La part de potència de la bomba d'incendis dièsel utilitzada en una determinada estació d'emergència de petroli en alta mar adopta un motor dièsel d'injecció de combustible electrònic de la sèrie John Deere 6135. Durant diverses setmanes de proves, es va trobar que el tub d'escapament del motor dièsel es va tornar vermell, la temperatura del tub d'escapament superava l'estàndard, la velocitat era inestable i hi havia tremolors forts. Després d'inspeccionar la canonada d'admissió, el circuit d'oli, el mecanisme de la turbina bessona i l'intercooler del motor dièsel, finalment es va trobar que la mànega d'escapament estava trencada, el cable estava corroït, el mecanisme de la turbina estava danyat i desgastat i l'intercooler estava corroït i aigua de mar filtrada. Mitjançant el manteniment de les peces defectuoses i la substitució de l'intercooler, els problemes anteriors de la bomba d'incendis dièsel es van reparar perfectament i l'equip es va restablir al funcionament normal.
Estructura bàsica de la bomba d'incendis dièsel
La bomba d'incendis d'emergència és l'última instal·lació d'extinció d'incendis en cas d'incendi a la plataforma, que pot salvar la vida de tothom a la plataforma i protegir la seguretat de tots els equips en moments crítics.
Per tant, les bombes contra incendis d'emergència són una part indispensable de l'equip de plataforma. Donada la importància de les bombes d'emergència contra incendis, la part del motor de la bomba d'incendis s'ha de sotmetre a un manteniment, inspecció i reparació regular.
La bomba d'incendis dièsel John Deere es va dissenyar i instal·lar a la coberta de 17 metres de la plataforma offshore el 2012 (col·locació a l'aire lliure). Després de 8 anys de funcionament, la carrosseria del motor dièsel va patir una corrosió severa en diverses zones a causa de l'alta salinitat i humitat del mar. En base a això, a finals de 2020 es va instal·lar una protecció independent de blocs de palanca a la plataforma i es van dur a terme controls remots i altres modificacions de control electrònic.
El principi de funcionament general de la bomba d'incendis dièsel és el següent:
Després d'engegar la bomba d'incendis dièsel (prement el botó d'arrencada de manera local o remota des de la sala de control central o canviant la pressió de sortida de la xarxa de canonades d'incendi), el motor elèctric de 24 Vdc és accionat per la bateria per impulsar el volant per girar. El volant impulsa el cigonyal perquè es mogui i el cigonyal acciona el pistó per comprimir la barreja d'aire i dièsel. Després de pressionar la mescla boira, s'encén seqüencialment a través de sis jocs de bugies per engegar el motor dièsel.
Després de filtrar-se, l'aire fresc augmentarà de temperatura després de la turboalimentació i després es refredarà a 25-60 graus per l'intercooler per evitar que la temperatura de l'aire comprimit al cilindre sigui massa alta i que el flux d'aire es dilueixi, com a resultat en una combustió insuficient de gasoil i una potència reduïda.
L'intercooler d'aquest dispositiu es refreda amb aigua de mar. Quan la bomba d'incendis funciona amb normalitat, l'aigua de mar s'extraurà de la canonada de sortida d'aigua de mar a l'intercooler, on intercanviarà calor amb aire comprimit. Després de l'intercanvi de calor, l'aigua de mar s'abocarà al mar i el gas comprimit refrigerat entrarà al cilindre per a la combustió, permetent que el motor dièsel produeixi potència.
Resolució de problemes, identificació de problemes i gestió de processos
1. Circuit d'escapament suau
En l'estat d'aturada a causa d'una connexió trencada, es va trobar una bretxa de fractura important a la mànega d'escapament connectada al colze d'escapament i a la canonada d'entrada del refrigerador intercooler a la part dreta del motor dièsel;
Les bielles fixes a banda i banda de la mànega estan fortament corroïdes i s'han desenganxat dels cargols de fixació.
Després de l'anàlisi, la mànega d'escapament es fixa mitjançant bielles fixes a ambdós costats, que tenen un paper en la fixació i l'absorció de xocs. A causa del dur entorn marí, les bielles estan corroïdes i trencades. La mànega d'escapament no té suport i fixació. Durant diverses proves setmanals, la vibració de la pressió d'escapament d'alta temperatura i alta pressió va fer que la mànega vibrés violentament durant molt de temps, provocant, finalment, fatiga mecànica i esquerdes i fuites d'aire.
