Výkonová část dieselového požárního čerpadla používaného v určité pobřežní ropné nouzové stanici využívá dieselový motor John Deere řady 6135 s elektronickým vstřikováním paliva. Během několika týdnů testování bylo zjištěno, že výfukové potrubí vznětového motoru zčervenalo, teplota výfukového potrubí překračovala normu, rychlost byla nestabilní a docházelo k silným otřesům. Po prohlídce sacího potrubí, olejového okruhu, dvojturbinového mechanismu a mezichladiče vznětového motoru bylo nakonec zjištěno, že je prasklá výfuková hadice, zkorodované lanko, poškozený a opotřebovaný mechanismus turbíny, zkorodovaný mezichladič a unikla mořská voda. Údržbou vadných dílů a výměnou mezichladiče byly výše uvedené problémy naftového požárního čerpadla dokonale opraveny a zařízení bylo uvedeno do běžného provozu.
Základní konstrukce dieselového požárního čerpadla
Havarijní požární čerpadlo je posledním hasičským zařízením v případě požáru na plošině, které může zachránit životy všech na plošině a ochránit bezpečnost veškerého vybavení v kritických okamžicích.
Proto jsou nouzová požární čerpadla nepostradatelnou součástí vybavení plošin. Vzhledem k důležitosti nouzových požárních čerpadel musí motorová část požárního čerpadla podstupovat pravidelnou údržbu, kontrolu a opravy.
Naftové požární čerpadlo John Deere bylo navrženo a instalováno na 17metrovou palubu pobřežní plošiny v roce 2012 (umístění venku). Po 8 letech provozu utrpělo tělo vznětového motoru silnou korozi v mnoha oblastech kvůli prostředí s vysokou slaností a vlhkostí na moři. Na základě toho byla koncem roku 2020 na platformu instalována nezávislá ochrana proti vypáčení a byly provedeny úpravy dálkového ovládání a další elektronické ovládání.
Obecný princip činnosti dieselového požárního čerpadla je následující:
Po spuštění naftového požárního čerpadla (stisknutím spouštěcího tlačítka lokálně nebo dálkově z centrálního dispečinku nebo změnou výstupního tlaku požární potrubní sítě) je elektromotor 24Vdc poháněn baterií pro pohon setrvačníku do otáčení. Setrvačník pohání klikový hřídel k pohybu a klikový hřídel pohání píst ke stlačování směsi vzduchu a nafty. Poté, co je zamlžená směs natlakována, je postupně zapálena prostřednictvím šesti sad zapalovacích svíček, aby se nastartoval dieselový motor.
Po filtraci se teplota čerstvého vzduchu po přeplňování turbodmychadlem zvýší a poté se ochladí na 25-60 stupňů mezichladičem, aby se zabránilo příliš vysoké teplotě stlačeného vzduchu ve válci a zředění proudu vzduchu. v nedostatečném spalování nafty a sníženém výkonu.
Mezichladič v tomto zařízení je chlazen mořskou vodou. Když požární čerpadlo běží normálně, mořská voda bude nasávána z výstupního potrubí mořské vody do mezichladiče, kde si vymění teplo se stlačeným vzduchem. Po výměně tepla bude mořská voda vypuštěna do moře a ochlazený stlačený plyn vstoupí do válce ke spalování, což umožní vznětovému motoru poskytnout výkon.
Odstraňování problémů, identifikace problémů a zpracování procesů
1. Výfukový okruh měkký
Ve stavu odstavení z důvodu přerušeného spoje byla zjištěna výrazná lomová mezera ve výfukové hadici napojené na výfukové koleno a sací potrubí mezichladiče na pravé straně vznětového motoru;
Pevné spojovací tyče na obou stranách hadice jsou silně zkorodované a oddělily se od upevňovacích šroubů.
Po analýze je výfuková hadice upevněna pevnými spojovacími tyčemi na obou stranách, které hrají roli při upevnění a tlumení nárazů. Kvůli drsnému mořskému prostředí jsou ojnice zkorodované a zlomené. Výfukové hadici chybí podpora a fixace. Během několika týdenních testů vysokoteplotní a vysokotlaké výfukové tlakové vibrace způsobily, že hadice po dlouhou dobu prudce vibrovala, což nakonec mělo za následek mechanickou únavu a praskání a únik vzduchu.
