Ievads
Liela mēroga -ogļu-uz-dabasgāzes projekta pirmajā posmā Ķīnā ir divi 48 000 m³/hgaisa atdalīšanas vienības, galvenokārt nodrošinot kvalificētu skābekli, slāpekli un lietderīgo gaisu visai iekārtai. Šīs vienības projektēja un ražoja Hangzhou Oxygen, bet būvniecību un uzstādīšanu pabeidza uzņēmums Sinopec No{1}}. Iekārtās tiek izmantots šķidrā skābekļa iekšējās saspiešanas process, un gaisa kompresoru blokos ietilpst gaisa kompresors, tvaika turbīna un pastiprinātājs. 2011. gada 5. septembrī virkne tvaika turbīnu veiksmīgi pabeidza individuālo nodošanu ekspluatācijā, bet 6. novembrī gaisa kompresoru bloki pabeidza kombinēto nodošanu ekspluatācijā. Pēc pārsprieguma pārbaudes visi darbības rādītāji atbilda dizaina prasībām. Trīs-mēnešu nodošanas ekspluatācijā laikā tika konstatētas daudzas dizaina un darbības problēmas. Tomēr, visu pasūtītāju kopīgiem spēkiem šie jautājumi tika atrisināti pa vienam. Tālāk ir sniegts to problēmu kopsavilkums, kas radušās nodošanas ekspluatācijā laikā.
Galvenā tvaika sistēma
Galvenās tvaika līnijas plūsmas mērītājs ietekmē tīrīšanas laiku
Izstrādājot galvenā tvaika cauruļvada attīrīšanas plānu, ņemot vērā ātrās-aizvēršanas vārsta attīrīšanas spraudņa ilgo ražošanas ciklu, galvenā tvaika cauruļvada pēdējā līkumā tika uzstādīta pagaidu attīrīšanas līnija, apejot ātrās-aizvēršanas vārstu. Galvenās plāna detaļas ir iekļautas: argona loka metināšana gruntēšanai, lai nodrošinātu gludu iekšējo virsmu; stāvvada caurules kodināšana un apstrāde ar smilšu strūklu aptuveni 3 metrus no pēdējā līkuma līdz ātrās-noslēgšanas vārstam; un aukstā griešana un manuālā tīrīšana, kā arī endoskopiskā pārbaude pagaidu attīrīšanas līnijas noņemšanas laikā, lai nodrošinātu tīrību. Tomēr faktiskās attīrīšanas laikā turbīnas plūsmas mērītājs starp galveno tvaika aizbīdņa vārstu un ātrās-novēršanas vārstu vēl nebija nonācis, tāpēc tika pieņemts lēmums vispirms iztīrīt šo cauruļvada posmu. Pēc attīrīšanas pabeigšanas tvaika plūsmas mērītājs tiks uzstādīts un pārbaudīts, izmantojot iepriekš minēto metodi. Nedēļu pēc galvenā tvaika cauruļvada iztīrīšanas tas izturēja karstā un aukstā mērķa testu. Noņemot pagaidu iztukšošanas cauruli, lai uzstādītu caurplūdes mērītāju, bažas par caurules sekundāro piesārņojumu lika ārvalstu ekspertiem piedāvāt divas iespējas: viena bija uzstādīt tikai cauruļvadu augšpus ātrās{10}}aizvēršanas vārsta, neuzstādot plūsmas mērītāju, un pēc tam veikt iekārtas testa darbību. Pēc iekārtas pilnīgas nodošanas caurplūdes mērītājs tiks uzstādīts pēc vajadzības. Otrs uzdevums bija uzstādīt caurplūdes mērītāju, bet īslaicīgi paturēt pagaidu iztukšošanas cauruli, turpināt iztukšošanu un noņemt pagaidu iztukšošanas cauruli pēc mērķa pārbaudes veikšanas, pēc tam atkārtoti uzstādīt cauruļvadus pirms ātrās{13}}aizvēršanas vārsta. Galu galā attīrīšana tika turpināta pēc plūsmas mērītāja uzstādīšanas, kas palielināja tīrīšanas laiku par aptuveni vienu nedēļu.
