Фильтр очистки тонкой очистки турбинного масла

Очистка турбинного масла

С течением времени происходит механический износ внутренних деталей, колесных пар, зубчатых передач, гидроцилиндров, и по мере износа механизмов в смазочном масле накапливаются различные механические примеси (вода, пыль, стружка) образуется абразив, который в разы уменьшает время износа соприкасающихся деталей механизмов. Продлить срок полноценной эксплуатации оборудования, такого как турбины, двигатели, редуктора возможно в случае постоянного контроля качества и своевременной очистки турбинных масел от механических включений.

Для решения данной проблемы наша компания предлагает ряд технических решений, изготовление и поставку установок и фильтров для очистки турбинного масла.

Стационарные установки и фильтры для очистки турбинного масла

Технические характеристики и варианты исполнения стационарных установок и фильтров для очистки турбинного масла:

Назначение: быстро и эффективно очищают турбинные масла от механических взвесей и воды, обеспечивая очистку от механических взвесей, остаточное содержание воды менее 90 мг/м³.

Стационарные взрывозащищенные установки для очистки турбинных масел

Технические характеристики и варианты исполнения стационарных взрывозащищенных установок и фильтров для очистки турбинного масла:

Назначение: быстро и эффективно очищают различные типы турбинных масел от механических взвесей и воды, обеспечивая очистку от механических взвесей и остаточное содержание воды до 90 мг/м³ и меньше.

Передвижные установки и фильтры для очистки турбинного масла

Технические характеристики и варианты исполнения передвижных установок и фильтров для очистки турбинного масла:

Назначение: очистка различных типов турбинных масел от механических примесей с размером частиц до 6 мкм и остаточным содержанием воды менее 60 мг/м³.

Фильтры для очистки турбинных масел

Технические характеристики и варианты исполнения фильтров для очистки турбинного масла:

Назначение: очистка турбинных масел от механических взвесей с эффективностью очистки 99.9 % при тонкости фильтрации 4,0 микрон.

Конструкция фильтров предусматривает отсутствие негативных последствий на корпус и внутренние детали фильтра, надежность их закрепления под воздействием негативных эксплуатационных характеристик таких как повторяющиеся колебания и продолжительные вибрации.

Установка очистки турбинного масла

Описание системы и область применения:

Система очистки турбинного масла продлевает срок службы турбины и значительно сокращает вероятность отказа турбины из-за масла или вероятность незапланированного технического обслуживания из-за загрязнений турбинного масла.

Важный фактор надежности турбинного масла на электростанциях – это контроль количества и удаление нежелательных частиц и воды. Когда турбинное масло загрязняется, защита поверхностей подшипников и работа турбины подвергается риску.

Системы очистки турбинного масла обеспечивают непрерывную и устойчивую очистку текучих сред во время функционирования оборудования и являются дополнительным преимуществом во время остановов, быстро подготавливая турбинное масло к запуску оборудования.

Источник

Установки для очистки

Турбинные масла разрабатываются с целью оптимизирования и увеличения эффективности производственных процессов благодаря обеспечению хорошей защиты деталей и комплектующих оборудования. Эти масла предназначаются для смазки и охлаждения подшипниковых узлов, а также соприкасающихся подвижных деталей в таких агрегатах как турбокомпрессорные машины, турбины (газовые или паровые), гидротурбины, турбонасосы, турбоагрегаты и турбовоздуходувки. Те же самые масла находят применение как рабочие жидкости для систем регулирования различных турбоагрегатов или турбин. Также турбинные масла применяются в гидравлических и циркуляционных системах всевозможных промышленных механизмов. Они должны соответствовать предъявляемым требованиям:

  • обладать стабильностью относительно окисления;
  • не выделять осадков при продолжительном режиме работы;
  • не образовывать с водой стойкой эмульсии во избежание ее проникновения в смазочную систему;
  • предохранять поверхность металлических деталей от воздействий коррозии.

Свойств, перечисленных выше, можно достичь применением высококачественных масел, осуществлением их глубокой очистки и введением присадок, улучшающих свойства турбинных масел (антиокислительные, деэмульгирующие и антикоррозионные). Качественная очистка турбинного масла и напорных маслопроводов способствует надёжной работе турбоагрегатов в течение долгого периода эксплуатации. Проверка отказов, неисправностей и повреждений энергетического оборудования свидетельствует о том, что с нарушениями системы маслоснабжения и ухудшением качества турбинного масла связаны до 20-25 % всевозможных сбоев. Если турбинное масло для паровых турбин, питательных электронасосов и турбонасосов перестает соответствовать требованиям эксплуатации, то оно должно быть подвергнуто качественной очистке. Если стабильность масла восстановить невозможно, то его необходимо заменить. Использование некачественного турбинного масла вызывает снижение функциональной надёжности оборудования и ведёт к его преждевременному изнашиванию. Загрязнённые шламами и влагой масла становятся одной из причин электроэррозии и сбоев в работе энергетического оборудования.

