Partea de putere a pompei de incendiu diesel utilizată într-o anumită stație de urgență petrolieră offshore adoptă un motor diesel cu injecție electronică John Deere seria 6135. În timpul mai multor săptămâni de testare, s-a constatat că țeava de evacuare a motorului diesel a devenit roșie, temperatura țevii de eșapament a depășit standardul, viteza a fost instabilă și au existat tremurări puternice. După inspectarea conductei de admisie, a circuitului de ulei, a mecanismului cu turbină dublă și a intercooler-ului motorului diesel, s-a constatat în cele din urmă că furtunul de evacuare a fost rupt, cablul a fost corodat, mecanismul turbinei a fost deteriorat și uzat, iar intercooler-ul a fost corodat și apa de mare scursă. Prin întreținerea pieselor defecte și înlocuirea intercooler-ului, problemele de mai sus ale pompei de incendiu diesel au fost perfect reparate și echipamentul a fost readus la funcționarea normală.
Structura de bază a pompei de incendiu diesel
Pompa de incendiu de urgență este ultima unitate de stingere a incendiilor în cazul unui incendiu pe platformă, care poate salva viețile tuturor celor aflați pe platformă și poate proteja siguranța tuturor echipamentelor în momentele critice.
Prin urmare, pompele de incendiu de urgență sunt o parte indispensabilă a echipamentului platformei. Având în vedere importanța pompelor de incendiu de urgență, partea de motor a pompei de incendiu trebuie să fie supusă întreținerii, inspecției și reparațiilor regulate.
Pompa de incendiu diesel John Deere a fost proiectată și instalată pe puntea de 17 metri a platformei offshore în 2012 (așezare în aer liber). După 8 ani de funcționare, caroseria motorului diesel a suferit o coroziune severă în mai multe zone din cauza mediului ridicat de salinitate și umiditate de pe mare. Pe baza acestui fapt, la sfârșitul anului 2020, pe platformă a fost instalată protecție independentă a blocului de levier și s-au efectuat controlul de la distanță și alte modificări ale controlului electronic.
Principiul general de funcționare al pompei de incendiu diesel este următorul:
După ce pompa de incendiu diesel este pornită (prin apăsarea locală a butonului de pornire sau de la distanță pornind din camera centrală de control sau schimbarea presiunii de ieșire a rețelei de conducte de incendiu), motorul electric de 24Vdc este antrenat de baterie pentru a antrena volantul să se rotească. Volanul antrenează arborele cotit să se miște, iar arborele cotit antrenează pistonul pentru a comprima amestecul de aer și motorină. După ce amestecul de ceață este presurizat, acesta este aprins secvențial prin șase seturi de bujii pentru a porni motorul diesel.
După ce a fost filtrat, aerul proaspăt va crește temperatura după turboalimentare și apoi va fi răcit la 25-60 grade de către intercooler pentru a preveni ca temperatura aerului comprimat din cilindru să fie prea mare și fluxul de aer să fie diluat, rezultând în ardere insuficientă a motorinei și putere scăzută.
Intercooler-ul din acest dispozitiv este răcit cu apă de mare. Când pompa de incendiu funcționează normal, apa de mare va fi trasă din conducta de evacuare a apei de mare către intercooler, unde va schimba căldură cu aer comprimat. După schimbul de căldură, apa de mare va fi descărcată în mare, iar gazul comprimat răcit va intra în cilindru pentru ardere, permițând motorului diesel să producă putere.
Depanare, identificarea problemelor și gestionarea procesului
1. Circuitul de evacuare moale
În starea de oprire din cauza unei conexiuni întrerupte, a fost găsit un spațiu de fractură semnificativ în furtunul de evacuare conectat la cotul de evacuare și la conducta de admisie a intercoolerului din partea dreaptă a motorului diesel;
Bielele fixe de pe ambele părți ale furtunului sunt puternic corodate și s-au desprins de șuruburile de fixare.
După analiză, furtunul de evacuare este fixat prin biele fixe pe ambele părți, care joacă un rol în fixare și absorbție a șocurilor. Datorită mediului marin dur, bielele sunt corodate și rupte. Furtunului de evacuare lipsește suport și fixare. În timpul mai multor teste săptămânale, vibrația presiunii de evacuare la temperatură înaltă și la presiune înaltă a făcut ca furtunul să vibreze violent pentru o lungă perioadă de timp, ducând în cele din urmă la oboseală mecanică și crăpare și scurgeri de aer.