(2) Tvaika izolācijas pasākumu neievērošana gandrīz izraisīja ar tvaiku{1}}saistītu traumu
Uzņēmuma tvaika sistēmā tiek izmantota maģistrālo cauruļu sistēma. Aiz jaudas augstspiediena-tvaika robežvārsta ir augstspiediena-tvaika galvenā caurule. Šī galvenā caurule ir savienota paralēli 8,5 MPa augstspiediena tvaika galvenajai caurulei gaisa atdalīšanai, attīrīšanai un metanizācijai, kā arī 5,0 MPa, 2,0 MPa un 0,8 MPa tvaika pārkarsēšanas un spiediena samazināšanas sistēmām. Pēc tam, kad ASU galvenais tvaika cauruļvads tika iztīrīts, augstspiediena tvaika robežvārsts tika aizvērts, un ASU sāka pārinstalēt cauruļvadu pirms ātrās{11}}noslēgšanas vārsta. Lai novērstu atlikušo spiedienu cauruļvadā, ASU pirmās un otrās sērijas galvenie tvaika aizbīdņi tika pilnībā atvērti un galvenās tvaika notekas gar cauruļvadu tika pilnībā atvērtas. Tomēr, kamēr ārvalstu eksperti pārbaudīja izlīdzinājumu un atstarpi starp galvenā tvaika cauruļvada atloku un ātrās{14}}novēršanas vārsta lielo tvaika atloku, no tvaika atloka pēkšņi izplūda ūdens un tvaiks. Par laimi, neviens nav cietis. Vēlākā izmeklēšanā atklājās, ka gazifikācijas sistēmai tiek veikta 5,0 MPa tvaika attīrīšana. Šis gandrīz-nepieciešamības rādītājs kalpo kā atgādinājums, lai nodrošinātu vienotu koordināciju un komandu sākotnējās palaišanas laikā, lai izvairītos no drošības negadījumiem krusteniskās{20}}ekspluatācijas laikā. Turklāt, pārbaudot aprīkojumu un cauruļvadus, kuros tiek apstrādāti bīstami materiāli, piemēram, augsta temperatūra, augsts spiediens, viegli uzliesmojošas, sprādzienbīstamas un toksiskas vielas, ir obligāti jānodrošina sistēmas izolācija un jāapstiprina aizsargplāksnes, lai novērstu galvenos drošības apdraudējumus pie avota.
Smēreļļas sistēma
Eļļas dzesētājs ietekmē eļļas tīrīšanu
Eļļas tīrīšanas procesā gaisa kompresora blokam vispirms tiek veikta ekstrakorporālā cirkulācija. Tas ietver augšējās eļļas caurules un atpakaļgaitas eļļas caurules īssavienojumu-ar šļūteni, filtra pievienošanu augšējā eļļas caurules savienojumam un smēreļļas sūkņa iedarbināšanu, lai tā cirkulētu uz 4-6 stundām. Pēc tam filtrs tiek noņemts pārbaudei. Taču vairāk nekā mēnesi pēc eļļas sistēmas tīrīšanas pārbaudei tika izņemts filtrs un tika atklātas melnas, cietas daļiņas. Analīze liecināja, ka eļļas dzesētājs bija-uz vietas ilgu laiku, izraisot oksidāciju un rūsēšanu siltummaiņa korpusa iekšpusē, ko caurulēs ienesusi smēreļļa. Eļļas dzesētāja demontāža un pārbaude atklāja ievērojamu rūsu uz korpusa. Tika veikti pasākumi, tostarp skalošana ar augstspiediena ūdens strūklu, žāvēšana gaisā un korpusa apstrāde ar smilšu strūklu. Pēc šīs apstrādes tika iedarbināts eļļas sūknis, un pēc 3-4 skalošanas cikliem eļļas kvalitāte tika atzīta par pieņemamu.
Smēreļļas tvertnes tīrīšana izraisīja smēreļļas sekundāru piesārņojumu.