Высококачественное турбинное масло не поддаётся окислению, защищает детали от коррозии, не выделяет осадков даже при длительной эксплуатации, с водой не образует стойкой эмульсии. Также используемые турбинные масла не должны содержать видимых механических примесей, шлама, воды и осадков, в противном случае масло подлежит замене. Пренебрежение этим правилом является главным критерием, ведущим к выходам из строя турбинных агрегатов. Также учитываются максимальные показатели кислотного числа, и для продления срока работы турбинного масла в него вводится антиокислительные присадки.

Процесс старения постоянно используемого масла приводит к ухудшению изначальных свойств, что делает его непригодным к дальнейшему использованию. Но, учитывая высокую цену турбинного масла и те объемы, в которых оно закупается для крупных предприятий, полная замена становится чрезмерно затратной. Встает необходимо восстановления турбинного масла с помощью очистки для дальнейшего использования. Методы непрерывной очистки для эксплуатации более предпочтительны, так как позволяют увеличить срок работы масла без перезаливки. Однако непрерывную очистку масла на работающем оборудовании можно осуществить лишь при использовании малогабаритного оборудования, не занимающего много места в помещении и допускающего простую разборку и сборку: фильтры, сепараторы, адсорберы. Если оборудование более сложно и громоздко, его приходится устанавливать в отдельном помещении, то в таком случае очистка должна проходить со сливом масла. Дорогостоящее оборудование для очистки масла не рационально использовать для одной станции, так как соответствующее оборудование будет работать лишь периодически, поэтому такие установки изготавливают в передвижном варианте. Для крупных блочных станций с использованием больших объемов масла оправдывают себя и стационарные установки очистки любого типа.

Имеющиеся методы очистки или восстановления отработанных турбинных масел классифицируют на физические способы, физико-химические и химические.

1. Физические методы

При реализации данных способов очистки химические свойства очищаемого масла не изменяются. К основным физическим методам относятся процессы отстаивания, фильтрации и сепарации, при помощи которых происходит очистка масел от воды и примесей, которые не растворимы в маслах.

1.1. Отстаивание

Это наиболее простой и дешевой способ отделения от масла шлама, воды и механических примесей, реализуемый в баках-отстойниках специального исполнения с основанием конической формы. По истечении определенного времени среды с разным удельным весом расслаиваются. Масло, обладающее меньшим удельным весом, поднимается наверх, в то время как вода с механическими примесями опускается на дно, после чего удаляется через предусмотренный для этого слив в конусной части бака.

В роли отстойника может выступать и сам масляный бак, однако в нем отсутствуют условия, необходимые для расслоения масловодяной эмульсии. В баке масло находится в постоянном движении, что обуславливает непрерывное перемешивание слоев, а находящийся там воздух нивелирует разницу плотностей у составных компонентов масловодяной эмульсии и осложняет процесс расслоения. В баке-отстойнике для масла созданы более благоприятные условия, а время отстаивания не ограничено. Основной недостаток данного метода очистки турбинного масла заключается в малой производительности, обусловленной большой длительностью этапа расслаивания. Также отстойник требует значительного пространства для размещения и увеличивает степень пожароопасности в нем.

1.2. Сепарация

Наиболее производительным методом очистки турбинного масла от воды с примесями считается сепарация, которая под воздействием в барабане сепаратора центробежных сил благоприятствует отделению воды и частиц от масла. Тихоходные маслоочистительные сепараторы (частота вращения 4500 — 8000 об/минуту) нашли наибольшее применение в сравнении с быстроходными прототипами (частота вращения 18000 — 20000 об/минуту).

Сепараторы подразделяются на:

  • вакуумные (также частично удаляют влагу из воздуха);
  • открытого типа.

Характер загрязнений уточняет способ очистки масла сепараторами: способом осветления (для твердых примесей, шлама, а также для малого содержания в масле воды) или способом очистки (при сильном обводнении масла). Для этих способов применяют разные барабаны, при этом производительность барабана для процесса осветления на 30% выше производительности барабана, служащего для очистки. Сепаратором можно проводить очистку масла на турбине, находящейся в работе, если наблюдается сильное обводнение масла. Повышает качество очистки использование двух сепараторов, подключаемых последовательно, когда первый сепаратор собран по принципу очистки, а второй — по принципу осветления.

1.3. Фильтрация

Под фильтрацией масла принято понимать отделение примесей, нерастворимых в масле, при пропускании масла через фильтровальную пористую поверхность. Фильтрующим материалом служат фильтровальная бумага, мешковина, картон, бельтинг, войлок. При фильтрации турбинных масел применение нашли фильтр-прессы рамочной конструкции, оснащённые собственным маслонасосом (вихревым или ротационным), который пропускает масло под давлением до 0,49 МПа (3-5 кгс/см 2 ) через зажатый между рамками фильтрующий материал, который постоянно обновляется. Фильтрацию масла через фильтр-пресс обычно сочетают с его очисткой в сепараторе. При сильном обводнении масло чистят сначала в сепараторе, а затем в фильтр-прессе. Очистку масла можно производить также на функционирующей турбине, когда после второго сепаратора, работающего по принципу осветления, подключают фильтр-пресс, что обеспечивает особо качественную очистку.