Rupere furtun de evacuare motor diesel
Soluţie:
Înlocuiți furtunul de evacuare cu unul nou și catarama de blocare din oțel inoxidabil;
Refaceți o nouă tijă de fixare a furtunului și restabiliți instalarea după tratamentul anticoroziv.
2. Defecțiune a mecanismului de turboalimentare, deteriorarea cablului
Conform evidențelor de întreținere, această pompă de incendiu diesel a fost supusă întreținerii la mijlocul lunii octombrie 2019. Din cauza unui blocaj în mecanismul turbocompresorului, a fost înlocuit un nou turbocompresor.
În timpul perioadei de testare de 2019-2022, a suferit mai multe reparații și în prezent arată următoarele performanțe:
După ce motorul pornește, funcționează normal timp de un minut. Când presiunea apei din pompă atinge 10MPA, țeava de eșapament devine roșie și supraîncălzită, turația motorului este instabilă și există un fenomen de camion cu ulei, care emite fum negru gros. Motorul se scutură semnificativ, iar scânteile sunt generate de frecarea dintre paletele turbocompresorului și volută.
Temperatura turbocompresorului este anormală și s-a ars roșu
Funcționarea anormală a motorului diesel, inclusiv:
1. Mecanismul de transmisie al turbocompresorului funcționează defectuos, iar turbocompresorul nu poate fi deschis normal. După aproximativ două minute de funcționare, carcasa turbocompresorului arde roșu.
2. Viteza instabilă a motorului diesel are ca rezultat o presiune instabilă și o deplasare a pompei de incendiu.
3. În timpul funcționării grupului generator diesel, țeava de evacuare emite fum negru greu.
În urma inspectării diferitelor sisteme ale motorului diesel, personalul de întreținere a stabilit în prealabil că a existat o defecțiune mecanică în interiorul turbocompresorului motorului diesel.
Personalul de întreținere a constatat în timpul inspecției că:
Uzura manșonului de cupru și a arborelui turbocompresorului determină o creștere a jocului longitudinal și axial. Frecarea are loc între paletele turbinei de admisie a turbocompresorului și carcasa volutei, iar resturile generate intră între supapă și inelul scaunului supapei prin conducta de admisie. Capacul strâns dintre inelul scaunului supapei și supapă este uzat, rezultând o etanșare slabă. Unele gaze de înaltă temperatură și de înaltă presiune vor trece prin supapa de admisie, conducta de admisie și intercooler până când sunt spălate din orificiul de admisie al filtrului de aer, provocând rezistență crescută la admisie, admisie insuficientă, ardere incompletă și ardere incompletă a motorinei. în conducta de evacuare. Țeava de eșapament devine roșie, puterea este insuficientă, viteza scade și apar alte fenomene.
Începând testul de sarcină al pompei de incendiu diesel, s-a constatat că au existat scurgeri severe de aer în galeria de evacuare, ducând la o scădere a debitului de gaz și conversia căldurii pe partea turbinei turbocompresorului, determinând o viteză scăzută a turbocompresorului și o scădere a cantitatea de aer care intră în cilindru, ceea ce duce la o temperatură ridicată de evacuare și la țeava roșie de evacuare.
Tratarea problemelor legate de scurgerile conductei de evacuare:
1. Scoateți toba de eșapament și burduful
2. Goliți apa de răcire din unitate
3. Scoateți turbocompresorul și dezasamblați pentru inspecție (excluzând orice deteriorare a turbocompresorului)
4. După demontarea galeriei de evacuare și a altor componente corespunzătoare, s-a constatat că garniturile țevii de evacuare ale cilindrilor 5 și 6 au fost deteriorate, provocând scurgeri de aer. Șase noi garnituri de țeavă de eșapament au fost realizate din material grafit
5. Reinstalați galeria de evacuare, reinstalați turbocompresorul, reinstalați toba de eșapament, reparați-o și instalați-o și testați unitatea. Mai întâi, ocoliți actuatorul turbocompresorului, înfășurați ștecherul circuitului de control cu bandă electrică și lăsați puterea turbocompresorului să atingă maximul;
În timpul primului test, pârghia actuatorului turbocompresorului a fost ridicată în sus în direcția greșită și nu a fost deschisă complet, rezultând că țeava de eșapament devine în continuare roșie;
Al doilea test a fost efectuat prin tragerea în jos a tijei actuatorului în direcția corectă. Viteza turbocompresorului a fost normală, țeava de eșapament nu a devenit roșie, iar turația motorului diesel era de asemenea normală. După o funcționare mai mare de 10 minute, mașina s-a oprit normal și testul a fost finalizat.