Pēc smēreļļas sistēmas izskalošanas smēreļļa tika izsūknēta un iztīrīta. Pēc inženiertehniskās nodaļas, uzraudzības uzņēmuma un gaisa atdalīšanas iekārtas pārbaudes smēreļļa tika atkārtoti uzpildīta. Tomēr paraugu ņemšana un analīze pēc uzpildīšanas atklāja, ka ūdens saturs smēreļļā ir palielinājies no 78 × 10⁻⁶ pirms tīrīšanas līdz 680 × 10⁻⁶, kas neatbilst eļļas kvalitātes standartiem. Tāpēc vakuuma eļļas filtra ieplūde tika savienota ar iztukšošanas vārstu eļļas tvertnes apakšā, un izplūde tika savienota ar uzpildes atveri tvertnes augšpusē. Pēc tam tika ieslēgts vakuuma eļļas filtrs, lai cirkulētu un filtrētu smēreļļu tvertnē. Trīs dienas vēlāk paraugu ņemšana un analīze atklāja, ka ūdens saturs smēreļļā ir atgriezies līdz standartam, kas ir mazāks par 160 × 10⁻⁶. Turpmākā analīze noteica, ka sekundārā piesārņojuma galvenais cēlonis bija lietus ūdens, kas iekļuva smēreļļas mucās, kamēr tās tika uzglabātas ārpus telpām. Pēc tam smēreļļa tika iesūknēta ar ūdeni piepildītajās mucās, izraisot sekundāru piesārņojumu.
Gaisa dzesēšanas sala un kondensāta sistēma
Gaisa atdalīšanas bloks galvenokārt sastāv no sešiem mainīgas-frekvences ventilatoriem, diviem kondensāta sūkņiem, diviem drenāžas sūkņiem, karstās akas, izplūdes tvertnes, kondensāta tvertnes un savienojošajiem cauruļvadiem. Procesa plūsma ir šāda: izplūdes tvaiki no turbīnas caur izplūdes kolektoru ieplūst gaisa-dzesētā pakārtotā caurules saišķī siltuma apmaiņai. Kondensāts tiek savākts apakšējā tvertnē un pēc tam novadīts uz kondensāta tvertni. Ne-kondensējamā gāze tiek nosūtīta uz izplūdes sūkni pa gaisa cauruli, kas atrodas pretstrāvas cauruļu saišķa augšpusē. Pēc spiediena paaugstināšanas kondensāts apmaina siltumu ar tvaiku no izplūdes dzesētāja izplūdes dzesētājā. Pēc tam tas tiek sadalīts divos ceļos: viens ceļš atgriežas kondensāta tvertnē caur kondensāta atgaitas vārstu (LV814), lai uzturētu stabilu šķidruma līmeni, un otrs ceļš tiek nosūtīts uz kondensāta tīklu caur kondensāta izplūdes vārstu (LV815). Turbīnas izplūdes tvaiks un kondensāts no izplūdes kolektora tiek savākti karstajā akā un ar mainīgas{11}}frekvences drenāžas sūkņa palīdzību tiek atgriezti kondensāta tvertnē.
Kondensāta sūkņa motora strāva pārsniedz nominālo strāvu
Kondensāta sūkņa nodošanas ekspluatācijā laikā LV815 tika pilnībā aizvērts un LV814 pilnībā atvērts, lai iedarbinātu kondensāta sūkni. Pēc tam izplūdes vārsts tika lēnām atvērts. Kad izplūdes vārsts tika atvērts apmēram četrus apgriezienus, kondensāta sūkņa motora strāva sasniedza 200A (nominālā strāva 210A). Atkārtotajos testos neizdevās atrisināt problēmu, ka motora strāva pārsniedz nominālo strāvu. Pēc analīzes, izvēloties sūkni, tika uzskatīts, ka perifērijas cauruļvada pretestība ir 110mH₂O, un tika izvēlēts sūknis 200NB-110 (tā veiktspējas līkne parādīta 1. attēlā). Tas ir, ja pretestība pēc sūkņa sasniedz 110 mH₂O, sūkņa plūsmas ātrums sasniedz savu projektēto vērtību (vertikālā punktētā līnija 1. attēlā). Ja pretestība pēc sūkņa ir mazāka par 110 mH₂O, sūkņa plūsmas ātrums palielināsies un tā jauda attiecīgi palielināsies. Kad plūsmas ātrums sasniedz 215t/h, pretestība aiz sūkņa ir 103mH₂O un motora jauda ir 110kW. Ja pretestība pēc sūkņa tiek vēl vairāk samazināta, palielinoties plūsmas ātrumam, motora jauda pārsniegs tā projektēto vērtību un sūkņa motors tiks pārslogots. Tāpēc starp kondensāta sūkņa atgaitas līniju un kondensāta tvertnes ieplūdi tika pievienota droseles atvere. Atveres plūsmas laukums ir 0,00255 m², droseles atveres diametrs ir 57 mm un biezums 10 mm. Aprēķinātais plūsmas ātrums ir 80 t/h. Pēc kondensāta cauruļvada modifikācijas tika iedarbināts kondensāta sūknis. Kad izplūdes vārsts tika atvērts līdz 50%, kondensāta sūkņa motora strāva bija 90A. Kad izplūdes vārsts bija pilnībā atvērts, kondensāta sūkņa motora strāva bija tikai 130A.
