Thay dầu tuabin và xả nước giải quyết sự cố van vòi tại Cơ sở Omar Generation của Công ty Đồng phát Sông Kern đã cung cấp hơi nước để tăng cường thu hồi dầu ở Mỏ dầu Texaco phía bắc Bakersfield, California trong 15 năm qua. Nhiệt độ vào mùa hè ở khu vực này của bang thường xuyên vượt quá 100 ° F (38 ° C).
Cơ sở sông Kern vận hành bốn tuabin khí General Electric Frame 7. Ba trong số các tuabin này đã được nâng cấp từ máy GE khung 7E lên máy DLN 7EA, theo truyền thống thường chạy nóng hơn, làm trầm trọng thêm tải nhiệt đối với dầu tuabin 32 trọng lượng được sử dụng cho cả bôi trơn ổ trục và điều khiển thủy lực trong các tuabin này. Các điều kiện hoạt động ở khu vực này của California liên tục thúc đẩy những hạn chế khắc nghiệt đối với dầu tuabin gốc khoáng được sử dụng tại sông Kern.
Ảnh hưởng của việc bảo trì theo lịch trình
Theo truyền thống, một tổ máy được đóng cửa gần như vào mỗi cuối tuần tại Kern River để rửa và bảo dưỡng máy nén ngoại tuyến. Tại mỗi lần tắt máy, van trợ động thủy lực xảy ra hỏng hóc, kéo dài thời gian ngừng hoạt động thêm vài giờ. Tình trạng này được ban quản lý cho là không thể chấp nhận được vì cơ sở dự kiến sẽ hoạt động hết 100% công suất.
Ô nhiễm và suy thoái dầu là nguyên nhân gốc rễ của các lỗi van servo, khiến công ty phải theo dõi cẩn thận tình trạng dầu bôi trơn bằng cách sử dụng phân tích dầu . Khi quá trình giám sát bắt đầu, dữ liệu phân tích dầu cho thấy tuổi thọ hữu ích của dầu tuabin đã bị vượt quá, như nghi ngờ.
Trong mỗi trường hợp, phân tích dầu cho thấy giá trị Thử nghiệm oxy hóa bình áp suất quay (RPVOT) giảm hơn một nửa so với dầu mới, cùng với mức AN tăng cao, cho thấy mức độ oxy hóa đáng kể của dầu. Ngoài ra, mức độ hạt cao tới 21/19/16, với các dấu hiệu đánh bóng trong mỗi bể chứa tuabin khí.
Kiểm tra cẩn thận các van bị hỏng không phát hiện ra vấn đề gì ngoài việc bị kẹt, chủ yếu có thể là do tích tụ hạt và vecni trong khe hở từ xi lanh đến lỗ khoan quan trọng, gây ra bởi quá trình oxy hóa dầu. Những phát hiện này đã thúc đẩy yêu cầu thực hiện thay dầu hoàn toàn, xả và làm sạch trên từng thiết bị.
Chi phí cho thời gian ngừng hoạt động ngoài kế hoạch ở California trong mùa cao điểm là quá đủ để ban quản lý có thể biện minh cho chi phí dự án để thực hiện những thay đổi và cải tiến cần thiết. Đội bảo trì của Kern River đã được cho đi trước.
Tại cơ sở này, chương trình bôi trơn được ủy quyền như một giao thế chấp cho người điều hành cơ sở, Ken Huckeba. Anh ta sử dụng các nhà cung cấp, kỹ sư bôi trơn và chuyên gia bôi trơn để lập kế hoạch tấn công. Toàn bộ dự án mất chưa đầy sáu tháng để hoàn thành vì nhà máy cần phải hoạt động hoàn toàn trước khi mùa vận hành cao điểm trở lại vào mùa hè.
Sạch sẽ sạch hơn
Thay dầu đúng cách trong tuabin khí thường là một nhiệm vụ lớn hơn bình thường. Có một số yếu tố cần xem xét khi lập kế hoạch loại thủ tục này. Ví dụ, một tuabin khí có nhiều giờ hoạt động có xu hướng bị nhiễm bẩn khá nhiều. Làm sạch kỹ lưỡng là ưu tiên hàng đầu để loại bỏ tất cả các dấu vết của các mảnh vụn và các sản phẩm phụ xuống cấp của dầu. Bước đầu tiên là loại bỏ dầu cũ và đổ sạch, gạt và làm sạch tất cả các bể chứa, bể phụ và đường hồi bằng giẻ không có xơ.