Trencament de la mànega d'escapament del motor dièsel
Solució:
Substituïu la mànega d'escapament per una de nova i la sivella de bloqueig d'acer inoxidable;
Torneu a fer una barra de fixació de mànega nova i restaureu la instal·lació després del tractament anticorrosió.
2. Mal funcionament del mecanisme de turbocàrrega, dany del cable
Segons els registres de manteniment, aquesta bomba d'incendis dièsel va ser sotmesa a manteniment a mitjans d'octubre de 2019. A causa d'un bloqueig en el mecanisme del turbocompressor, es va substituir un nou turbocompressor.
Durant el període de proves de 2019-2022, s'ha sotmès a diverses reparacions i actualment mostra el rendiment següent:
Després d'engegar el motor, funciona amb normalitat durant un minut. Quan la pressió de l'aigua de la bomba arriba als 10 MPA, el tub d'escapament es torna vermell i s'escalfa, la velocitat del motor és inestable i hi ha un fenomen de camions d'oli, que emet un fum negre espes. El motor tremola significativament i es generen espurnes per la fricció entre les pales del turbocompressor i la voluta.
Temperatura del turbocompressor anormal i cremada vermella
Funcionament anormal del motor dièsel, incloent:
1. El mecanisme de transmissió del turbocompressor funciona malament i el turbocompressor no es pot obrir normalment. Després d'uns dos minuts de funcionament, la carcassa del turbocompressor es crema vermella.
2. La velocitat inestable del motor dièsel provoca una pressió inestable i un desplaçament de la bomba d'incendis.
3. Durant el funcionament del grup electrògen dièsel, el tub d'escapament emet un gran fum negre.
Després d'inspeccionar diversos sistemes del motor dièsel, el personal de manteniment va determinar preliminarment que hi havia una fallada mecànica a l'interior del turbocompressor del motor dièsel.
El personal de manteniment va trobar durant la inspecció que:
El desgast de la màniga de coure i de l'eix del turbocompressor provoca un augment del joc longitudinal i axial. La fricció es produeix entre les pales de la turbina d'admissió del turbocompressor i la carcassa de la voluta, i els residus generats entren entre la vàlvula i l'anell de seient de la vàlvula a través del conducte d'admissió. La coberta ajustada entre l'anell del seient de la vàlvula i la vàlvula està desgastada, cosa que provoca un segellat deficient. Alguns gasos d'alta temperatura i alta pressió passaran per la vàlvula d'admissió, la canonada d'admissió i el refrigerador intermedi fins que s'eliminin del port d'admissió del filtre d'aire, provocant una major resistència a l'admissió, una ingesta insuficient, una combustió incompleta i una combustió incompleta del combustible dièsel. al tub d'escapament. El tub d'escapament es torna vermell, la potència és insuficient, la velocitat disminueix i es produeixen altres fenòmens.
Començant la prova de càrrega de la bomba d'incendis dièsel, es va trobar que hi havia una fuita d'aire greu al col·lector d'escapament, que va provocar una disminució del flux de gas i la conversió de calor al costat de la turbina del turbocompressor, provocant una baixa velocitat del turbocompressor i una disminució de la quantitat d'aire que entra al cilindre, provocant una alta temperatura d'escapament i un tub d'escapament vermell.
Tractament dels problemes de fuites del tub d'escapament:
1. Traieu el silenciador i la manxa
2. Escorreu l'aigua de refrigeració de la unitat
3. Traieu el turbocompressor i desmunteu-lo per a la inspecció (excepte qualsevol dany al turbocompressor)
4. Després de retirar el col·lector d'escapament i altres components corresponents, es va trobar que les juntes del tub d'escapament dels cilindres 5 i 6 estaven danyades, provocant fuites d'aire. Sis noves juntes de tub d'escapament es van fabricar amb material de grafit
5. Torneu a instal·lar el col·lector d'escapament, torneu a instal·lar el turbocompressor, torneu a instal·lar el silenciador, repareu-lo i instal·leu-lo i proveu la unitat. Primer, obriu l'actuador del turbocompressor, emboliqueu el connector del circuit de control amb cinta elèctrica i deixeu que la potència del turbocompressor arribi al màxim;
Durant la primera prova, la palanca de l'actuador del turbocompressor es va aixecar cap amunt en la direcció equivocada i no es va obrir completament, el que va provocar que el tub d'escapament encara es tornés vermell;
La segona prova es va realitzar tirant cap avall la barra de l'actuador en la direcció correcta. La velocitat del turbocompressor era normal, el tub d'escapament no es va tornar vermell i la velocitat del motor dièsel també era normal. Després de funcionar durant més de 10 minuts, la màquina es va aturar amb normalitat i es va completar la prova.
