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.
- 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.