Читайте также:  Фильтры для аквариума aquael сборка

1.4. Гидродинамическая очистка

Чтобы маслосистема турбоагрегата нормально функционировала, необходимо не только постоянно чистить масло, но и периодически очищать всю систему, например, после ремонта. Для этих целей применяют хорошо зарекомендовавший себя гидродинамический метод очистки маслосистем, когда вся маслосистема, кроме подшипников, очищается прокачиванием масла, предварительно прошедшего очистку. Процесс этот основан на турбулентном потоке, создаваемом в пристенной области, и реализуется на скорости, в 2 раза превышающей рабочую скорость. Температура процесса превышает 60 °С.

Преимущества гидродинамической очистки:

  • не нарушается масляная пленка между металлом и маслом;
  • исключается появление коррозии на поверхностях маслосистемы;
  • нет необходимости в применении химических растворов для удаления отложений;
  • исключается демонтаж маслосистемы;
  • на 20 — 40% снижена трудоемкость очистки, уменьшена продолжительность капитального ремонта.

2. Физико-химические методы

Данные способы восстановления и очистки турбинных масел содержат методы, при которых химический состав очищаемого масла частично изменяется. В качестве примера можно привести очистку масла адсорбентами и промывку его с помощью горячего конденсата.

2.1. Адсорбционная очистка

В основу адсорбции положено поглощение содержащихся в масле в растворенном виде веществ с помощью твердых материалов (высокопористых), называемых адсорбентами, которые способствуют удалению из масла низкомолекулярных и органических кислот, смол и прочих растворенных примесей. Адсорбентами служат различные материалы: окись алюминия, силикагель, различные земли отбеливающего действия (бокситы, сланцы, диатомиты, отбеливающая глина). Эффективность адсорбции, помимо общей поверхности слоя адсорбента, определяют размер пор и величина поглощаемых молекул.

Адсорбирующими материалами для турбинного масла могут служить материалы, размер пор которых составляет 20-60 ангстрем, что способствует поглощению высокомолекулярных соединений, таких как смолы и органические кислоты. Для этих целей хорошо подходит силикагель, получивший большое распространение. А вот окись алюминия хорошо поглощает органические, низкомолекулярные кислоты, в то время как смолистые вещества — хуже. Эти два поглотителя являются искусственными адсорбентами, из-за чего их стоимость высока, особенно окиси алюминия. Значительно дешевле обходятся природные адсорбенты (бокситы, глины, диатомиты), но эффективность их намного ниже.

С помощью адсорбентов можно чистить масло двумя методами:

  • контактны (смешивание масла с мелкозернистым порошком адсорбента);
  • перколяционный (пропускание масла сквозь неподвижный слой адсорбента).

Перед началом очистки контактным способом масло должно быть в подогретом состоянии. Чтобы очистить масло от адсорбента, его пропускают впоследствии через пресс-фильтр, адсорбент теряется при этом.

Перколяционный метод заключается в пропуске нагретого до 60 — 80 °С масла через слои зернистого адсорбента загруженного в специальные аппараты (адсорберы). Данный метод восстановления турбинных масел, в отличие от контактного, позволяет использовать адсорбент повторно и работает на действующем оборудовании без слива масла из маслобака. Процесс очистки становится дешевле и позволяет применять для очистки масел более эффективные и дорогостоящие адсорбенты.

Адсорбер (передвижного или стационарного типа) — это простой цилиндр сварной конструкции, в который загружается гранулированный адсорбент. Фильтр, призванный удерживать мелкие частицы адсорбента, вынесен в верхнюю часть адсорбера. Процесс фильтрования масла идет снизу вверх, что обеспечивает почти полное вытеснение воздуха и незначительное засорение фильтра. Адсорбент наряду с продуктами старения масла может поглощать и воду, а при большом количестве воды в масле адсорбент быстро теряет свои поглощающие способности, поэтому перед обработкой адсорбентом масло следует тщательно очищать от ила и воды.

В общей схеме маслоочистки адсорбция занимает место после очистки масла сепараторами и фильтр-прессами. Адсорбент после использования легко восстановить, продувая через него горячий воздух (около 200 °С). Важно знать, что очистку методом адсорбции нельзя использовать для масел с присадками, так как все присадки (кроме ионола) адсорбенты поглощают в полном объеме.

2.2. Промывка конденсатом

Промывка масла конденсатом делается при увеличенном кислотном числе масла и наличии в нем низкомолекулярных кислот, растворимых в воде. Практика показывает, что после промывки масла улучшаются также и другие его показатели: снижается присутствие шлама и механических примесей и повышается способность эмульсии к расслоению. Чтобы повысить у кислот уровень их растворимости, масло и конденсат в количестве 50 — 100% от количества промываемого масла разогревают до 70-80 °С. Для увеличения площади массообмена конденсат и масло тщательно смешиваются. При этом низкомолекулярные кислоты переходят из масла в воду, вместе с которой и выводятся из сепаратора, а находящиеся в масле шлам и примеси увлажняются, за счет чего увеличивается их плотность и улучшается отделение.