La raó del dany a la junta del tub d'escapament pot ser que el diàmetre entre el tub corrugat del tub d'escapament i el silenciador s'ha fet més petit, i el diàmetre de l'extrem d'entrada del silenciador també és molt petit, provocant un augment de l'escapament. contrapressió. Amb el temps, la junta del col·lector d'escapament es fa malbé.
Es recomana reprocessar el tub d'escapament. El diàmetre del tub d'escapament augmentarà amb el nombre de corbes i la longitud, i no hi ha possibilitat que es faci més petit que abans.
Emboliqui l'endoll del circuit de control de l'actuador del turbocompressor amb cinta elèctrica i no cal tornar-lo a connectar.
No afecta l'ús. (Originalment, el personal de la plataforma també va arreglar l'actuador del turbocompressor tirant cap avall de la vareta, però no va treure l'endoll de la línia de control, que podria danyar fàcilment l'actuador. Per tant, ara s'elimina el circuit de l'endoll).
Després de substituir el mecanisme de la turbina i de realitzar diverses proves, es va iniciar i fer funcionar durant 5-10 minuts amb la càrrega nominal de sortida. La temperatura d'escapament es va mantenir estable a 400-500 graus i la zona del turbocompressor ja no es va tornar vermella. El problema es va resoldre.
3. Es mostren diversos codis d'error localment
Durant el manteniment inicial, es va descobrir que es mostraven diversos codis d'avís d'error al monitor local, inclòs l'avís de comunicació SPN3822 per a la bomba de circulació d'escapament de la segona etapa (segon cable del sensor ECR) i l'avís de desconnexió SPN641 per a l'accionament de la turbina.
L'alarma d'error que es mostra al mòdul de la caixa de control local és el codi SPN3822, que es deu a la inspecció prèvia del problema de bloqueig del turbocompressor. Com que el turbocompressor no pot detectar i executar automàticament el grau d'obertura per evitar que el mecanisme de la turbina funcioni incorrectament, el cable de connexió de la bomba de circulació d'escapament es va desconnectar manualment. Només restaurant el mecanisme de la turbina més tard i connectant el cable, es pot eliminar el codi d'error rellevant.
El mòdul de la caixa de control local mostra un altre codi d'alarma d'error SPN641, que indica una fallada de comunicació entre la vàlvula VGT de l'actuador del turbocompressor del motor i l'ECM. La inspecció in situ va trobar que hi havia dos cables corroïts i trencats al cablejat entre l'ECM i la caixa de control local, que va ser el cable d'alimentació en funcionament (J1-H3AI-H4) de la vàlvula VGT de l'actuador. , provocant una fallada de comunicació entre la vàlvula ECM i VCT.
Aquest connector pertany a un connector especialitzat i no es pot desmuntar per al manteniment, de manera que només es pot manipular in situ. Les dues línies elèctriques de la vàlvula VCT de JH31-H4 s'enganxen en un bloc de terminals circular, després s'insereixen en un passador rodó i s'uneixen fortament amb llaços de cremallera per evitar un mal contacte. Després del processament, la comunicació entre ECM i VCT és normal i el codi SPN641 ja no apareix.
4. Corrosió, ruptura i fuites d'aigua de l'intercooler
Després d'eliminar la connexió suau d'escapament, utilitzant una llanterna per brillar a l'interior de l'intercooler, es va trobar que hi havia gotes d'aigua contínues a les aletes de refrigeració de l'intercooler. Quan es va tocar amb la mà, hi havia gotes d'aigua granulars amb una forta olor d'aigua de mar de peix, que es va determinar que era corrosió i perforació del tub d'intercanvi de calor intercooler.
L'intercooler utilitza aigua de mar acompanyada per refredar l'aire fresc després de la sobrealimentació. L'aigua de mar és altament corrosiva i provoca fuites d'aigua a les canonades d'intercanvi de calor de l'intercooler. A causa de la posició alta de l'intercooler, al punt més alt del motor, i el fet que l'aigua de mar només arriba a l'intercooler després d'engegar el motor. Quan el motor està en marxa, l'aigua de mar passa per l'intercooler i entra al col·lector d'admissió abans d'entrar al cilindre. La mala combustió al cilindre provoca dipòsits de carboni i vapor d'aigua, que corroeixen encara més les vàlvules i els anells de seient. El desgast a l'interior del cilindre s'intensifica i el desgast del pistó i l'anell del pistó.
