Napajalni del dizelske požarne črpalke, ki se uporablja v določeni naftni postaji za nujne primere na morju, uporablja dizelski motor serije John Deere 6135 z elektronskim vbrizgavanjem goriva. Med večtedenskim testiranjem je bilo ugotovljeno, da je izpušna cev dizelskega motorja postala rdeča, temperatura izpušne cevi je presegla standard, hitrost je bila nestabilna in prišlo je do močnega tresenja. Po pregledu sesalne cevi, oljnega kroga, mehanizma dvojne turbine in hladilnika polnilnega zraka dizelskega motorja je bilo končno ugotovljeno, da je izpušna cev počena, kabel zarjavel, mehanizem turbine poškodovan in obrabljen, hladilnik polnilnega zraka pa korodiran in iztekla morska voda. Z vzdrževanjem okvarjenih delov in zamenjavo hladilnika polnilnega zraka so bile zgoraj navedene težave dizelske požarne črpalke v celoti odpravljene in oprema je ponovno delovala normalno.
Osnovna struktura dizelske požarne črpalke
Zasilna požarna črpalka je zadnji gasilni objekt v primeru požara na ploščadi, ki lahko reši življenja vseh na ploščadi in zaščiti varnost celotne opreme v kritičnih trenutkih.
Zato so gasilne črpalke nepogrešljiv del opreme ploščadi. Glede na pomen zasilnih gasilskih črpalk je treba motorni del gasilske črpalke redno vzdrževati, pregledovati in popravljati.
Dizelska požarna črpalka John Deere je bila zasnovana in nameščena na 17-metrski palubi obalne ploščadi leta 2012 (postavitev na prostem). Po 8 letih delovanja je ohišje dizelskega motorja utrpelo hudo korozijo na več področjih zaradi visoke slanosti in vlažnosti v morju. Na podlagi tega je bila konec leta 2020 na platformo nameščena neodvisna zaščita pry block in izvedene so bile modifikacije daljinskega upravljanja in drugih elektronskih krmilnikov.
Splošno načelo delovanja dizelske požarne črpalke je naslednje:
Po zagonu dizelske požarne črpalke (s pritiskom na gumb za zagon lokalno ali na daljavo, zagon iz centralne nadzorne sobe ali spremembo izhodnega tlaka omrežja požarnih cevi), se električni motor 24 Vdc poganja z baterijo, da poganja vztrajnik, da se vrti. Vztrajnik poganja ročično gred, da se premika, ročična gred pa poganja bat, da stisne mešanico zraka in dizelskega goriva. Ko je meglena mešanica pod pritiskom, se zaporedno vžge skozi šest kompletov vžigalnih svečk za zagon dizelskega motorja.
Po filtriranju se bo temperatura svežega zraka po turbinskem polnjenju povečala, nato pa ga bo vmesni hladilnik ohladil na 25-60 stopinj, da prepreči, da bi bila temperatura stisnjenega zraka v valju previsoka in da bi se pretok zraka razredčil, kar bi povzročilo pri nezadostnem zgorevanju dizelskega goriva in zmanjšani moči.
Vmesni hladilnik v tej napravi se hladi z morsko vodo. Ko požarna črpalka deluje normalno, bo morska voda črpana iz odvodnega cevovoda morske vode do vmesnega hladilnika, kjer bo izmenjevala toploto s stisnjenim zrakom. Po izmenjavi toplote se bo morska voda izpustila v morje, ohlajen stisnjen plin pa bo vstopil v jeklenko za zgorevanje, kar bo dizelskemu motorju omogočilo izhodno moč.
Odpravljanje težav, prepoznavanje težav in upravljanje procesa
1. Mehki izpušni krog
V stanju zaustavitve zaradi pretrgane povezave je bila ugotovljena precejšnja razpoka v izpušni cevi, povezani z izpušnim kolenom in vstopnim cevovodom hladilnika polnilnega zraka na desni strani dizelskega motorja;
Fiksne ojnice na obeh straneh cevi so močno zarjavele in so se ločile od pritrdilnih vijakov.
Po analizi je izpušna cev pritrjena s fiksnimi ojnicami na obeh straneh, ki igrajo vlogo pri pritrditvi in blaženju udarcev. Zaradi težkega morskega okolja so ojnice zarjavele in polomljene. Izpušna cev nima podpore in pritrditve. Med večkratnimi tedenskimi preskusi je visokotemperaturno in visokotlačno tresenje izpušnega tlaka povzročilo, da je cev dolgo časa močno vibrirala, kar je na koncu povzročilo mehansko utrujenost in razpoke ter uhajanje zraka.
