48,000 M³/h の空気分離ユニットをサポートするエアコンプレッサーユニットの試運転概要 - ニュース

中国における大規模な-石炭--天然ガスプロジェクトの第 1 段階では、2 つの 48,000 m3/h が導入されています空気分離ユニット、主に工場全体に適切な酸素、窒素、ユーティリティエアを提供します。これらのユニットは杭州酸素によって設計および製造され、建設と設置は Sinopec No. 10 会社によって完了されました。これらのユニットは液体酸素の内部圧縮プロセスを利用しており、エアコンプレッサーユニットはエアコンプレッサー、蒸気タービン、ブースターで構成されています。 2011 年 9 月 5 日、一連の蒸気タービンは個別の試運転を正常に完了し、11 月 6 日には空気圧縮機ユニットの組み合わせた試運転が完了しました。サージテスト後、すべての性能指標が設計要件を満たしました。 3 か月間にわたる試運転プロセス中に、設計上および運用上の多数の問題が発生しました。-しかし、試運転関係者全員の協力した努力により、これらの問題は 1 つずつ解決されました。以下は、参考のために試運転プロセス中に発生した問題の概要です。

主蒸気パイプラインのパージ計画を策定する際、速閉弁パージプラグの長い製造サイクルを考慮して、主蒸気パイプラインの最後のエルボに急閉弁をバイパスする一時的なパージラインが設置されました。-主要な計画の詳細が含まれています。滑らかな内面を確保するための下塗りのためのアルゴンアーク溶接。最後のエルボから急速閉鎖バルブまでの約 3 メートルのライザーパイプの酸洗とサンドブラスト。-一時的なパージラインを取り外す際には、冷間切断と手動洗浄、および内視鏡検査を行って清浄度を確保します。しかし、実際のパージ時には、主蒸気仕切弁と急閉弁の間のタービン流量計がまだ到着していなかったため、パイプラインのこのセクションを最初にパージすることが決定されました。{6}}パージが完了したら、蒸気流量計を設置し、前述の方法で検査します。主蒸気パイプラインがパージされてから 1 週間後、高温および低温のターゲットテストに合格しました。流量計を設置するために仮パージ配管を撤去する際、配管の二次汚染を懸念したため、海外の専門家は2つの選択肢を提示しました。1つは流量計を設置せずに速閉弁の上流の配管のみを設置し、その後ユニットの試運転を行うというものでした。{10}ユニットが完全に引き渡された後、必要に応じて流量計が取り付けられます。もう一つは、流量計を設置するが仮パージ管を一時的に残し、パージを継続し、目標試験に合格した後に仮パージ管を取り外し、クイッククローズバルブの上流に配管を再設置するものである。-結局、流量計設置後もパージを継続したため、パージ時間が約1週間長くなりました。

同社の蒸気システムは主管方式を採用しています。動力高圧蒸気境界弁の後には高圧蒸気主管が続きます。{{2}この主管には、空気分離・精製・メタン化のための8.5MPa高圧蒸気主管と、5.0MPa、2.0MPa、0.8MPa蒸気の減温・減圧装置が並列に接続されています。 ASU の主蒸気パイプラインがパージされた後、高圧蒸気境界弁が閉じられ、ASU は急速閉鎖弁の上流にパイプラインを再設置し始めました。-パイプライン内の残留圧力を防ぐために、ASU の第 1 系列と第 2 系列の主蒸気仕切弁を全開にし、パイプラインに沿った主蒸気排水管を全開にしました。しかし、外国人専門家らが主蒸気管のフランジと急閉弁の大型蒸気フランジとの位置と隙間を確認していたところ、突然蒸気フランジから水と蒸気が噴出した。幸いなことに怪我人はいませんでした。その後の調査により、ガス化システムでは5.0MPaの蒸気パージが行われていたことが判明した。このニアミスは、クロスコミッショニング中の安全事故を回避するために、初期起動時に統一された調整とコマンドを確保するためのリマインダーとして機能します。-さらに、高温、高圧、可燃性、爆発性、有毒媒体などの危険媒体を扱う機器やパイプラインを検査する場合、発生源での重大な安全上の危険を排除するために、システムの隔離を確保し、ブラインドプレートを確認することが不可欠です。