Després de determinar la perforació de corrosió de l'intercooler, tenint en compte que tot i que l'aigua de mar és corrosiva, la quantitat de filtració no és massa gran i la bomba d'incendis dièsel és un equip d'emergència crític i està en còpia de seguretat en línia, no es permet desmuntar i reparar el intercooler durant molt de temps. Es recomana que el jaciment de petroli:
1. Reduïu la freqüència de les proves d'equips i canvieu de proves setmanals a proves bimensuals;
2. Compreu urgentment un intercooler i substituïu-lo de manera oportuna.
3, Resum d'investigacions i suggeriments de còpia de seguretat:
Després d'una inspecció detallada per part de diverses forces de manteniment al camp petrolier, es va descobrir i es va resoldre que la bomba d'incendis dièsel tenia una potència insuficient i l'escalfament de la turbina causat per la corrosió, les altes temperatures anormals i altres motius. Finalment, la bomba d'incendis dièsel es va restablir al mode d'espera normal substituint peces de recanvi i canviant els procediments operatius.
A causa del fet que l'equip s'importa dels Estats Units, el cicle de comanda de peces de recanvi és relativament llarg i es necessita temps per recuperar-se de les fallades de l'equip. A més, combinat amb la funció d'emergència especial de la bomba d'incendis dièsel, els procediments operatius recomanats són els següents:
1) No engegueu el motor dièsel tret que sigui una emergència per evitar més danys al motor;
2. Substituïu l'intercooler;
Substituïu el conjunt del turbocompressor i el tub d'escapament;
4) Realitzeu reparacions mitjanes o importants, substituïu components interns com ara vàlvules, anells de seient, anells de pistons, etc.
Aquesta bomba d'incendis pertany a l'equip d'emergència i és l'equip de lluita contra incendis d'emergència més important als jaciments de petroli en alta mar. Si hi ha un estat anormal a curt termini durant el període de producció normal del jaciment de petroli, hi ha un cert risc de seguretat per al jaciment de petroli, com segueix:
Risc 1
Durant els ruixadors d'incendis a gran escala, pot causar baixa pressió a la xarxa de canonades d'incendi i subministrament d'aigua d'incendi insuficient.
Mesures de control:
1) Substituïu el treball en calent per treball en fred i minimitzeu el nombre de treballs en calent tant com sigui possible.
2) Queda prohibit realitzar treballs en calent simultàniament en múltiples zones perilloses. Suspendre les operacions de flama oberta en zones perilloses.
3) S'han de millorar les mesures de control dels treballs tèrmics realitzats en zones perilloses.
4) Reforçar el control tèrmic durant les operacions de treball en calent, equipar equips d'extinció d'incendis i millorar les capacitats de resposta d'emergència dels observadors d'incendis.
5) Xifrar i inspeccionar equips elèctrics i dispositius elèctrics a prova d'explosió per eliminar els perills d'incendi.
6) Comproveu l'estat de les connexions marítimes internacionals i les mànegues a la coberta d'acoblament per garantir la fiabilitat i la facilitat d'ús.
Risc 2
En cas de manteniment o fallada d'energia de la plataforma de la bomba d'incendis elèctrica, la bomba d'incendis elèctrica no pot arrencar-se amb normalitat i no es pot utilitzar la bomba d'incendis dièsel, la qual cosa comporta una fallada del sistema de protecció contra incendis.
Mesures de control:
1) Xifrar i provar la bomba de foc elèctrica i ampliar el període de manteniment de l'apagada de la bomba de foc elèctrica adequadament.
2) Recanviu una bomba elèctrica contra incendis i feu suficients preparacions abans de substituir la bomba per escurçar el temps de manteniment de l'operació de substitució de la bomba.
3) Afegiu extintors d'escuma i pols seca portàtils amb rodes al lloc per millorar la capacitat d'extingir els incendis inicials.
4) Comproveu la connexió internacional a la costa i l'estat de la mànega de la coberta d'acoblament per garantir la fiabilitat i la facilitat d'ús.
5) El departament d'energia va xifrar i provar el generador d'emergència, intentant subministrar energia a la bomba d'incendis en cas de pèrdua d'energia a la plataforma.
6) Fomentar la interconnexió i intercomunicació de canonades de protecció contra incendis entre aquesta plataforma i les plataformes adjacents.