Pretrganje izpušne cevi dizelskega motorja
rešitev:
Zamenjajte izpušno cev z novo in zaklepno zaponko iz nerjavečega jekla;
Predelajte novo pritrdilno palico cevi in obnovite namestitev po protikorozijski obdelavi.
2. Okvara mehanizma turbopolnilnika, poškodba kabla
Glede na evidenco vzdrževanja je bila ta dizelska požarna črpalka na servisu sredi oktobra 2019. Zaradi blokade v mehanizmu turbopolnilnika je bil zamenjan nov turbopolnilnik.
Med obdobjem testiranja 2019-2022 je bil večkrat popravljen in trenutno kaže naslednje rezultate:
Po zagonu motor deluje normalno eno minuto. Ko tlak vode v črpalki doseže 10MPA, se izpušna cev obarva rdeče in se pregreje, vrtilna frekvenca motorja je nestabilna in pride do pojava tovornjaka z oljem, ki oddaja gost črn dim. Motor močno trese, iskre pa nastajajo zaradi trenja med lopaticami turbopolnilnika in spiralo.
Temperatura turbopolnilnika je nenormalna in gori rdeče
Nenormalno delovanje dizelskega motorja, vključno z:
1. Prenosni mehanizem turbopolnilnika ne deluje pravilno in turbopolnilnika ni mogoče normalno odpreti. Po približno dveh minutah delovanja ohišje turbopolnilnika gori rdeče.
2. Nestabilna hitrost dizelskega motorja povzroči nestabilen tlak in premik požarne črpalke.
3. Med delovanjem dizelskega agregata izpušna cev oddaja močan črn dim.
Vzdrževalci so po pregledu različnih sistemov dizelskega motorja predhodno ugotovili, da je prišlo do mehanske okvare v notranjosti turbopolnilnika dizelskega motorja.
Vzdrževalci so med pregledom ugotovili, da:
Obraba bakrenega tulca in gredi turbopolnilnika povzroči povečanje vzdolžne in osne zračnosti. Trenje se pojavi med lopaticami sesalne turbine turbopolnilnika in spiralno lupino, ustvarjeni ostanki pa vstopijo med ventil in obroč sedeža ventila skozi sesalni kanal. Tesen pokrov med obročem sedeža ventila in ventilom je obrabljen, kar povzroča slabo tesnjenje. Nekateri visokotemperaturni in visokotlačni plini bodo šli skozi sesalni ventil, sesalno cev in hladilnik polnilnega zraka, dokler ne bodo odplaknjeni iz sesalne odprtine zračnega filtra, kar bo povzročilo povečan sesalni upor, nezadostno sesanje, nepopolno zgorevanje in nepopolno zgorevanje dizelskega goriva v izpušni cevi. Izpušna cev postane rdeča, moč je premajhna, število vrtljajev se zmanjša in pojavljajo se drugi pojavi.
Ob začetku preskusa obremenitve dizelske požarne črpalke je bilo ugotovljeno, da je prišlo do močnega puščanja zraka v izpušnem kolektorju, kar je povzročilo zmanjšanje pretoka plina in pretvorbo toplote na strani turbinskega polnilnika, kar je povzročilo nizko hitrost turbopolnilnika in zmanjšanje količina zraka, ki vstopa v valj, kar vodi do visoke temperature izpušnih plinov in rdeče izpušne cevi.
Reševanje težav s puščanjem izpušne cevi:
1. Odstranite dušilec zvoka in meh
2. Izpustite hladilno vodo iz enote
3. Odstranite turbopolnilnik in ga razstavite za pregled (razen kakršne koli poškodbe turbopolnilnika)
4. Po odstranitvi izpušnega kolektorja in drugih pripadajočih komponent je bilo ugotovljeno, da so bila tesnila izpušne cevi valjev 5 in 6 poškodovana, kar je povzročilo uhajanje zraka. Šest novih tesnil izpušnih cevi je bilo izdelanih iz grafitnega materiala
5. Ponovno namestite izpušni kolektor, ponovno namestite turbopolnilnik, ponovno namestite dušilec zvoka, ga popravite in namestite ter preizkusite enoto. Najprej obidite aktuator turbopolnilnika, ovijte vtič krmilnega tokokroga z električnim trakom in pustite, da moč turbopolnilnika doseže svoj maksimum;
Pri prvem preizkusu je bila ročica aktuatorja turbopolnilnika dvignjena navzgor v napačno smer in ni bila popolnoma odprta, zaradi česar je izpušna cev še vedno rdeča;
Drugi preizkus je bil izveden s potegom pogonske palice navzdol v pravilno smer. Hitrost turbinskega polnilnika je bila normalna, izpušna cev ni rdeča, vrtilna frekvenca dizelskega motorja je bila tudi normalna. Po več kot 10 minutah delovanja se je stroj normalno ustavil in preizkus je bil zaključen.