Galvenais vakuuma nosūcējs nespēja uzturēt vakuumu darbības laikā pirmajā un otrajā posmā.
Kompresora bloķēšanas testa laikā pēc galvenā vakuuma nosūcēja apgriešanas (izmantojot pirmo un otro posmu) tika atklāts, ka vakuumu nevar uzturēt.
Vakuuma spiediens (absolūtais spiediens, tas pats zemāk) pieauga no 13 kPa līdz 20 kPa. Vakuuma spiediens turpināja pieaugt līdz 30 kPa, un pēc galvenā vakuuma nosūcēja pagriešanas bija vērojamas pazīmes, ka tas turpina pieaugt. Lai nodrošinātu iekārtas drošu darbību, palaišanas -vakuuma nosūcējs tika atkārtoti-aktivizēts, un vakuuma spiediens ātri nokritās līdz 13 kPa. Pēc testa brauciena tika atvērti un pārbaudīti divu galveno vakuuma ekstraktoru ieplūdes filtri un sprauslas. Atkritumi netika atrasti, kas liecina, ka galvenie vakuuma nosūcēji nebija aizsērējuši un darbojās normāli. Analīze parādīja, ka palaišanas{11}}vakuuma nosūcēja darbība bija saistīta ar darba tvaika spiedienu. Tā kā palaišanas{13}}vakuuma nosūcēja darba tvaiks nekondensējas, tas nebija saistīts ar tvaika pārkaršanas temperatūru. Darba tvaika spiediens pašlaik atbilst konstrukcijas prasībām, un palaišanas{15}}vakuuma nosūcēju var izmantot kā parasti. Kad sistēma izveido vakuumu, izplūdes tvaiki no turbīnas nonāk kondensatorā kondensācijai. Kad kondensāta sistēma darbojas, parasti tiek izmantoti primārie un sekundārie vakuuma nosūcēji. Būtiska atšķirība starp primārajiem un sekundārajiem vakuuma nosūcējiem un palaišanas vakuuma nosūcējiem ir tāda, ka dzenošais tvaiks netiek tieši izvadīts, bet gan reģenerēts kondensācijas ceļā. To ekstrakcijas efektivitāte ir tieši saistīta ar ekstrakcijas dzesētāja kondensācijas veiktspēju. Trīs faktori ietekmē ekstrakcijas dzesētāja kondensācijas veiktspēju: dzesēšanas ūdens ieplūdes temperatūra; darba tvaika temperatūra; un ne-kondensējamās gāzes plūsmas ātrums (vakuuma noplūde no turbīnas puses). Tvaika ežektora konstrukcijas parametri šajā projektā ir šādi: darba tvaika spiediens 1,5 MPa, temperatūra 201 grāds (nedaudz pārkarsēts); dzesēšanas ūdens ieplūdes temperatūra 69,1 grāds, izplūdes temperatūra 70,5 grādi, plūsmas ātrums 118 t/h; un pretspiediens 28 kPa. Vispirms apspriedīsim dzesēšanas ūdens temperatūras ietekmi. Veicot nodošanu ekspluatācijā uz vietas, kondensāta sistēmas perifērijas sistēmas vēl nebija izveidotas. Sūkņa plūsmas ātrums jau bija sasniedzis virs 180 t/h, bet no šī ūdens tika izvadīta tikai daļa (desmitiem tonnu). Lielākā daļa ūdens pa atgriešanas līniju ieplūda kondensāta tvertnē, kur pēc tam nonāca izplūdes dzesētājā. Dzesēšanas ūdens, ko izmanto, lai atdzesētu tvaiku, galvenokārt cirkulēja slēgtā ķēdē. Kad darbojās primārais un sekundārais izplūdes gāzu dzesētājs, dzesēšanas ūdens temperatūra paaugstinājās pēc