Motivul deteriorării garniturii țevii de eșapament poate fi faptul că diametrul dintre țeava ondulată a țevii de evacuare și toba de eșapament a devenit mai mic, iar diametrul capătului de admisie al tobei de eșapament este, de asemenea, foarte mic, provocând o creștere a eșapamentului. presiune din spate. În timp, garnitura galeriei de evacuare este deteriorată.
Se recomandă reprocesarea țevii de evacuare. Diametrul țevii de evacuare va crește odată cu numărul de coturi și lungimea și nu există posibilitatea ca aceasta să devină mai mică decât înainte.
Înfășurați ștecherul circuitului de comandă al actuatorului turbocompresorului cu bandă electrică și nu trebuie reconectat.
Nu afectează utilizarea. (Inițial, personalul platformei a fixat și actuatorul turbocompresorului trăgând în jos tija, dar nu a scos ștecherul liniei de comandă, care ar putea deteriora cu ușurință actuatorul. Prin urmare, circuitul ștecherului este acum îndepărtat).
După înlocuirea mecanismului turbinei și efectuarea mai multor teste, acesta a fost pornit și operat timp de 5-10 minute cu sarcina nominală de ieșire. Temperatura de evacuare a rămas stabilă la 400-500 grade , iar zona turbocompresorului nu a mai devenit roșu. Problema a fost rezolvată.
3. Mai multe coduri de eroare sunt afișate local
În timpul întreținerii inițiale, s-a descoperit că pe monitorul local au fost afișate mai multe coduri de avertizare de defecțiune, inclusiv avertismentul de comunicare SPN3822 pentru pompa de circulație de evacuare treapta a 2-a (cablu senzor ECR al doilea) și avertismentul de deconectare SPN641 pentru antrenarea turbinei.
Alarma de eroare afișată pe modulul cutiei de control local este codul SPN3822, care se datorează inspecției anterioare a problemei de blocare a turbocompresorului. Deoarece turbocompresorul nu poate detecta și executa automat gradul de deschidere pentru a preveni funcționarea greșită a mecanismului turbinei, cablul de conectare al pompei de circulație de evacuare a fost deconectat manual. Numai prin restabilirea ulterioară a mecanismului turbinei și conectarea cablului, codul de eroare relevant poate fi eliminat.
Modulul casei de comandă locală afișează un alt cod de alarmă de eroare SPN641, indicând o defecțiune a comunicării între supapa VGT a actuatorului turbocompresorului motorului și ECM. Inspecția la fața locului a constatat că în cablajul dintre ECM și cutia de control locală existau două fire corodate și rupte, care s-a întâmplat să fie firul de alimentare de lucru (J1-H3AI-H4) al supapei VGT a actuatorului. , care provoacă o defecțiune a comunicării între valva ECM și VCT.
Acest conector aparține unui conector specializat și nu poate fi dezasamblat pentru întreținere, deci poate fi manipulat doar la fața locului. Cele două linii electrice de supapă VCT ale JH31-H4 sunt sertizate pe un bloc terminal circular, apoi introduse într-un știft rotund și legate strâns cu fermoar pentru a preveni un contact slab. După procesare, comunicarea dintre ECM și VCT este normală și codul SPN641 nu mai apare.
4. Coroziunea, ruperea și scurgerea de apă a intercooler-ului
După îndepărtarea conexiunii moale de evacuare, folosind o lanternă pentru a străluci în interiorul intercooler-ului, s-a constatat că pe aripioarele de răcire ale intercooler-ului erau picături continue de apă. Când au fost atinse cu mâna, au existat picături de apă granulare cu un miros puternic de apă de mare de pește, care s-a determinat a fi coroziune și perforare a tubului de schimb de căldură intercooler.
Intercooler-ul folosește apă de mare însoțitoare pentru a răci aerul proaspăt după turboalimentare. Apa de mare este foarte corozivă, provocând scurgeri de apă în conductele de schimb de căldură ale intercooler-ului. Datorita pozitiei inalta a intercooler-ului, in punctul cel mai inalt al motorului, si a faptului ca apa de mare ajunge in intercooler abia dupa pornirea motorului. Când motorul funcționează, apa de mare trece prin intercooler și intră în galeria de admisie înainte de a intra în cilindru. Arderea slabă în cilindru provoacă depuneri de carbon și vapori de apă, care corodează și mai mult supapele și inelele scaunului. Uzura din interiorul cilindrului se intensifică, iar uzura pistonului și a inelului pistonului.