エアコンプレッサーユニットのオイル洗浄工程では、まず体外循環が行われます。これには、上部オイルパイプと戻りオイルパイプをホースで短絡し、上部オイルパイプ接続部にフィルターを追加し、潤滑油ポンプを起動して 4{6}}6 時間循環させます。その後、フィルターは検査のために取り外されます。しかし、オイルシステムの清掃から1か月以上が経過し、検査のためにフィルターを取り外したところ、黒色の硬い粒子が発見されました。分析の結果、オイルクーラーが長期間現場に設置されていたため、熱交換器のハウジング内に酸化と錆が発生し、潤滑油によってパイプ内に流れ込んだことが示唆されました。オイルクーラーを分解点検したところ、ハウジングに著しい錆が発生していた。ハウジングの高圧水流フラッシング、自然乾燥、サンドブラストなどの対策が講じられました。この処理後、オイルポンプを始動し、3 ～ 4 サイクルのフラッシングを行った後、オイルの品質が許容範囲内であることが判明しました。

潤滑油システムをフラッシュした後、潤滑油をポンプで排出して洗浄しました。技術部門、監督会社、空気分離工場による確認後、潤滑油を再充填した。しかし、再充填後にサンプリングして分析したところ、潤滑油中の水分は洗浄前の78×10-6から680×10-6まで増加しており、油の品質基準を満たしていませんでした。そこで、真空オイルフィルターの入口をオイルタンク底部のドレンバルブに接続し、出口をタンク上部の給油口に接続しました。次に、真空オイルフィルターをオンにして、タンク内の潤滑油を循環させて濾過しました。 3日後にサンプリングして分析したところ、潤滑油中の水分含量は基準値の160×10-6未満に戻っていることが判明した。その後の分析により、二次汚染の主な原因は、潤滑油ドラム缶が屋外に保管されている間に雨水が浸入したことであることが判明した。その後、潤滑油が水で満たされたドラム缶にポンプで注入され、二次汚染を引き起こしました。-

空気分離ユニットは主に、6 台の可変周波数ファン、2 台の復水ポンプ、2 台のドレンポンプ、ホットウェル、フラッシュタンク、復水タンク、接続配管で構成されています。{0}プロセスフローは次のとおりです。タービンからの排気蒸気は、熱交換のために排気マニホールドを通って空冷された下流の管束に入ります。-凝縮水は下部ヘッダーに集められ、パイプで凝縮水タンクに送られます。非凝縮性ガスは、向流管束の上部にある空気管を通って排気ポンプに送られます。加圧後、凝縮水は排気冷却器内で排気冷却器からの蒸気と熱交換します。その後、2 つのパスに分割されます。1 つのパスは安定した液面を維持するために復水戻りバルブ (LV814) を通って復水タンクに戻り、もう 1 つのパスは復水出口バルブ (LV815) を通って復水ネットワークに送られます。タービン排気蒸気と排気マニホールドからの凝縮水はホットウェルに収集され、可変周波数ドレンポンプを介して凝縮水タンクに戻されます。-

復水ポンプの試運転プロセス中、LV815 が完全に閉じられ、LV814 が完全に開いて復水ポンプが起動されました。次いで、出口バルブをゆっくりと開けた。出口バルブが約 4 回転開くと、復水ポンプのモーター電流は 200A (定格電流 210A) に達しました。テストを繰り返しても、モーター電流が定格電流を超える問題は解決できませんでした。解析の結果、ポンプを選定する際には周辺配管の抵抗を110mH₂Oとみなして200NB-110ポンプを選定しました（性能曲線を図1に示します）。つまり、ポンプ後の抵抗が 110mH₂O に達すると、ポンプ流量は設計値 (図 1 の縦の点線) に達します。ポンプ後の抵抗が 110mH₂O 未満になると、ポンプの流量が増加し、それに応じて出力も増加します。流量が 215t/h に達すると、ポンプ後の抵抗は 103mH₂O、モーター出力は 110kW になります。ポンプ後の抵抗をさらに下げると、流量が増加するにつれてモータ出力が設計値を超え、ポンプモータに過負荷がかかります。したがって、凝縮水ポンプの戻りラインと凝縮水タンクの入口の間に絞りオリフィスが追加されました。オリフィスの流れ面積は 0.00255 m²、絞りオリフィスの直径は 57 mm、厚さは 10 mm です。計算上の流量は 80 t/h です。復水パイプラインの改修後、復水ポンプが起動されました。出口バルブが 50% まで開かれたとき、凝縮水ポンプのモーター電流は 90A でした。出口バルブが完全に開いているとき、復水ポンプのモーター電流はわずか 130A でした。

コンプレッサーのインターロックテスト実行中に、メインの真空抽出器を逆転させた後（第 1 ステージと第 2 ステージを使用）、真空を維持できないことが判明しました。