izplūdes cauri izplūdes gāzu dzesētājam, un temperatūra paaugstinājās vēl pēc tam, kad tā bija izgājusi cauri slēgtajai ķēdei. Palielinoties darbības laikam, dzesēšanas ūdens temperatūra turpināja paaugstināties, kā arī pakāpeniski palielinājās sistēmas pretspiediens. Apskatīsim darba tvaika temperatūras ietekmi. Izplūdes dzesētājs darbojas, vispirms absorbējot pārkarsētā tvaika jūtīgo siltumu un pēc tam absorbējot latento tvaika siltumu, lai to kondensētu. Pašlaik, tā kā turbīnas starpspiediena blīvējuma tvaiks un darba tvaiks tiek ņemti no viena cauruļvada, turbīnas starpspiediena blīvējuma tvaiks ir nepieciešams 30 K pārkarsēšanai, kā rezultātā darba tvaika temperatūra sasniedz 270 grādus, kas ir nopietna pārkaršana. Lielākā daļa no ekstrakcijas dzesētāja siltuma apmaiņas zonas tiek izmantota, lai absorbētu tvaika jūtīgo siltumu, nopietni ietekmējot tā kondensācijas efektivitāti un līdz ar to samazinot tā ekstrakcijas jaudu. Dati, kas savākti no vairākiem testa braucieniem, liecina, ka tad, kad darba tvaika temperatūra ir salīdzinoši zema (210 grādi, nedaudz pārkarsēta), primārais un sekundārais nosūcējs var darboties normāli un uzturēt sistēmas pretspiedienu. Tomēr, ja pārkaršana ir pārmērīga, tie nevar darboties normāli. Tāpēc, lai nodrošinātu pareizu strūklas tvaika nosūcēja darbību, darba tvaika temperatūra ir jāsamazina līdz aptuveni paredzētajai vērtībai.
Bieža drenāžas sūkņa ieplūdes filtra aizsērēšana
Gaisa kompresora agregāta kombinētajā testa braucienā, kad turbīnas tvaika plūsmas ātrums sasniedza aptuveni 70 t/h, sākās drenāžas sūkņa darbības traucējumi, izraisot karstās akas šķidruma līmeņa paaugstināšanos. Pēc pārslēgšanās uz gaidīšanas režīmu šķidruma līmenis uz īsu brīdi pazeminājās, bet pēc tam turpināja celties. Izjaucot sūkņa ieplūdes sietiņu pārbaudei, tika atklāts, ka tas ir aizsērējis ar lielu rūsas un dūņu daudzumu. Lai uzturētu iekārtas darbību, darbiniekiem tika norīkots bieži mainīt sūkni, lai nepārtraukti tīrītu sietiņu. Tomēr pat pēc iekārtas nodošanas ekspluatācijā izplūdes galvenā caurule nebija izskalota, un sietiņš palika aizsērējis. Demontējot izplūdes maģistrālo cauruli, galvenās caurules apakšā un karstajā akā atklājās liels rūsas un nosēdumu daudzums. Analīze atklāja, ka rūsa un dūņas galvenokārt radās no izplūdes galvenās caurules. Tas notika tāpēc, ka gaisa-dzesēšanas sala nebija karsta-tīra ekspluatācijas laikā. Rūsa, metināšanas izdedži un putekļi, kas pielipuši pie izplūdes galvenās caurules iekšējās sienas, tika noskaloti ar izplūdes tvaiku no turbīnas un savākti karstajā akā ar kondensātu. Pēc tam drenāžas sūknis šo rūsu, dūņas un rūsu nepārtraukti nesa uz sūkņa ieplūdi, aizsērējot filtru un izraisot drenāžas sūkņa darbības traucējumus.