Конденсатом можно промывать масло в отдельной ёмкости, в которой циркулирует вода и масло. Циркуляция осуществляется при помощи пара или насосом. Такая промывка делается и во время функционирования турбины, при этом масло сливается из маслобака, а после промывки подаётся в резервную емкость.

3. Химические методы

К химическим методам очистки турбинного масла следует отнести очистку с помощью всевозможных химических веществ (кислот или щелочей). Этот метод применяется для очистки масел, которые в процессе эксплуатации претерпевают химические изменения.

Метод щелочной очистки используется при сильной изношенности масла и в случае недостаточности действия всех ранее описанных методов. Щелочь нейтрализует органические кислоты, остатки серной кислоты (при очистке масла кислотой), способствует удалению эфиров и др. соединений. При этом происходит образование солей, которые переходят в раствор воды. Их удаление происходит при последующей очистке масла. Используют обычно 5 — 14%-ный тринатрийфосфат или 2,5 — 4%-ный едкий натр. Процесс очистки щелочами реализуется при температуре 40 – 90 °С в сепараторе, в котором очищают масло горячим конденсатом. Масло перед началом процесса стоит обезводить в том же сепараторе. После очистки турбинного масла щелочью его промывают горячим конденсатом и очищают с помощью адсорбентов.

В связи с тем, что использование химических реагентов связано с предварительной и последующей очисткой масла, стали использовать комбинированные агрегаты для глубокой очистки масла, где все стадии соединены в одну общую технологическую схему очистки. Все эти агрегаты и установки, в зависимости от используемой схемы очистки турбинного масла, оснащены достаточно сложным оборудованием (отстойники, насосы, баки-мешалки, фильтр-прессы) и выполняются конструктивно как в виде стационарных, так и передвижных устройств. В промышленности имеются и универсальные установки, которые позволяют вести процесс очистки масел по любому отдельному методу.

Назначение установок

Установки быстро и эффективно очищают турбинные масла от механических взвесей и воды, обеспечивая очистку от мех взвесей по ISO 16/14/11 и остаточное содержание воды до 100 мг/м³ и меньше.

Источник



Очистка турбинных и компрессорных масел

Производители газовых и паровых турбин предъявляют все более жесткие требования к системам смазки. Агрессивная среда, влага и загрязнение масла (в особенности продуктами окисления), могут привести ко многим проблемам на оборудовании. Снижается ресурс и надежность работы механизмов, а также сокращается срок службы смазочных материалов.

ОЧИСТКА МАСЕЛ НА ТУРБИННЫХ УСТАНОВКАХ

1. Описание проблемы

Старение масла происходит по-разному в зависимости от типа масла, конфигурации системы, температуры в системе и т.д. Однако значительным фактором, ускоряющим старение масла, является его загрязненность.

В применяемых в настоящее время методах очистки масла используется тонкая проточная фильтрация улавливающая частицы размером до 5 мкм. Однако последними исследованиями обнаружено, что тонкая проточная фильтрация вызывает электростатические разряды в масле. Эти разряды разрушают молекулы масла, что приводит к появлению электрически заряженных и дипольных частиц загрязнителей, имеющих размеры менее 2,5 мкм.

Именно они, вследствие повышенной способности к окислению, вносят наибольший вклад в ухудшение качеств масла и стимулируют процесс старения. Кроме того, они осаждаются на внутренних поверхностях оборудования. Это вызвано полярностью продуктов загрязнения масла и постоянным высоким дипольным моментом поверхностей. Поэтому, притягиваясь к металлическим поверхностям внутри маслосистемы, слой загрязнения со временем образует на подвижных поверхностях что-то похожее на «лак», а на неподвижных они создают липкий слой осадков из продуктов разложения и других частиц загрязнителей.

Рассмотрим наиболее типичные проблемы, возникающие по вине некачественного масла:

— Залипание и отказ клапанов – проблема, возникающая при эксплуатации многих современных турбин или гидравлических систем. Похожие на лак отложения, осаждаясь и накапливаясь в зазорах и дроссельных сечениях узлов регулирования и на поверхностях золотников (особенно в неподвижных большую часть времени — золотниках защиты), постепенно уменьшают зазоры, что приводит к эффекту залипания или к полному заклиниванию.

— Ускоренный износ подшипников. Эффективность смазки достигается разделением подвижных поверхностей тонким слоем смазки. Часто зазоры или толщина слоя масла смазки составляют лишь несколько микрон. Образование «лака» на подвижных поверхностях подшипника приводит к высокому трению и износу. Хотя для турбины этот фактор и не приводит к неожиданному отказу, но это приводит к необходимости более частой замены подшипников. Попадание же твердых частиц в опорный подшипник может нарушить установку подушек и вызвать тяжелую аварию турбины.