Razlog za poškodbo tesnila izpušne cevi je lahko v tem, da se je premer med valovito cevjo izpušne cevi in dušilcem zmanjšal, prav tako pa je zelo majhen premer vstopnega konca dušilca, kar povzroča povečanje izpušnih plinov. protitlak. Sčasoma se poškoduje tesnilo izpušnega kolektorja.
Priporočljivo je ponovno obdelati izpušno cev. Premer izpušne cevi se bo s številom zavojev in dolžino večal in ni več možnosti, da bi se zmanjšala kot prej.
Ovijte vtič krmilnega kroga aktuatorja turbopolnilnika z električnim trakom in ga ni treba ponovno priključiti.
Ne vpliva na uporabo. (Prvotno je osebje na platformi pritrdilo tudi aktuator turbopolnilnika tako, da je palico potegnilo navzdol, vendar ni odstranilo vtiča krmilnega voda, kar bi lahko zlahka poškodovalo aktuator. Zato je vezje vtiča zdaj odstranjeno).
Po zamenjavi turbinskega mehanizma in izvedbi več preskusov se je zagnala in delovala 5-10 minut z nazivno izhodno obremenitvijo. Temperatura izpušnih plinov je ostala stabilna pri 400-500 stopinjah in območje turbopolnilnika ni več rdeče. Težava je bila rešena.
3. Lokalno je prikazanih več kod napak
Med začetnim vzdrževanjem je bilo ugotovljeno, da je bilo na lokalnem monitorju prikazanih več opozorilnih kod napak, vključno s komunikacijskim opozorilom SPN3822 za 2. stopnjo obtočne črpalke izpušnih plinov (drugi kabel senzorja ECR) in opozorilom o odklopu SPN641 za turbinski pogon.
Alarm za napako, prikazan na modulu lokalne krmilne omarice, je koda SPN3822, ki je posledica predhodnega pregleda težave z zagozditvijo turbopolnilnika. Ker turbopolnilnik ne more samodejno zaznati in izvesti stopnje odpiranja, da bi preprečil napačno delovanje turbinskega mehanizma, je bil priključni kabel obtočne črpalke izpušnih plinov ročno odklopljen. Samo s kasnejšo obnovo turbinskega mehanizma in priključitvijo kabla je mogoče odpraviti ustrezno kodo napake.
Lokalni modul krmilne omarice prikaže drugo kodo alarma napake SPN641, ki kaže na napako komunikacije med ventilom VGT aktuatorja turbopolnilnika motorja in ECM. Pri pregledu na kraju samem je bilo ugotovljeno, da sta v kabelskem snopu med ECM in lokalno krmilno omarico dve korodirani in zlomljeni žici, ki sta bili delujoča napajalna žica (J1-H3AI-H4) ventila VGT aktuatorja , kar povzroči okvaro komunikacije med ECM in ventilom VCT.
Ta konektor spada med specializirane konektorje in ga ni mogoče razstaviti zaradi vzdrževanja, zato ga je mogoče uporabiti samo na mestu. Dva napajalna voda ventila VCT za JH31-H4 sta stisnjena na krožni priključni blok, nato vstavljena v okrogel zatič in tesno povezana z zadrgami, da preprečite slab stik. Po obdelavi je komunikacija med ECM in VCT normalna in koda SPN641 se ne prikaže več.
4. Korozija, zlom in puščanje vode v hladilniku polnilnega zraka
Po odstranitvi mehke povezave izpušnih plinov in uporabi svetilke za osvetljevanje notranjosti hladilnika polnilnega zraka je bilo ugotovljeno, da so na hladilnih rebrih hladilnika polnilnega zraka neprekinjene kapljice vode. Ob dotiku z roko so bile zrnate vodne kapljice z močnim vonjem po morski vodi, kar je bilo ugotovljeno kot korozija in perforacija cevi za izmenjavo toplote vmesnega hladilnika.
Vmesni hladilnik uporablja spremljajočo morsko vodo za hlajenje svežega zraka po turbinskem polnjenju. Morska voda je zelo jedka in povzroča puščanje vode v ceveh za izmenjavo toplote hladilnika polnilnega zraka. Zaradi visoke lege hladilnika polnilnega zraka, na najvišji točki motorja, in dejstva, da morska voda doseže hladilnik polnilnega zraka šele po zagonu motorja. Ko motor teče, gre morska voda skozi hladilnik polnilnega zraka in vstopi v sesalni razdelilnik, preden vstopi v valj. Slabo zgorevanje v valju povzroča nabiranje ogljika in vodne pare, ki dodatno razjedata ventile in sedežne obroče. Obraba v notranjosti cilindra se stopnjuje, obrabljata se bat in batni obroček.
