; a rezanie za studena a ručné čistenie, ako aj kontrola endoskopu počas odstraňovania dočasného preplachovacieho potrubia na zabezpečenie čistoty. Počas skutočného preplachovania však prietokomer turbíny medzi hlavným parným posúvačom a rýchlouzatváracím ventilom ešte nedorazil, takže padlo rozhodnutie najprv prečistiť túto časť potrubia. Po dokončení preplachovania by sa prietokomer pary nainštaloval a skontroloval vyššie uvedeným spôsobom. Týždeň po prečistení hlavného parovodu prešiel testom horúceho a studeného terča. Pri odstraňovaní dočasného preplachovacieho potrubia na inštaláciu prietokomeru viedli zahraničných expertov obavy zo sekundárnej kontaminácie potrubia k dvom možnostiam: jednou bolo nainštalovať iba potrubie pred rýchlo{10}}uzatvárací ventil bez inštalácie prietokomeru a potom vykonať skúšobnú prevádzku jednotky. Po úplnom odovzdaní jednotky sa prietokomer namontuje podľa potreby. Druhým bolo nainštalovať prietokomer, ale dočasne ponechať dočasné preplachovacie potrubie, pokračovať v preplachovaní a odstrániť dočasné preplachovacie potrubie po absolvovaní cieľového testu, potom znova nainštalovať potrubie pred rýchlouzatváracím ventilom. Nakoniec preplachovanie pokračovalo po inštalácii prietokomeru, čím sa predĺžil čas preplachovania približne o jeden týždeň.
(2) Nezavedenie opatrení na izoláciu pary takmer viedlo k nehode so zranením-v dôsledku pary
Parný systém spoločnosti využíva hlavný potrubný systém. Za výkonným vysoko-tlakovým parným hraničným ventilom nasleduje hlavné-hlavné potrubie pary. Toto hlavné potrubie je paralelne pripojené k 8,5 MPa vysokotlakovému parnému hlavnému potrubiu{5}} na separáciu vzduchu, čistenie a metanizáciu, ako aj k systémom 5,0 MPa, 2,0 MPa a 0,8 MPa parného ochladzovania a znižovania tlaku. Po prečistení hlavného parného potrubia jednotky ASU sa zatvoril vysokotlakový parný hraničný ventil a jednotka ASU začala opätovne inštalovať potrubie pred rýchlouzatváracím ventilom. Aby sa predišlo zvyškovému tlaku v potrubí, boli úplne otvorené hlavné parné posúvače v prvej a druhej sérii ASU a úplne otvorené hlavné odvody pary pozdĺž potrubia. Kým však zahraniční experti kontrolovali zarovnanie a vôľu medzi hlavnou prírubou parného potrubia a veľkou parnou prírubou rýchlouzatváracieho ventilu, z parnej príruby sa zrazu vynorila voda a para. Našťastie sa nikto nezranil. Neskoršie vyšetrovanie odhalilo, že splyňovací systém prechádzal parou 5,0 MPa. Toto takmer{19}}nešťastie slúži ako pripomienka na zabezpečenie jednotnej koordinácie a velenia pri prvom spustení, aby sa predišlo bezpečnostným nehodám pri krížovom{20}}uvádzaní do prevádzky. Okrem toho pri kontrole zariadení a potrubí manipulujúcich s nebezpečnými médiami, ako sú vysoko{22}}teplotné, vysokotlakové,-horľavé, výbušné a toxické médiá, je nevyhnutné zabezpečiť izoláciu systému a potvrdiť záslepky, aby sa eliminovali veľké bezpečnostné riziká pri zdroji.