Читайте также:  Фильтры для очистки воды гейзер евро

— Закупорка проходных фильтров — возникает по причине попадания образовавшегося шлама в систему проходных фильтров на линии смазки турбин. Образование шлама вызывается накапливанием в масле продуктов его окисления, которые оседают слоями в системе в течение длительного времени. При любом возмущении в маслобаке происходит внезапное забивание фильтров, что приводит к останову. Замена фильтров и даже масла не решают проблемы, так как новые фильтры быстро закупориваются накопленным шламом. Газовые турбины оснащены различными проходными и мелкопористыми фильтрами для регулирующих клапанов. Когда фильтры забиваются, клапаны перестают работать, приводя к останову турбины.

На рисунке приведены примеры забивания фильтров шламом из продуктов окисления масла:

Мелкопористый фильтр клапана Проходной фильтр клапана

Возникают и другие проблемы из-за загрязнения масла, в частности, преждевременный износ уплотнений, образование на внутренних поверхностях, липких осадков и осевших твердых частиц, слоя типа «наждачной шкурки» и пр.

2. Оборудование для очистки и контроля масла.

Таким образом, для сохранения высоких качеств масла и продления срока его службы, крайне важно, на как можно более ранних стадиях осуществлять его очистку от электрически заряженных и дипольных частиц загрязнителей, размером до субмикронного уровня, а также удалять из масла влагу.

Для достижения этих целей разработана технология и комплект установок «OilCare» которые позволяют осуществлять очистку и осушку масел непосредственно в самом оборудовании, и легко контролировать качество масла с помощью компактной экспресс-лаборатории.

Система » OilCare » включает в себя следующие виды оборудования:

— Установка электростатической очистки «Kleentek ELC»;
— Установка «TRIBODRYER» или «FAD-500» для удаления влаги из масла;
— Экспресс-лаборатория «Kleentek».

Установка «Kleentek ELC»

Это — небольшой переносной модуль, который прокачивает масло из маслобака через камеру электростатической очистки и возвращает его в систему в непрерывном цикле. Во время очистки в каждый момент времени из бака удаляется не более 60 литров масла, что позволяет очищать масло непосредственно в процессе работы, исключая операцию слива и последующего заполнения оборудования маслом.

Применение установок Kleentek ELC обеспечивает глубокую очистку от загрязнений, включая наиболее агрессивные заряженные и дипольные частицы размерами до субмикронного уровня, и предотвращает искрение в масле по сравнению с обычными фильтрами. Масло становится настолько чистым, что оно само постепенно растворяет и очищает от загрязнений внутренние поверхности оборудования и маслосистемы. Это уменьшает риск отказа системы, а также продлевает срок службы масла.
Максимальное количество масла в литрах, единовременно отбираемое установками «Kleentek ELC»: R3 – 3л; R6 – 5; R10 – 11,5л; R25 – 21,5л; R50 – 34л; R100 – 64л; R200 – 127л

Преимущества:

— Портативность, может использоваться непосредственно рядом с оборудованием;
— Удаляет все заряженные и нейтральные нерастворимые загрязнители, включая металлы, стекловолокна, продукты окисления масла до субмикронного уровня;
— Значительно продлевает срок службы масла;
— Удаляет отложения из внутренних частей маслосистемы;
— Минимизирует потребность в присадках для масла.

Установки «TRIBODRYER» и «FAD — 500»

«TRIBODRYER» и «FAD — 500» — влагоудаляющие установки, принцип действия которых основан на охлаждении и удалении сконденсировавшейся влаги из воздушного над масленого пространства маслобака. При непрерывном осушении воздуха в масляном резервуаре, влага испаряется из масла в воздух, откуда удаляется. Система охлаждения — охлажденная вода, гарантирует максимум эксплуатационной надежности при компактных размерах оборудования.

Блок монтируется на крышку маслобака емкостью до 50 м3 и обладает производительностью до 1,5 литра воды в час.

Преимущества:

— Снижает коррозию системы;
— Продлевает жизнь масла;
— Имеет низкие эксплуатационные расходы;
— Обеспечивает автоматическую работу и размораживание;
— Прост в монтаже.

Фильтры Des-Case — объединяют в себе испытанную конструкцию, которая предотвращает маслобаки и резервуары с нефтепродуктами от попаданий в них влаги и загрязнений, которые происходят из-за перепадов давления в результате теплового расширения и сжатия жидкости, или в процессе заполнения и опорожнения баков. Используется вся площадь внутренней полости фильтра из полиэстера: удаляются твердые частицы, затем влагопоглотитель удаляет (осушает) сопровождающие пары влаги. Фильтр тонкой очистки гарантирует, что только чистый, сухой воздух поступает в систему.

Преимущества:

— Предотвращает попадание влаги, пыли и других загрязнений в масло.
— Поглащает влагу из маслосистемы.
— Снижает коррозию системы;
— Продлевает жизнь масла;
— Имеет низкие эксплуатационные расходы;
— Прост в монтаже.

