Kiertokaasukompressorin rikkoutumiset
Rautiainen, Tatu (2010)
Rautiainen, Tatu
Metropolia Ammattikorkeakoulu
2010
All rights reserved
Julkaisun pysyvä osoite on
https://urn.fi/URN:NBN:fi:amk-2010101313662
https://urn.fi/URN:NBN:fi:amk-2010101313662
Tiivistelmä
Insinöörityön tarkoituksena oli selvittää Borealiksen Porvoon polypropeenilaitoksen kaksivaiheisen, mäntätoimisen kiertokaasukompressorin venttiilirikkojen syyt vuonna 2010 tapahtuneissa alasajoissa sekä kehittää parannusehdotuksia, joilla tulevat rikkoutumiset estettäisiin. Työssä määritettiin myös asetuslämpötila kompressorin välijäähdyttimen jälkeiselle kaasulle syksyllä 2010 tehdyn prosessimuutoksen vuoksi.
Rikkoutumisia analysoitiin tutustumalla automaatiojärjestelmästä löytyneisiin rikkoutumisia edeltäviin tietoihin. Vaurioitumissyiden ymmärtämiseksi työssä perehdyttiin prosessiin ja sen ominaisuuksiin. Komprimointia mallinnettiin tietokonesimulaatioiden avulla. Lisäksi tietoa kerättiin tehtaan automaatiojärjestelmästä, haastatteluista, raporteista, kaasuanalyyseistä, laitevalmistajien materiaaleista sekä tutkimuksista.
Kiertokaasukompressorin alasajon aiheuttivat kullakin kerralla nesteiskun hajottamat pakoventtiilit. Sylintereihin päätynyt neste oli pääosin kondensoitunutta haittatuotetta, oligomeeria. Rikkoutumistyyppejä löydettiin kaksi, ja ne eroavat toisistaan rikkoutumiskohdan perusteella. Ensimmäisellä kerralla hajosivat ensimmäisen vaiheen ja toisella toisen vaiheen pakoventtiilit. Ensimmäiseen vaiheeseen neste kulkeutui todennäköisesti kaasuseoksen mukana kapasiteetiltaan riittämättömän pisaranerottimen ohi. Toisen vaiheen rikkoutuessa neste syntyi kompressorin sisällä, mutta epäselväksi jäi, oliko neste kondensoitunut välijäähdyttimessä ja kulkeutunut sylinteriin vai syntyikö se paineen kasvaessa sylinterin sisällä. Tiettyjen tuotteiden ja niiden ominaisuuksien huomattiin lisäävän toisen vaiheen rikkoutumisriskiä.
Uusien rikkoutumisten välttämiseksi työssä tehtiin useita ehdotuksia prosessin parantamiseksi. Nesteiden pääsyn estämiseksi ensimmäiseen vaiheeseen on syytä käynnistää selvitys pisaranerottimen kapasiteetin kasvattamiseksi. Kompressoria ympäröivien säiliöiden tyhjennyskäytäntöjä päivitettiin. Muutoksia tuli myös automaatiojärjestelmän lukituslämpötiloihin sekä toisen vaiheen imulämpötilaan.
Rikkoutumisia analysoitiin tutustumalla automaatiojärjestelmästä löytyneisiin rikkoutumisia edeltäviin tietoihin. Vaurioitumissyiden ymmärtämiseksi työssä perehdyttiin prosessiin ja sen ominaisuuksiin. Komprimointia mallinnettiin tietokonesimulaatioiden avulla. Lisäksi tietoa kerättiin tehtaan automaatiojärjestelmästä, haastatteluista, raporteista, kaasuanalyyseistä, laitevalmistajien materiaaleista sekä tutkimuksista.
Kiertokaasukompressorin alasajon aiheuttivat kullakin kerralla nesteiskun hajottamat pakoventtiilit. Sylintereihin päätynyt neste oli pääosin kondensoitunutta haittatuotetta, oligomeeria. Rikkoutumistyyppejä löydettiin kaksi, ja ne eroavat toisistaan rikkoutumiskohdan perusteella. Ensimmäisellä kerralla hajosivat ensimmäisen vaiheen ja toisella toisen vaiheen pakoventtiilit. Ensimmäiseen vaiheeseen neste kulkeutui todennäköisesti kaasuseoksen mukana kapasiteetiltaan riittämättömän pisaranerottimen ohi. Toisen vaiheen rikkoutuessa neste syntyi kompressorin sisällä, mutta epäselväksi jäi, oliko neste kondensoitunut välijäähdyttimessä ja kulkeutunut sylinteriin vai syntyikö se paineen kasvaessa sylinterin sisällä. Tiettyjen tuotteiden ja niiden ominaisuuksien huomattiin lisäävän toisen vaiheen rikkoutumisriskiä.
Uusien rikkoutumisten välttämiseksi työssä tehtiin useita ehdotuksia prosessin parantamiseksi. Nesteiden pääsyn estämiseksi ensimmäiseen vaiheeseen on syytä käynnistää selvitys pisaranerottimen kapasiteetin kasvattamiseksi. Kompressoria ympäröivien säiliöiden tyhjennyskäytäntöjä päivitettiin. Muutoksia tuli myös automaatiojärjestelmän lukituslämpötiloihin sekä toisen vaiheen imulämpötilaan.