Bể chứa sạch, rỗng cho phép sửa chữa tất cả các thiết bị đo đạc, bộ làm mát và van thường bị ngập trong dầu. Một tấm chắn sóng được bắt vít vào đường ống dưới van đổ của bộ chuyển đổi mô-men xoắn để giữ cho chất lỏng không khuấy các hạt ra khỏi đáy bể chứa khi thiết bị được khởi động.
Mẹo này dành riêng cho GE Frame 7, và chỉ có thời gian mới biết được điều này có hiệu quả hay không; tuy nhiên, trong quá trình làm sạch, sàn bể chứa khá bẩn, ngoại trừ khu vực ngay bên dưới van xả này, điều này cho thấy rằng khu vực này đã bị kích động mạnh trong quá trình hoạt động bình thường.
Các bộ làm mát được kéo và làm sạch bằng hóa học và cơ học từ trong ra ngoài. Điều này đã tạo ra sự khác biệt to lớn về khả năng của bộ làm mát trong việc truyền tải nhiệt từ dầu sang chất làm mát một cách thích hợp vì chỉ cần một lớp phủ vecni rất mỏng để làm giảm hiệu suất của bộ làm mát bằng cách giảm độ dẫn nhiệt.
Trước khi thay dầu, các thiết bị này được phát hiện có nhiệt độ hệ thống dầu tăng nghiêm trọng do bộ làm mát bị bám bẩn. Vecni thường tích tụ trên bộ làm mát trước tiên, ngay cả trong một hệ thống sạch vừa phải, do chu trình nhiệt. Điều này là do vecni ngưng tụ trên bề mặt mát của bộ trao đổi nhiệt. Sau khi bộ làm mát được làm sạch, nhiệt độ hệ thống giảm trung bình từ 15 đến 30 độ.
Trong quá trình làm sạch, lớp sơn bóng này rất khó loại bỏ; trên thực tế, không có lượng rửa áp lực cơ học nào có thể loại bỏ được nó. Để khắc phục vấn đề này, các phụ kiện kiểm tra áp suất bộ làm mát và giá đỡ làm sạch đã được chế tạo tùy chỉnh, cho phép rửa bộ làm mát trong bể xút.
Điều này đòi hỏi phải lập kế hoạch cẩn thận do các cân nhắc về môi trường và yêu cầu lưu trữ hóa chất. Hơi nước từ một thiết bị vận hành được sử dụng trong bể ăn da. Phải mất một vài lần xử lý trước khi dung dịch tẩy rửa cuối cùng bám vào bên dưới lớp sơn bóng và bắt đầu nhấc nó ra. Ngoài ra, tất cả các ống bên trong đều được thổi hydro để loại bỏ cặn bẩn.
Lựa chọn bôi trơn
Một trong những tiêu chí quan trọng được sử dụng để lựa chọn loại dầu bôi trơn phù hợp cho ứng dụng này là đảm bảo rằng dầu có khả năng chống oxy hóa tuyệt vời do tải nhiệt quá mức mà dầu này sẽ phải chịu theo thời gian. Dầu tổng hợp đã được xem xét, nhưng được cho là quá đắt cho ứng dụng này.
Trong khi dầu gốc hydrocracked không có sẵn vào thời điểm đó, Huckeba đã kêu gọi một loại dầu khoáng chất lượng cao với khả năng chống oxy hóa tuyệt vời. Để quyết định loại dầu nào tốt nhất cho ứng dụng này, Huckeba đã lấy mẫu dầu từ các nhà cung cấp được chọn và kiểm tra RPVOT của dầu đến mức cạn kiệt (cho đến khi áp suất trong bình thử RPVOT giảm 25 psi).
Điều này nghe có vẻ thừa thãi, nhưng sau khi trao đổi với các chuyên gia trong ngành, người ta phát hiện ra rằng một số phòng thí nghiệm dừng thử nghiệm sớm và ngoại suy dữ liệu thay vì thực hiện thử nghiệm đến cạn kiệt. Điều này cho thấy kết quả hấp dẫn. Một số loại dầu có giá trị RPVOT của dầu mới cao hơn đã bị giảm áp suất rất nhanh trong thử nghiệm RPVOT, cho thấy có sự kết hợp của oxy vào dầu.
Các loại dầu khác có giá trị RPVOT được báo giá thấp hơn nhiều được phát hiện có các gói phụ gia rất ổn định và duy trì số đọc áp suất RPVOT cao nhất quán chỉ với sự giảm áp suất chậm nhưng không đổi khi dầu bị oxy hóa trong suốt thời gian thử nghiệm. Huckeba đã chọn loại dầu duy trì áp suất cao trong các giai đoạn đầu của thử nghiệm RPVOT mặc dù có giá trị RPVOT ban đầu thấp hơn dựa trên độ ổn định của gói phụ gia chống oxy hóa.