Экспресс-лаборатория «Kleentek».

Компактная, простая в эксплуатации мини лаборатория позволяет непосредственно на рабочем месте, в течение 1 – 1,5 часов определять чистоту и влажность масла. С помощью мембранной технологии фильтра, Вы можете идентифицировать ВСЕ нерастворимые загрязнители в масле, а также наличие в нем воды.

Преимущества:

— Простота в эксплуатации.
— Быстрое получение результатов анализа на рабочем месте.
— Определение частиц загрязнителей до 0,8 мкм.

Источник

Установки для очистки

Турбинные масла разрабатываются с целью оптимизирования и увеличения эффективности производственных процессов благодаря обеспечению хорошей защиты деталей и комплектующих оборудования. Эти масла предназначаются для смазки и охлаждения подшипниковых узлов, а также соприкасающихся подвижных деталей в таких агрегатах как турбокомпрессорные машины, турбины (газовые или паровые), гидротурбины, турбонасосы, турбоагрегаты и турбовоздуходувки. Те же самые масла находят применение как рабочие жидкости для систем регулирования различных турбоагрегатов или турбин. Также турбинные масла применяются в гидравлических и циркуляционных системах всевозможных промышленных механизмов. Они должны соответствовать предъявляемым требованиям:

  • обладать стабильностью относительно окисления;
  • не выделять осадков при продолжительном режиме работы;
  • не образовывать с водой стойкой эмульсии во избежание ее проникновения в смазочную систему;
  • предохранять поверхность металлических деталей от воздействий коррозии.

Свойств, перечисленных выше, можно достичь применением высококачественных масел, осуществлением их глубокой очистки и введением присадок, улучшающих свойства турбинных масел (антиокислительные, деэмульгирующие и антикоррозионные). Качественная очистка турбинного масла и напорных маслопроводов способствует надёжной работе турбоагрегатов в течение долгого периода эксплуатации. Проверка отказов, неисправностей и повреждений энергетического оборудования свидетельствует о том, что с нарушениями системы маслоснабжения и ухудшением качества турбинного масла связаны до 20-25 % всевозможных сбоев. Если турбинное масло для паровых турбин, питательных электронасосов и турбонасосов перестает соответствовать требованиям эксплуатации, то оно должно быть подвергнуто качественной очистке. Если стабильность масла восстановить невозможно, то его необходимо заменить. Использование некачественного турбинного масла вызывает снижение функциональной надёжности оборудования и ведёт к его преждевременному изнашиванию. Загрязнённые шламами и влагой масла становятся одной из причин электроэррозии и сбоев в работе энергетического оборудования.

Высококачественное турбинное масло не поддаётся окислению, защищает детали от коррозии, не выделяет осадков даже при длительной эксплуатации, с водой не образует стойкой эмульсии. Также используемые турбинные масла не должны содержать видимых механических примесей, шлама, воды и осадков, в противном случае масло подлежит замене. Пренебрежение этим правилом является главным критерием, ведущим к выходам из строя турбинных агрегатов. Также учитываются максимальные показатели кислотного числа, и для продления срока работы турбинного масла в него вводится антиокислительные присадки.

Процесс старения постоянно используемого масла приводит к ухудшению изначальных свойств, что делает его непригодным к дальнейшему использованию. Но, учитывая высокую цену турбинного масла и те объемы, в которых оно закупается для крупных предприятий, полная замена становится чрезмерно затратной. Встает необходимо восстановления турбинного масла с помощью очистки для дальнейшего использования. Методы непрерывной очистки для эксплуатации более предпочтительны, так как позволяют увеличить срок работы масла без перезаливки. Однако непрерывную очистку масла на работающем оборудовании можно осуществить лишь при использовании малогабаритного оборудования, не занимающего много места в помещении и допускающего простую разборку и сборку: фильтры, сепараторы, адсорберы. Если оборудование более сложно и громоздко, его приходится устанавливать в отдельном помещении, то в таком случае очистка должна проходить со сливом масла. Дорогостоящее оборудование для очистки масла не рационально использовать для одной станции, так как соответствующее оборудование будет работать лишь периодически, поэтому такие установки изготавливают в передвижном варианте. Для крупных блочных станций с использованием больших объемов масла оправдывают себя и стационарные установки очистки любого типа.

Имеющиеся методы очистки или восстановления отработанных турбинных масел классифицируют на физические способы, физико-химические и химические.

1. Физические методы

При реализации данных способов очистки химические свойства очищаемого масла не изменяются. К основным физическим методам относятся процессы отстаивания, фильтрации и сепарации, при помощи которых происходит очистка масел от воды и примесей, которые не растворимы в маслах.

1.1. Отстаивание

Это наиболее простой и дешевой способ отделения от масла шлама, воды и механических примесей, реализуемый в баках-отстойниках специального исполнения с основанием конической формы. По истечении определенного времени среды с разным удельным весом расслаиваются. Масло, обладающее меньшим удельным весом, поднимается наверх, в то время как вода с механическими примесями опускается на дно, после чего удаляется через предусмотренный для этого слив в конусной части бака.