După determinarea perforației de coroziune a intercooler-ului, având în vedere că, deși apa de mare este corozivă, cantitatea de infiltrații nu este prea mare, iar pompa de incendiu diesel este un echipament critic de urgență și se află în backup online, nu este permisă demontarea și repararea intercooler pentru o lungă perioadă de timp. Se recomandă ca amplasamentul câmpului petrolier:
1. Reduceți frecvența testării echipamentelor și treceți de la testarea săptămânală la testarea bilună;
2. Achiziționați urgent intercooler și înlocuiți-l în timp util.
3, Rezumatul investigației și sugestiilor de rezervă:
După o inspecție amănunțită de către diverse forțe de întreținere în câmpul petrolier, s-a descoperit și s-a rezolvat că pompa de incendiu diesel avea putere insuficientă și încălzirea turbinei cauzată de coroziune, temperaturi anormale ridicate și alte motive. În cele din urmă, pompa de incendiu diesel a fost readusă la starea de așteptare normală prin înlocuirea pieselor de schimb și schimbarea procedurilor de operare.
Datorită faptului că echipamentul este importat din Statele Unite, ciclul de comandă a pieselor de schimb este relativ lung și este nevoie de ceva timp pentru a reveni în urma defecțiunilor echipamentelor. În plus, împreună cu funcția specială de urgență a pompei de incendiu diesel, procedurile de operare recomandate sunt următoarele:
1) Nu porniți motorul diesel decât dacă este o urgență pentru a preveni deteriorarea ulterioară a motorului;
2. Înlocuiți intercooler-ul;
Înlocuiți turbocompresorul și ansamblul conductei de evacuare;
4) Efectuați reparații medii sau majore, înlocuiți componentele interne, cum ar fi supape, inele de scaun, segmente de piston etc.
Această pompă de incendiu aparține echipamentelor de urgență și este cel mai important echipament de stingere a incendiilor de urgență în câmpurile petroliere offshore. Dacă există o stare anormală pe termen scurt în timpul perioadei normale de producție a câmpului de petrol, există un anumit risc de siguranță pentru câmpul de petrol, după cum urmează:
Riscul 1
În timpul sprinklerelor de incendiu la scară mare, poate cauza presiune scăzută în rețeaua de conducte de incendiu și alimentare insuficientă cu apă de incendiu.
Măsuri de control:
1) Înlocuiți lucrul la cald cu lucru la rece și minimizați cât mai mult posibil numărul de lucru la cald.
2) Este interzisă efectuarea simultană a lucrărilor la cald în mai multe zone periculoase. Suspendați operațiunile cu flacără deschisă în zone periculoase.
3) Măsurile de control pentru lucrările termice efectuate în zone periculoase trebuie îmbunătățite.
4) Consolidarea monitorizării termice în timpul operațiunilor de lucru la cald, echiparea echipamentelor de stingere a incendiilor și îmbunătățirea capacităților de răspuns în caz de urgență ale observatorilor de incendiu.
5) Criptați și inspectați echipamentele electrice și dispozitivele electrice rezistente la explozie pentru a elimina pericolele de incendiu.
6) Verificați starea conexiunilor internaționale la țărm și a furtunurilor de pe puntea de andocare pentru a asigura fiabilitatea și capacitatea de utilizare.
Riscul 2
În cazul întreținerii sau întreruperii puterii platformei pompei electrice de incendiu, pompa electrică de incendiu nu poate porni normal, iar pompa de incendiu diesel nu poate fi utilizată, ceea ce duce la defectarea sistemului de protecție împotriva incendiilor.
Măsuri de control:
1) Criptați și testați pompa electrică de incendiu și extindeți în mod corespunzător perioada de întreținere a opririi pompei electrice de incendiu.
2) Pregătiți o pompă electrică de incendiu și faceți suficiente pregătiri înainte de a înlocui pompa pentru a reduce timpul de întreținere al operațiunii de înlocuire a pompei.
3) Adăugați stingătoare portabile cu pulbere uscată și spumă pe roți la fața locului pentru a îmbunătăți capacitatea de a stinge incendiile inițiale.
4) Verificați conexiunea internațională la țărm și starea furtunului a punții de andocare pentru a asigura fiabilitatea și capacitatea de utilizare.
5) Departamentul de alimentare a criptat și testat generatorul de urgență, încercând să alimenteze pompa de incendiu în cazul unei pierderi de putere pe platformă.
6) Promovarea interconectarii și intercomunicarea conductelor de protecție împotriva incendiilor între această platformă și platformele adiacente.