客户的60吨APTA机组空压机组采用德国MAN汽轮机的设备。 机组为三合一机组,其中空压机组为多轴五级汽轮机组,冷凝汽轮机为空压机组主驱动机组,透平膨胀机为空压机辅助驱动机组。 透平膨胀机采用高低两级膨胀,各有进气口和排气口,叶轮采用三元叶轮。 三合一机组采用润滑油站集中供油的强制润滑方式。
客户痛点
2024年,为满足VOC排放要求,在装置中增加了VOC装置,对氧化反应器尾气进行处理,处理后的尾气仍注入膨胀机。 由于在高温下氧化的原始废气中的溴盐中存在溴离子,为了防止在膨胀机中做膨胀工作时废气中溴离子的冷凝和析出,从而对膨胀机及后续设备造成点蚀,因此需要提高膨胀机组的入口温度和排气温度, 高压侧和低压侧。
缺陷和问题故障排除
VOC改造前,低压端无叶轮侧轴承温度一直稳定在80°C左右(轴承报警温度为110°C,高报温度为120°C),VOC改造开始后,膨胀机低压端非叶轮侧轴承温度缓慢上升, 最大值为 120。在此期间,振动参数没有明显变化。 拆解检查发现,轴承与轴之间的距离,以及齿轮齿的啮合间隙正常,除膨胀机低压端非叶轮侧轴承表面疑似漆膜外,其他轴承均未发现异常。
膨胀机非驱动端轴承和运动副实物图。
由于润滑油更换不到一年,在启动前对油品质量进行了检测合格,为了消除疑虑,客户公司将润滑油送到专业公司进行检测分析。 专业公司证实,轴承表面的附着物是早期的漆膜,但送来的油样在MPC(漆膜倾向指数)中非常低。 客户公司调查了设备本体支架、进出口管路连接应力、油路系统泄漏检测、温度探头完整性等,发现低压侧非叶轮侧轴位移探头振动值始终保持在7-9m之间, 并且不随温度的变化而变化,只有当温度超过110时,振动值才会发生剧烈变化,说明在此期间附着在轴和轴承表面的漆膜可能会被划伤。
随着漆膜的形成,非游离状态下的油膜厚度被漆膜侵入,油膜的更新速度降低,温度逐渐升高,增加轴承面与轴的摩擦力,沉积的漆膜导致散热不良,油温升高, 导致轴承温度升高。最终,轴颈与漆膜发生碰撞,表现为轴振动的剧烈波动。
措施和对策
目前,虽然膨胀机组低压侧转子是否过载尚无定论,工况也无法恢复到VOC处理前,但这种工艺改造毕竟是不可逆的。 如果从对症治疗开始,轴承处漆膜的堆积及时足以维持单元轴承在可控温度下的运行。 在与国内外多家脱漆膜设备厂家沟通后,经过对比,最终客户选择了国产威盛达环保WVD静电吸附+树脂吸附复合脱漆膜设备。 通过树脂吸附解决溶解的漆膜,通过静电吸附解决析出的漆膜,从而彻底解决漆膜引起的轴承温度和振动变化的影响。 该设备兼具去除溶解漆膜和悬浮漆膜的功能。
威盛达环保脱漆膜净油器安装图。
应用效果
自从使用威盛达环保WVD-II型脱漆膜净油器以来,通过静电吸附和离子交换树脂技术的结合,使轴承温度稳定下来,通过2年的运行,轴承温度始终保持在90°C左右,机组运行保持正常,拆卸后基本未发现轴承表面和轴颈。
安装威盛达环保脱漆膜净油器后,对轴承进行拆卸实物拉图。
经济好处
通过威盛达环保脱漆膜净油器的安装运行,解决了客户公司PTA装置透平膨胀机低压端非叶轮侧轴承温度缓慢上升的问题,避免了机组停机造成的巨大损失(机组启停, 至少3天,损失至少400万元;更换轴承,1天,损失100万),以及因轴承温度缓慢升高而造成的转动和密封件的备件损失(损失在5000万-800万元之间)。机组共注油160桶,油品经脱漆膜高精度过滤后完全达到合格指标,节约换油成本50万元。