Po določitvi korozijske perforacije hladilnika polnilnega zraka ob upoštevanju, da čeprav je morska voda jedka, količina pronicanja ni prevelika in je dizelska požarna črpalka kritična oprema za nujne primere in je v spletni varnostni kopiji, ni dovoljeno razstaviti in popraviti intercooler za dolgo časa. Priporočljivo je, da lokacija naftnega polja:
1. Zmanjšajte pogostost testiranja opreme in preklopite s tedenskega na dvomesečno testiranje;
2. Nujno kupite intercooler in ga pravočasno zamenjajte.
3, Povzetek preiskave in predlogi za varnostno kopiranje:
Po podrobnem pregledu različnih vzdrževalnih sil na naftnem polju je bilo ugotovljeno in rešeno, da ima dizelska požarna črpalka premajhno moč in ogrevanje turbine zaradi korozije, nenormalno visokih temperatur in drugih razlogov. Sčasoma je bila dizelska požarna črpalka povrnjena v normalno stanje pripravljenosti z zamenjavo rezervnih delov in spremembo delovnih postopkov.
Ker je oprema uvožena iz Združenih držav, je cikel naročanja rezervnih delov razmeroma dolg in traja nekaj časa, da si opomoremo po okvarah opreme. Poleg tega so v kombinaciji s posebno funkcijo v sili dizelske požarne črpalke priporočeni postopki delovanja naslednji:
1) Ne zaganjajte dizelskega motorja, razen če je nujno, da preprečite nadaljnje poškodbe motorja;
2. Zamenjajte hladilnik polnilnega zraka;
Zamenjajte turbopolnilnik in sklop izpušne cevi;
4) Izvedite srednja ali večja popravila, zamenjajte notranje komponente, kot so ventili, sedežni obročki, batni obročki itd.
Ta požarna črpalka spada med nujno opremo in je najpomembnejša oprema za gašenje požarov v sili na naftnih poljih na morju. Če med običajnim proizvodnim obdobjem naftnega polja pride do kratkotrajnega nenormalnega stanja, obstaja določeno varnostno tveganje za naftno polje, kot sledi:
Tveganje 1
Med požarnimi brizgalkami velikega obsega lahko povzroči nizek tlak v omrežju požarnih cevi in nezadostno oskrbo s požarno vodo.
Nadzorni ukrepi:
1) Zamenjajte vroče delo s hladnim in čim bolj zmanjšajte število vročih del.
2) Prepovedano je istočasno izvajanje vročih del v več nevarnih območjih. Prekinite delovanje z odprtim ognjem v nevarnih območjih.
3) Nadzorne ukrepe za termična dela, ki se izvajajo v nevarnih območjih, je treba nadgraditi.
4) Okrepiti toplotni nadzor med vročimi deli, opremiti opremo za gašenje požara in izboljšati zmogljivosti opazovalcev požara za odzivanje na nujne primere.
5) Šifrirajte in preglejte protieksplozijsko varno električno opremo in električne naprave, da odpravite nevarnost požara.
6) Preverite stanje mednarodnih obalnih povezav in cevi na priklopni palubi, da zagotovite zanesljivost in uporabnost.
Tveganje 2
V primeru vzdrževanja ali izpada električne energije na ploščadi električne požarne črpalke se električna požarna črpalka ne more normalno zagnati, dizelske požarne črpalke pa ni mogoče uporabiti, kar povzroči odpoved protipožarnega sistema.
Nadzorni ukrepi:
1) Šifrirajte in preizkusite električno požarno črpalko ter ustrezno podaljšajte vzdrževalno obdobje zaustavitve električne požarne črpalke.
2) Rezervirajte eno električno požarno črpalko in se pred zamenjavo črpalke ustrezno pripravite, da skrajšate čas vzdrževanja pri zamenjavi črpalke.
3) Dodajte prenosne gasilne aparate s suhim prahom in peno na kolesih na kraju samem, da izboljšate zmožnost gašenja začetnih požarov.
4) Preverite mednarodno obrežno povezavo in stanje cevi priklopnega krova, da zagotovite zanesljivost in uporabnost.
5) Oddelek za napajanje je šifriral in preizkusil zasilni generator ter poskušal napajati požarno črpalko v primeru izgube električne energije na ploščadi.
6) Spodbujati medsebojno povezavo in medsebojno komunikacijo cevovodov za protipožarno zaščito med to ploščadjo in sosednjimi ploščadmi.