Prasknutí výfukové hadice naftového motoru
Řešení:
Vyměňte výfukovou hadici za novou a pojistnou přezku z nerezové oceli;
Předělejte novou upevňovací tyč hadice a obnovte instalaci po antikorozní úpravě.
2. Porucha mechanismu přeplňování, poškození kabelu
Podle záznamů o údržbě prošlo toto naftové požární čerpadlo údržbou v polovině října 2019. Z důvodu ucpání mechanismu turbodmychadla bylo vyměněno nové turbodmychadlo.
Během testovacího období 2019-2022 prošel několika opravami a aktuálně vykazuje následující výkon:
Po nastartování motor běží normálně jednu minutu. Když tlak vody čerpadla dosáhne 10 MPA, výfukové potrubí zčervená a přehřeje se, otáčky motoru jsou nestabilní a dochází k jevu ropného nákladního vozu, který vydává hustý černý kouř. Motor se výrazně třese a třením mezi lopatkami turbodmychadla a spirálou vznikají jiskry.
Abnormální teplota turbodmychadla a spálené červeně
Abnormální provoz dieselového motoru, včetně:
1. Převodový mechanismus turbodmychadla nefunguje správně a turbodmychadlo nelze normálně otevřít. Po asi dvou minutách provozu se skříň turbodmychadla rozpálí do červena.
2. Nestabilní otáčky naftového motoru mají za následek nestabilní tlak a výtlak požárního čerpadla.
3. Během provozu dieselagregátu vydává výfukové potrubí silný černý kouř.
Po prohlídce různých systémů naftového motoru pracovníci údržby předběžně zjistili, že došlo k mechanické závadě uvnitř turbodmychadla naftového motoru.
Personál údržby při kontrole zjistil, že:
Opotřebení měděné manžety a hřídele turbodmychadla způsobuje zvětšení podélné a axiální vůle. Mezi lopatkami sací turbíny turbodmychadla a spirálním pláštěm dochází ke tření a vzniklé nečistoty pronikají sacím potrubím mezi ventil a kroužek sedla ventilu. Těsný kryt mezi kroužkem sedla ventilu a ventilem je opotřebovaný, což má za následek špatné těsnění. Některé plyny o vysoké teplotě a vysokém tlaku budou procházet sacím ventilem, sacím potrubím a mezichladičem, dokud nejsou vypláchnuty ze sacího otvoru vzduchového filtru, což způsobí zvýšený odpor sání, nedostatečné sání, neúplné spalování a neúplné spalování nafty. ve výfukovém potrubí. Výfukové potrubí zčervená, výkon je nedostatečný, otáčky klesají, dochází k dalším jevům.
Po zahájení zátěžové zkoušky naftového požárního čerpadla bylo zjištěno, že došlo k silnému úniku vzduchu ve výfukovém potrubí, což mělo za následek snížení průtoku plynu a přeměny tepla na straně turbíny turbodmychadla, což způsobilo nízké otáčky turbodmychadla a snížení množství vzduchu vstupujícího do válce, což vede k vysoké teplotě výfukových plynů a červené výfukové trubce.
Řešení problémů s netěsností výfukového potrubí:
1. Demontujte tlumič výfuku a měch
2. Vypusťte chladicí vodu z jednotky
3. Vyjměte turbodmychadlo a rozeberte jej pro kontrolu (s výjimkou poškození turbodmychadla)
4. Po demontáži sběrného výfukového potrubí a dalších odpovídajících součástí bylo zjištěno, že těsnění výfukového potrubí válců 5 a 6 byla poškozena, což způsobilo únik vzduchu. Šest nových těsnění výfukového potrubí bylo vyrobeno z grafitového materiálu
5. Nainstalujte zpět sběrné výfukové potrubí, namontujte zpět turbodmychadlo, nainstalujte zpět tlumič, opravte a nainstalujte jej a otestujte jednotku. Nejprve obejděte akční člen turbodmychadla, oblepte zástrčku řídicího obvodu elektrickou páskou a nechte výkon turbodmychadla dosáhnout maxima;
Při prvním testu byla páka akčního členu turbodmychadla zvednuta nahoru nesprávným směrem a nebyla zcela otevřena, takže výfukové potrubí stále červenalo;
Druhý test byl proveden tažením ovládací tyče ve správném směru. Otáčky turbodmychadla byly v normě, výfukové potrubí nečervenalo a otáčky naftového motoru byly také v normě. Po běhu déle než 10 minut se stroj normálně zastavil a test byl dokončen.