Systém mazacieho oleja
Olejový chladič ovplyvňuje čistenie oleja
Počas procesu čistenia oleja pre jednotku vzduchového kompresora sa najskôr vykonáva mimotelový obeh. Zahŕňa to skratovanie-horného olejového potrubia a vratného olejového potrubia hadicou, pridanie filtra k hornému spoju olejového potrubia a spustenie čerpadla mazacieho oleja, aby cirkulovalo 4-6 hodín. Filter sa potom vyberie na kontrolu. Avšak viac ako mesiac po vyčistení olejového systému bol filter odstránený na kontrolu a boli objavené čierne tvrdé častice. Analýza naznačila, že olejový chladič bol na mieste- dlhší čas, čo spôsobilo oxidáciu a hrdzavenie vo vnútri krytu výmenníka tepla, ktoré bolo zanesené do potrubí mazacím olejom. Demontáž a kontrola olejového chladiča odhalila výraznú hrdzu na skrini. Boli prijaté opatrenia vrátane preplachovania vysokotlakovým vodným lúčom, sušenia vzduchom a pieskovania krytu. Po tomto ošetrení bolo spustené olejové čerpadlo a po 3-4 cykloch preplachovania sa zistilo, že kvalita oleja je prijateľná.
Čistenie nádrže na mazací olej spôsobilo sekundárne znečistenie mazacieho oleja.
Po prepláchnutí systému mazacieho oleja sa mazací olej odčerpal a vyčistil. Po overení inžinierskym oddelením, dozornou spoločnosťou a závodom na separáciu vzduchu bol mazací olej doplnený. Odber vzoriek a analýza po doplnení však odhalili, že obsah vody v mazacom oleji sa zvýšil zo 78 × 10⁻⁶ pred čistením na 680 × 10⁻⁶, čo nespĺňalo normy kvality oleja. Preto bol vstup vákuového olejového filtra pripojený k vypúšťaciemu ventilu v spodnej časti olejovej nádrže a výstup bol pripojený k plniacemu otvoru v hornej časti nádrže. Potom sa zapol vákuový olejový filter, aby cirkuloval a filtroval mazací olej v nádrži. Odber vzoriek a analýza o tri dni neskôr odhalili, že obsah vody v mazacom oleji sa vrátil na štandardnú hodnotu menšiu ako 160 × 10⁻⁶. Následná analýza určila, že primárnou príčinou sekundárnej kontaminácie bola dažďová voda, ktorá sa dostala do sudov s mazacím olejom, keď boli skladované vonku. Mazací olej sa potom čerpal do sudov naplnených vodou-, čo spôsobilo sekundárnu kontamináciu.
Ostrovček chladenia vzduchu a systém kondenzátu
Jednotka na separáciu vzduchu pozostáva predovšetkým zo šiestich ventilátorov s premenlivou frekvenciou{0}}, dvoch čerpadiel na kondenzát, dvoch čerpadiel na odvod kondenzátu, horúcej studne, odvzdušňovacej nádrže, nádrže na kondenzát a spojovacieho potrubia. Prietok procesu je nasledujúci: výfuková para z turbíny vstupuje do vzduchom-ochladeného zväzku rúrok po prúde cez výfukové potrubie na výmenu tepla. Kondenzát sa zhromažďuje v spodnom zberači a potom sa vedie potrubím do nádrže na kondenzát. Nekondenzovateľný plyn sa posiela do výfukového čerpadla vzduchovým potrubím v hornej časti zväzku protiprúdových rúrok. Po natlakovaní si kondenzát vymieňa teplo s parou z chladiča výfukových plynov vo výfukovom chladiči. Potom sa rozdelí na dve cesty: jedna cesta sa vracia do nádrže na kondenzát cez spätný ventil kondenzátu (LV814), aby sa udržala stabilná hladina kvapaliny, a druhá cesta sa posiela do siete kondenzátu cez ventil na výstup kondenzátu (LV815). Para a kondenzát z výfuku turbíny z výfukového potrubia sa zhromažďujú v horúcej studni a vracajú sa do nádrže na kondenzát cez odtokové čerpadlo s premenlivou{11}}frekvenciou.