Huckeba cũng đã đến thăm cơ sở pha trộn của nhà cung cấp dầu bôi trơn để hiểu đầy đủ về các thủ tục và giải quyết bất kỳ vấn đề và mối quan tâm nào. Một yêu cầu là đưa ra các quy định về thông số kỹ thuật của chất bôi trơn khi giao hàng. Các bảo đảm đã được thỏa thuận đối với các hạng mục như RPVOT ban đầu và số lượng hạt với các hình phạt đối với dầu bẩn và dầu không đáp ứng giá trị RPVOT được chỉ định.
Giá trị RPVOT ban đầu này cực kỳ quan trọng vì nó quyết định khả năng xử lý ôxy hóa của dầu tuabin trong tương lai. Việc lấy mẫu cơ sở không phụ thuộc vào nhà cung cấp cũng rất quan trọng. Các mẫu lớn đã được lấy để phân tích rộng rãi nhằm thiết lập chắc chắn các đường cơ sở và được kiểm tra bởi cả nhà sản xuất dầu và sử dụng chương trình riêng của Kern River một cách độc lập để đảm bảo rằng tất cả các lô dầu mới đều đáp ứng các giới hạn quy định.
Bước cuối cùng của quy trình thay nhớt là thuê một nhà thầu bên ngoài để lau dầu mới theo tiêu chuẩn siêu sạch vài ngày sau khi thay nhớt. Điều này được thực hiện để cho phép dầu mới loại bỏ bất kỳ chất gây ô nhiễm nào còn sót lại trong hệ thống trước khi làm sạch.
Khoản chi phí bổ sung này bằng một nửa chi phí dầu, nhưng đáng giá do thực tế là một tỷ lệ lớn các vấn đề, đặc biệt là các bộ phận được điều khiển trong van servo là do ô nhiễm hạt gây ra. Sau quy trình này, dầu tuabin đạt tiêu chuẩn vô trùng về độ sạch của chất lỏng.
Thủ tục này đã được thực hiện hơn hai năm trước đây. Kể từ đó, một loại bộ lọc polyester mới đã được lắp đặt. Mức độ sạch đã được san bằng vào khoảng 18/16/13 và vẫn thấp hơn mức yêu cầu đối với các tiêu chuẩn độ tin cậy dựa trên mục tiêu của công ty này đối với hệ thống thủy lực loại này.
Các tấm trượt của bộ lọc dòng bên đang được sản xuất để giảm mức hạt này xuống 14/11 hoặc cao hơn và công ty đang sử dụng xe lọc di động, sử dụng công nghệ trao đổi ion để duy trì mức axit ở mức giới hạn chấp nhận được bằng cách loại bỏ các sản phẩm phụ của dầu Quá trình oxy hóa.
Các mục tiêu về thay dầu, xả và làm sạch, đã được đáp ứng nhưng vẫn đang tiếp tục. Không có một sự cố van thủy lực nào trên bất kỳ tuabin nào trong số bốn tuabin trong hai năm qua và các hệ thống duy trì nhiệt độ mát hơn nhiều.
Mặc dù cao hơn một chút so với mong muốn, mức độ sạch của chất lỏng vẫn rất thấp và sẽ được cải thiện khi các bộ lọc dòng bên hoạt động trực tuyến, trong khi mức RPVOT và AN không đổi và gần với giá trị dầu mới. Mặc dù quy trình thay dầu đơn giản trên danh nghĩa được thực hiện phức tạp, nhưng Kern River tin rằng nó rất xứng đáng với nỗ lực đó.
Nằm ở trung tâm California, các đơn vị này đã được kêu gọi để bắn cao điểm trong nhiều cảnh báo Giai đoạn 1 trong hai mùa hè vừa qua. Sông Kern sẽ không thể hoạt động hiệu quả trong những mùa hè nóng nực đó nếu dầu không thay đổi và các bộ làm mát và bể chứa vẫn không sạch, bởi vì trong những tháng mùa hè trước khi thay đổi, hệ thống tuabin trở nên quá nóng ở tải cơ bản.
Các bài học kinh nghiệm từ quá trình đang diễn ra này đã mở rộng ra bao gồm cả máy bơm nước cấp cho máy tạo hơi nước thu hồi nhiệt, các thiết bị cũng rất quan trọng để vận hành đáng tin cậy, nhưng đáng ngạc nhiên là không có bộ lọc. Các bộ lọc và bộ làm mát bên ngoài đang được thiết kế và sẽ được lắp đặt vào một ngày sau đó.