Důvodem poškození těsnění výfukového potrubí může být to, že se zmenšil průměr mezi vlnitou trubkou výfukového potrubí a tlumičem a průměr sacího konce tlumiče je také velmi malý, což způsobuje nárůst výfukových plynů. zpětný tlak. Postupem času se poškodí těsnění výfukového potrubí.
Doporučuje se repasovat výfukové potrubí. Průměr výfukového potrubí se bude zvětšovat s počtem ohybů a délkou a není možné, aby se zmenšil než dříve.
Zástrčku ovládacího obvodu akčního členu turbodmychadla omotejte elektrickou páskou a není třeba ji znovu zapojovat.
Nemá vliv na použití. (Původně obsluha plošiny také zafixovala akční člen turbodmychadla stažením táhla, ale neodstranila zástrčku ovládacího vedení, která by mohla akční člen snadno poškodit. Proto je nyní obvod zástrčky odstraněn).
Po výměně mechanismu turbíny a provedení několika testů byla turbína spuštěna a provozována po dobu 5-10 minut se jmenovitým výstupním zatížením. Teplota výfukových plynů zůstala stabilní na 400-500 stupních a oblast turbodmychadla již nezčervenala. Problém byl vyřešen.
3. Lokálně se zobrazí více chybových kódů
Během počáteční údržby bylo zjištěno, že se na místním monitoru zobrazilo více chybových varovných kódů, včetně komunikačního varování SPN3822 pro oběhové čerpadlo výfukových plynů 2. stupně (kabel druhého snímače ECR) a varování odpojení SPN641 pro pohon turbíny.
Poruchový alarm zobrazený na modulu místní ovládací skříňky je kód SPN3822, což je způsobeno předchozí kontrolou problému zablokování turbodmychadla. Vzhledem k tomu, že turbodmychadlo nedokáže automaticky detekovat a provést stupeň otevření, aby nedošlo k nesprávné činnosti turbínového mechanismu, došlo k ručnímu odpojení propojovacího kabelu oběhového čerpadla výfukových plynů. Pouze pozdější obnovou turbínového mechanismu a připojením kabelu lze odstranit příslušný chybový kód.
Modul místního ovládání zobrazuje další chybový alarmový kód SPN641, který indikuje poruchu komunikace mezi ventilem VGT ovladače turbodmychadla motoru a ECM. Inspekce na místě zjistila, že v kabelovém svazku mezi ECM a skříní místního ovládání byly dva zkorodované a přerušené vodiče, což byl shodou okolností funkční napájecí vodič (J1-H3AI-H4) ventilu ovladače VGT , což způsobuje selhání komunikace mezi ECM a ventilem VCT.
Tento konektor patří ke specializovanému konektoru a nelze jej kvůli údržbě rozebrat, takže s ním lze jednoduše manipulovat pouze na místě. Dvě napájecí vedení ventilu VCT JH31-H4 jsou nalisována na kruhovou svorkovnici, poté vložena do kulatého kolíku a pevně svázána zipy, aby se zabránilo špatnému kontaktu. Po zpracování je komunikace mezi ECM a VCT normální a kód SPN641 se již nezobrazuje.
4. Koroze, prasknutí a únik vody z mezichladiče
Po odstranění měkkého připojení výfuku, pomocí baterky na osvětlení uvnitř intercooleru, bylo zjištěno, že na chladicích žebrech intercooleru jsou souvislé kapky vody. Při ručním dotyku se objevily zrnité kapky vody se silným rybím zápachem mořské vody, což bylo určeno jako koroze a perforace teplosměnné trubky mezichladiče.
Mezichladič využívá doprovodnou mořskou vodu k chlazení čerstvého vzduchu po přeplňování turbodmychadlem. Mořská voda je vysoce korozivní a způsobuje únik vody v trubkách výměny tepla mezichladiče. Díky vysoké poloze mezichladiče v nejvyšším bodě motoru a skutečnosti, že mořská voda se do mezichladiče dostane až po nastartování motoru. Když motor běží, mořská voda prochází mezichladičem a vstupuje do sacího potrubí před vstupem do válce. Špatné spalování ve válci způsobuje usazeniny karbonu a vodní páry, které dále korodují ventily a kroužky sedel. Opotřebení uvnitř válce se zesiluje a píst a pístní kroužek se opotřebovávají.