Prúd motora čerpadla kondenzátu prekračuje menovitý prúd
Počas procesu spúšťania čerpadla kondenzátu bolo LV815 úplne zatvorené a LV814 úplne otvorené, aby sa spustilo čerpadlo kondenzátu. Potom sa pomaly otvoril výstupný ventil. Keď sa výstupný ventil otvoril približne na štyri otáčky, prúd motora čerpadla kondenzátu dosiahol 200 A (menovitý prúd 210 A). Opakované testy nedokázali vyriešiť problém s prúdom motora prekračujúcim menovitý prúd. Po analýze pri výbere čerpadla sa odpor obvodového potrubia považoval za 110 mH2O a vybralo sa čerpadlo 200NB-110 (jeho výkonová krivka je znázornená na obrázku 1). To znamená, že keď odpor po čerpadle dosiahne 110 mH₂O, prietok čerpadla dosiahne svoju projektovanú hodnotu (vertikálna bodkovaná čiara na obrázku 1). Keď je odpor za čerpadlom menší ako 110 mH₂O, prietok čerpadla sa zvýši a jeho výkon sa primerane zvýši. Keď prietok dosiahne 215 t/h, odpor za čerpadlom je 103 mH₂O a výkon motora je 110 kW. Keď sa odpor za čerpadlom ďalej zníži, ako sa zvýši prietok, výkon motora prekročí svoju projektovanú hodnotu a motor čerpadla bude preťažený. Preto bol medzi spätné potrubie čerpadla kondenzátu a vstup do nádrže na kondenzát pridaný škrtiaci otvor. Otvor má prietokovú plochu 0,00255 m², priemer škrtiaceho otvoru 57 mm a hrúbku 10 mm. Vypočítaný prietok je 80 t/h. Po úprave kondenzátneho potrubia bolo spustené čerpadlo kondenzátu. Keď sa výstupný ventil otvoril na 50 %, prúd motora čerpadla kondenzátu bol 90 A. Keď bol výstupný ventil úplne otvorený, prúd motora čerpadla kondenzátu bol iba 130 A.
Hlavný vákuový extraktor nedokázal udržať vákuum počas prevádzky v prvom a druhom stupni.
Počas skúšobnej prevádzky blokovania kompresora sa po zmene hlavného vákuového extraktora (pomocou prvého a druhého stupňa) zistilo, že vákuum nebolo možné udržať.
Vákuový tlak (absolútny tlak, rovnaký nižšie) vzrástol z 13 kPa na 20 kPa. Vákuový tlak naďalej stúpal na 30 kPa a vykazoval známky pokračujúceho zvyšovania po obrátení hlavného vákuového extraktora. Aby sa zaistila bezpečná prevádzka jednotky, bol znovu aktivovaný štartovací-vákuový extraktor-a podtlak rýchlo klesol na 13 kPa. Po skúšobnej prevádzke boli otvorené a skontrolované vstupné filtre a dýzy dvoch hlavných vákuových extraktorov. Nenašli sa žiadne nečistoty, čo naznačuje, že hlavné vákuové odsávače neboli upchaté a fungovali normálne. Analýza ukázala, že činnosť štartovacieho vákuového extraktora{11} súvisela s pracovným tlakom pary. Keďže pracovná para štartovacieho vákuového odsávača{13}}nekondenzuje, nesúvisí to s teplotou prehriatia pary. Pracovný tlak pary v súčasnosti spĺňa konštrukčné požiadavky a spúšťací vákuový odsávač{15} možno bežne používať. Keď systém vytvorí vákuum, výfuková para z turbíny vstupuje do kondenzátora na kondenzáciu. Keď je systém kondenzátu v prevádzke, zvyčajne sa nasadia primárne a sekundárne vákuové extraktory. Významný rozdiel medzi primárnymi a sekundárnymi vákuovými extraktormi a štartovacími vákuovými extraktormi je v tom, že hnacia para nie je priamo vypúšťaná, ale regenerovaná kondenzáciou. Ich účinnosť odsávania priamo súvisí s výkonom kondenzácie odsávacieho chladiča. Výkon kondenzácie extrakčného chladiča ovplyvňujú tri faktory: vstupná teplota chladiacej vody; teplota pracovnej pary; a prietok -nekondenzovateľného plynu (únik vákua zo strany turbíny). Konštrukčné parametre pre ejektor pary v tomto projekte sú