Читайте также:  Одна мысль про ldquo Фильтр и сортировка в Excel rdquo

В роли отстойника может выступать и сам масляный бак, однако в нем отсутствуют условия, необходимые для расслоения масловодяной эмульсии. В баке масло находится в постоянном движении, что обуславливает непрерывное перемешивание слоев, а находящийся там воздух нивелирует разницу плотностей у составных компонентов масловодяной эмульсии и осложняет процесс расслоения. В баке-отстойнике для масла созданы более благоприятные условия, а время отстаивания не ограничено. Основной недостаток данного метода очистки турбинного масла заключается в малой производительности, обусловленной большой длительностью этапа расслаивания. Также отстойник требует значительного пространства для размещения и увеличивает степень пожароопасности в нем.

1.2. Сепарация

Наиболее производительным методом очистки турбинного масла от воды с примесями считается сепарация, которая под воздействием в барабане сепаратора центробежных сил благоприятствует отделению воды и частиц от масла. Тихоходные маслоочистительные сепараторы (частота вращения 4500 — 8000 об/минуту) нашли наибольшее применение в сравнении с быстроходными прототипами (частота вращения 18000 — 20000 об/минуту).

Сепараторы подразделяются на:

  • вакуумные (также частично удаляют влагу из воздуха);
  • открытого типа.

Характер загрязнений уточняет способ очистки масла сепараторами: способом осветления (для твердых примесей, шлама, а также для малого содержания в масле воды) или способом очистки (при сильном обводнении масла). Для этих способов применяют разные барабаны, при этом производительность барабана для процесса осветления на 30% выше производительности барабана, служащего для очистки. Сепаратором можно проводить очистку масла на турбине, находящейся в работе, если наблюдается сильное обводнение масла. Повышает качество очистки использование двух сепараторов, подключаемых последовательно, когда первый сепаратор собран по принципу очистки, а второй — по принципу осветления.

1.3. Фильтрация

Под фильтрацией масла принято понимать отделение примесей, нерастворимых в масле, при пропускании масла через фильтровальную пористую поверхность. Фильтрующим материалом служат фильтровальная бумага, мешковина, картон, бельтинг, войлок. При фильтрации турбинных масел применение нашли фильтр-прессы рамочной конструкции, оснащённые собственным маслонасосом (вихревым или ротационным), который пропускает масло под давлением до 0,49 МПа (3-5 кгс/см 2 ) через зажатый между рамками фильтрующий материал, который постоянно обновляется. Фильтрацию масла через фильтр-пресс обычно сочетают с его очисткой в сепараторе. При сильном обводнении масло чистят сначала в сепараторе, а затем в фильтр-прессе. Очистку масла можно производить также на функционирующей турбине, когда после второго сепаратора, работающего по принципу осветления, подключают фильтр-пресс, что обеспечивает особо качественную очистку.

1.4. Гидродинамическая очистка

Чтобы маслосистема турбоагрегата нормально функционировала, необходимо не только постоянно чистить масло, но и периодически очищать всю систему, например, после ремонта. Для этих целей применяют хорошо зарекомендовавший себя гидродинамический метод очистки маслосистем, когда вся маслосистема, кроме подшипников, очищается прокачиванием масла, предварительно прошедшего очистку. Процесс этот основан на турбулентном потоке, создаваемом в пристенной области, и реализуется на скорости, в 2 раза превышающей рабочую скорость. Температура процесса превышает 60 °С.

Преимущества гидродинамической очистки:

  • не нарушается масляная пленка между металлом и маслом;
  • исключается появление коррозии на поверхностях маслосистемы;
  • нет необходимости в применении химических растворов для удаления отложений;
  • исключается демонтаж маслосистемы;
  • на 20 — 40% снижена трудоемкость очистки, уменьшена продолжительность капитального ремонта.

2. Физико-химические методы

Данные способы восстановления и очистки турбинных масел содержат методы, при которых химический состав очищаемого масла частично изменяется. В качестве примера можно привести очистку масла адсорбентами и промывку его с помощью горячего конденсата.

2.1. Адсорбционная очистка

В основу адсорбции положено поглощение содержащихся в масле в растворенном виде веществ с помощью твердых материалов (высокопористых), называемых адсорбентами, которые способствуют удалению из масла низкомолекулярных и органических кислот, смол и прочих растворенных примесей. Адсорбентами служат различные материалы: окись алюминия, силикагель, различные земли отбеливающего действия (бокситы, сланцы, диатомиты, отбеливающая глина). Эффективность адсорбции, помимо общей поверхности слоя адсорбента, определяют размер пор и величина поглощаемых молекул.

Адсорбирующими материалами для турбинного масла могут служить материалы, размер пор которых составляет 20-60 ангстрем, что способствует поглощению высокомолекулярных соединений, таких как смолы и органические кислоты. Для этих целей хорошо подходит силикагель, получивший большое распространение. А вот окись алюминия хорошо поглощает органические, низкомолекулярные кислоты, в то время как смолистые вещества — хуже. Эти два поглотителя являются искусственными адсорбентами, из-за чего их стоимость высока, особенно окиси алюминия. Значительно дешевле обходятся природные адсорбенты (бокситы, глины, диатомиты), но эффективность их намного ниже.