Po určení korozní perforace mezichladiče, uvážíme-li, že ačkoli je mořská voda korozivní, množství prosakování není příliš velké a naftové požární čerpadlo je kritickým nouzovým zařízením a je v online záloze, není dovoleno demontovat a opravovat mezichladič na dlouhou dobu. Místo ropného pole se doporučuje:
1. Snížit frekvenci testování zařízení a přejít z týdenního testování na dvouměsíční testování;
2. Urychleně zakupte mezichladič a včas jej vyměňte.
3, Shrnutí průzkumu a návrhů na zálohování:
Po podrobné kontrole různými silami údržby na ropném poli bylo zjištěno a vyřešeno, že naftové požární čerpadlo má nedostatečný výkon a zahřívání turbíny způsobené korozí, abnormálně vysokými teplotami a dalšími důvody. Nakonec bylo naftové požární čerpadlo obnoveno do normálního pohotovostního režimu výměnou náhradních dílů a změnou provozních postupů.
Vzhledem k tomu, že zařízení je dováženo ze Spojených států, je objednávkový cyklus náhradních dílů poměrně dlouhý a zotavení z poruch zařízení nějakou dobu trvá. Kromě toho v kombinaci se speciální nouzovou funkcí dieselového požárního čerpadla jsou doporučené provozní postupy následující:
1) Nestartujte vznětový motor, pokud to není naléhavé, abyste předešli dalšímu poškození motoru;
2. Vyměňte mezichladič;
Vyměňte sestavu turbodmychadla a výfukového potrubí;
4) Proveďte střední nebo větší opravy, vyměňte vnitřní součásti, jako jsou ventily, sedlové kroužky, pístní kroužky atd.
Toto požární čerpadlo patří k havarijnímu vybavení a je nejdůležitějším havarijním zařízením pro hašení v pobřežních ropných polích. Pokud dojde ke krátkodobému abnormálnímu stavu během normálního období produkce ropného pole, existuje určité bezpečnostní riziko pro ropné pole, a to následovně:
Riziko 1
Při velkoplošných hasicích přístrojích může způsobit nízký tlak v požární síti a nedostatečný přívod požární vody.
Kontrolní opatření:
1) Nahraďte práci za tepla prací za studena a co nejvíce minimalizujte počet prací za tepla.
2) Je zakázáno provádět práce za tepla současně ve více nebezpečných prostorech. Zastavte provoz s otevřeným ohněm v nebezpečných oblastech.
3) Měla by být aktualizována kontrolní opatření pro tepelné práce prováděné v nebezpečných oblastech.
4) Posílit tepelné monitorování během horkých pracovních operací, vybavit hasicí zařízení a zlepšit schopnosti zásahu pozorovatelů požáru v případě mimořádných událostí.
5) Šifrujte a kontrolujte nevýbušná elektrická zařízení a elektrická zařízení, abyste eliminovali nebezpečí požáru.
6) Zkontrolujte stav mezinárodních pobřežních přípojek a hadic na dokovací palubě, abyste zajistili spolehlivost a použitelnost.
Riziko 2
V případě údržby nebo výpadku napájení plošiny elektrického požárního čerpadla se elektrické požární čerpadlo nemůže normálně spustit a naftové požární čerpadlo nelze použít, což má za následek poruchu systému požární ochrany.
Kontrolní opatření:
1) Zašifrujte a otestujte elektrické požární čerpadlo a přiměřeně prodlužte dobu údržby vypnutí elektrického požárního čerpadla.
2) Ušetřete jedno elektrické požární čerpadlo a před výměnou čerpadla proveďte dostatečné přípravy, abyste zkrátili dobu údržby operace výměny čerpadla.
3) Přidejte přenosné, kolové práškové a pěnové hasicí přístroje na místo, abyste zvýšili schopnost uhasit počáteční požáry.
4) Zkontrolujte mezinárodní připojení k pobřeží a stav hadic dokovací plošiny, abyste zajistili spolehlivost a použitelnost.
5) Energetické oddělení zašifrovalo a otestovalo nouzový generátor a pokusilo se napájet požární čerpadlo v případě výpadku proudu na plošině.
6) Podporovat propojení a komunikaci protipožárních potrubí mezi tímto nástupištěm a přilehlými nástupišti.