nasledovné: prevádzkový tlak pary 1,5 MPa, teplota 201 stupňov (mierne prehriata); vstupná teplota chladiacej vody 69,1 stupňa, výstupná teplota 70,5 stupňa, prietok 118 t/h; a protitlak 28 kPa. Poďme najprv diskutovať o vplyve teploty chladiacej vody. Počas-uvádzania do prevádzky na mieste ešte neboli vytvorené periférne systémy kondenzačného systému. Prietok čerpadla už dosiahol viac ako 180 t/h, ale vypustila sa len časť tejto vody (desiatky ton). Väčšina vody pretekala spätným potrubím do nádrže na kondenzát, kde sa potom dostávala do chladiča výfukových plynov. Chladiaca voda používaná na chladenie pary primárne cirkuluje v uzavretom okruhu. Pri prevádzke primárneho a sekundárneho chladiča výfukových plynov teplota chladiacej vody stúpala po prechode chladičom výfukových plynov a teplota ďalej stúpala po prechode uzavretým okruhom. S predlžujúcim sa prevádzkovým časom teplota chladiacej vody stále stúpala a postupne sa zvyšoval aj protitlak systému. Uvažujme vplyv prevádzkovej teploty pary. Chladič výfukových plynov funguje tak, že najprv absorbuje citeľné teplo prehriatej pary a potom absorbuje latentné teplo pary na jej kondenzáciu. Vzhľadom na to, že strednotlaková tesniaca para turbíny a pracovná para sa v súčasnosti odoberajú z rovnakého potrubia, stredotlaková tesniaca para{42}} turbíny vyžaduje prehriatie 30 K, čo spôsobí, že teplota pracovnej pary dosiahne 270 stupňov, čo je vážne prehriatie. Väčšina teplovýmennej plochy extrakčného chladiča sa využíva na absorbovanie citeľného tepla pary, čo výrazne ovplyvňuje jej kondenzačnú účinnosť a následne znižuje jej extrakčnú kapacitu. Údaje zozbierané z niekoľkých testovacích chodov ukazujú, že keď je teplota pracovnej pary relatívne nízka (210 stupňov, mierne prehriata), primárne a sekundárne odsávače môžu fungovať normálne a udržiavať protitlak v systéme. Keď je však prehriatie nadmerné, nemôžu normálne fungovať. Preto, aby sa zabezpečila správna činnosť prúdového odsávača pár, musí byť teplota pracovnej pary znížená približne na konštrukčnú hodnotu.
Časté upchávanie vstupného filtra vypúšťacieho čerpadla
Počas kombinovanej skúšobnej prevádzky jednotky vzduchového kompresora, keď prietok pary turbíny dosiahol približne 70 t/h, začalo zlyhávať vypúšťacie čerpadlo, čo spôsobilo, že hladina horúcej kvapaliny v studni naďalej stúpala. Po prepnutí do pohotovostnej prevádzky hladina kvapaliny krátko klesla a potom pokračovala v stúpaní. Pri demontáži vstupného sitka čerpadla kvôli kontrole sa zistilo, že je zanesené veľkým množstvom hrdze a kalu. Aby sa zachovala prevádzka jednotky, personál bol poverený častou reverzáciou čerpadla, aby neustále čistil sitko. Avšak ani po uvedení jednotky do prevádzky nebolo hlavné potrubie výfuku prepláchnuté a sitko zostalo zanesené. Demontáž hlavného potrubia výfuku odhalila veľké množstvo hrdze a kalu na dne hlavného potrubia a horúcej studne. Analýza odhalila, že hrdza a kal pochádzajú predovšetkým z hlavného výfukového potrubia. Bolo to spôsobené tým, že vzduch-chladiaci ostrovček nebol horúci-počas uvádzania do prevádzky. Hrdza, zváracia troska a prach prilepený na vnútornej stene hlavného potrubia výfuku boli zmyté výfukovou parou z turbíny a zhromaždené v horúcej studni s kondenzátom. Táto hrdza, kal a hrdza boli potom kontinuálne prenášané do vstupu čerpadla vypúšťacím čerpadlom, čím sa upchal filter a spôsobilo poruchu vypúšťacieho čerpadla.