С помощью адсорбентов можно чистить масло двумя методами:

  • контактны (смешивание масла с мелкозернистым порошком адсорбента);
  • перколяционный (пропускание масла сквозь неподвижный слой адсорбента).

Перед началом очистки контактным способом масло должно быть в подогретом состоянии. Чтобы очистить масло от адсорбента, его пропускают впоследствии через пресс-фильтр, адсорбент теряется при этом.

Перколяционный метод заключается в пропуске нагретого до 60 — 80 °С масла через слои зернистого адсорбента загруженного в специальные аппараты (адсорберы). Данный метод восстановления турбинных масел, в отличие от контактного, позволяет использовать адсорбент повторно и работает на действующем оборудовании без слива масла из маслобака. Процесс очистки становится дешевле и позволяет применять для очистки масел более эффективные и дорогостоящие адсорбенты.

Адсорбер (передвижного или стационарного типа) — это простой цилиндр сварной конструкции, в который загружается гранулированный адсорбент. Фильтр, призванный удерживать мелкие частицы адсорбента, вынесен в верхнюю часть адсорбера. Процесс фильтрования масла идет снизу вверх, что обеспечивает почти полное вытеснение воздуха и незначительное засорение фильтра. Адсорбент наряду с продуктами старения масла может поглощать и воду, а при большом количестве воды в масле адсорбент быстро теряет свои поглощающие способности, поэтому перед обработкой адсорбентом масло следует тщательно очищать от ила и воды.

В общей схеме маслоочистки адсорбция занимает место после очистки масла сепараторами и фильтр-прессами. Адсорбент после использования легко восстановить, продувая через него горячий воздух (около 200 °С). Важно знать, что очистку методом адсорбции нельзя использовать для масел с присадками, так как все присадки (кроме ионола) адсорбенты поглощают в полном объеме.

2.2. Промывка конденсатом

Промывка масла конденсатом делается при увеличенном кислотном числе масла и наличии в нем низкомолекулярных кислот, растворимых в воде. Практика показывает, что после промывки масла улучшаются также и другие его показатели: снижается присутствие шлама и механических примесей и повышается способность эмульсии к расслоению. Чтобы повысить у кислот уровень их растворимости, масло и конденсат в количестве 50 — 100% от количества промываемого масла разогревают до 70-80 °С. Для увеличения площади массообмена конденсат и масло тщательно смешиваются. При этом низкомолекулярные кислоты переходят из масла в воду, вместе с которой и выводятся из сепаратора, а находящиеся в масле шлам и примеси увлажняются, за счет чего увеличивается их плотность и улучшается отделение.

Конденсатом можно промывать масло в отдельной ёмкости, в которой циркулирует вода и масло. Циркуляция осуществляется при помощи пара или насосом. Такая промывка делается и во время функционирования турбины, при этом масло сливается из маслобака, а после промывки подаётся в резервную емкость.

3. Химические методы

К химическим методам очистки турбинного масла следует отнести очистку с помощью всевозможных химических веществ (кислот или щелочей). Этот метод применяется для очистки масел, которые в процессе эксплуатации претерпевают химические изменения.

Метод щелочной очистки используется при сильной изношенности масла и в случае недостаточности действия всех ранее описанных методов. Щелочь нейтрализует органические кислоты, остатки серной кислоты (при очистке масла кислотой), способствует удалению эфиров и др. соединений. При этом происходит образование солей, которые переходят в раствор воды. Их удаление происходит при последующей очистке масла. Используют обычно 5 — 14%-ный тринатрийфосфат или 2,5 — 4%-ный едкий натр. Процесс очистки щелочами реализуется при температуре 40 – 90 °С в сепараторе, в котором очищают масло горячим конденсатом. Масло перед началом процесса стоит обезводить в том же сепараторе. После очистки турбинного масла щелочью его промывают горячим конденсатом и очищают с помощью адсорбентов.

В связи с тем, что использование химических реагентов связано с предварительной и последующей очисткой масла, стали использовать комбинированные агрегаты для глубокой очистки масла, где все стадии соединены в одну общую технологическую схему очистки. Все эти агрегаты и установки, в зависимости от используемой схемы очистки турбинного масла, оснащены достаточно сложным оборудованием (отстойники, насосы, баки-мешалки, фильтр-прессы) и выполняются конструктивно как в виде стационарных, так и передвижных устройств. В промышленности имеются и универсальные установки, которые позволяют вести процесс очистки масел по любому отдельному методу.

Назначение установок

Установки быстро и эффективно очищают турбинные масла от механических взвесей и воды, обеспечивая очистку от мех взвесей по ISO 16/14/11 и остаточное содержание воды до 100 мг/м³ и меньше.

Источник