真空圧力（絶対圧、以下同じ）は１３ｋＰａから２０ｋＰａに上昇した。真空圧力は 30kPa まで上昇し続け、メイン真空抽出器を逆転させた後も上昇し続ける兆候を示しました。ユニットの安全な動作を確保するために、起動用真空抽出器が再起動され、真空圧力はすぐに 13kPa まで低下しました。-試験運転後、2 台のメイン真空抽出器の入口フィルターとノズルが開かれ、検査されました。破片は見つかりませんでした。これは、メインの真空抽出器が詰まっておらず、正常に動作していたことを示しています。分析の結果、始動時の真空抽出器の動作は作動蒸気圧力に関係していることがわかりました。{11}始動用真空抽出器の作動蒸気は凝縮しないため、蒸気の過熱温度とは関係ありませんでした。作動蒸気圧力は現在設計要件を満たしており、起動用真空抽出器は通常どおり使用できます。-システムが真空になると、タービンからの排気蒸気が復水器に入り、凝縮します。凝縮水システムが稼働すると、通常、一次真空抽出器と二次真空抽出器が配備されます。一次および二次真空抽出器と起動用真空抽出器の大きな違いは、駆動蒸気が直接排出されず、凝縮によって回収されることです。抽出効率は抽出冷却器の凝縮性能に直接関係します。抽出冷却器の凝縮性能に影響を与える 3 つの要素は、冷却水入口温度、および冷却水入口温度です。作動蒸気温度。非凝縮性ガス流量（タービン側からの真空漏れ）-。このプロジェクトの蒸気エゼクターの設計パラメーターは次のとおりです。動作蒸気圧力 1.5 MPa、温度 201 度 (わずかに過熱)。冷却水入口温度69.1度、出口温度70.5度、流量118t/h。背圧28kPa。まず、冷却水温度の影響について説明します。現場での試運転中、凝縮水システムの周辺システムはまだ確立されていませんでした。ポンプの流量はすでに180t/h以上に達していましたが、その一部（数十トン）しか排出されませんでした。水の大部分は戻りラインを通って凝縮水タンクに流れ、そこで排気クーラーに入りました。蒸気を冷却するために使用される冷却水は、主に閉回路内で循環されました。一次排気冷却器と二次排気冷却器が動作している場合、冷却水は排気冷却器を通過すると温度が上昇し、閉回路を通過するとさらに温度が上昇します。運転時間が増加するにつれて冷却水温度は上昇し続け、システム背圧も徐々に増加しました。運転蒸気温度の影響を考えてみましょう。排気冷却器は、まず過熱蒸気の顕熱を吸収し、次に蒸気の潜熱を吸収して凝縮することによって動作します。現在、タービンの中圧シール蒸気と作動蒸気は同じパイプラインから引き出されているため、タービンの中圧シール蒸気には 30K の過熱が必要であり、作動蒸気の温度は 270 度に達し、深刻な過熱を引き起こします。抽出冷却器の熱交換面積の大部分は蒸気の顕熱を吸収するために使用され、凝縮効率に重大な影響を与え、その結果抽出能力が低下します。いくつかのテスト実行から収集されたデータは、作動蒸気温度が比較的低い場合 (210 度、わずかに過熱)、一次排気装置と二次排気装置が正常に動作し、システム背圧を維持できることを示しています。ただし、過熱度が高すぎると正常に動作できなくなります。したがって、ジェット蒸気抽出器の適切な動作を保証するには、作動蒸気温度をほぼ設計値まで下げる必要があります。

空気圧縮機ユニットの結合試験運転中、タービン蒸気流量が約70t/hに達した時点でドレンポンプが故障し始め、ホットウェルの液位が上昇し続けました。待機運転に切り替えた後、液面は一時的に低下しましたが、その後上昇を続けました。ポンプ入口ストレーナを分解点検したところ、多量の錆とスラッジが詰まっていることが判明しました。ユニットの動作を維持するために、人員はポンプを頻繁に逆転させてストレーナを継続的に清掃するよう割り当てられました。しかし、試運転後も排気主管は洗浄されておらず、ストレーナは詰まったままだった。排気本管を分解したところ、本管とホットウェルの底部に多量の錆とスラッジが付着していた。分析の結果、サビとスラッジの発生源は主に排気メインパイプであることが判明した。これは、試運転中に空冷アイランドが-ホットクリーニングされていない-ことが原因でした。排気本管内壁に付着した錆、溶接スラグ、ダストはタービンからの排気蒸気により洗い流され、ドレンとともにホットウェルに回収されました。このサビやスラッジ、サビはドレンポンプによってポンプ入口まで継続的に運ばれ、フィルターが詰まりドレンポンプの故障を引き起こします。