4.5. Эксплуатация масляной системы

Элементы системы маслоснабжения. Надежность системы обеспечивается тщательным уходом за оборудованием и внимательным наблюдением за параметрами её работы. В инструкциях по эксплуатации обязательно указываются давление в системе регулирования, смазки и на всасе маслонасосов.

МАСЛОБАК должен правильно функционировать, чтобы нормально работала турбина. К таким функциям относятся:

Маркировка турбинных масел; их свойства и восстановление

В си­стеме смазки и регулирования турбины ис­пользуются турбинные масла следующих марок(ОСТ108.004.0281)-турбинноеТ-22. турбинное Тп-22, турбинное Тп-22СУ

В настоящее время применяется бук­венно-цифровая маркировка масел: буква Т обозначает, что масло относится к груп­пе турбинных масел, индекс «п» указывает на наличие стабилизирующих присадок, буква «С» означает, что масло изготовлено из сернистых нефтей, цифра представляет собой кинематическую вязкость масла, в Ст, при температуре 50 °С.

Физико-химические свойства турбин­ного масла приведены в табл. 2.1.

Старение масла. Условия работы масла в масляной системе турбоагрегата ос­ложняются действием целого ряда неблаго­приятных факторов, таких как воздействие высокой температуры, распыление мас­ла вращающимися деталями, воздействие воды и конденсирующегося пара,

контакт с металлическими поверхностями. Все эти постоянно действующие неблагоприятные условия вызывают старение масла, т. е. изменение физико-химических свойств тур­бинного масла в сторону ухудшения его эк­сплуатационных качеств.

Признаками старения масла являются: увеличение вязкости масла и кислотного числа; понижение температуры вспышки; появление кислотной реакции водной вы­тяжки; появление шлама и механических примесей; уменьшение прозрачности.

Интенсивность старения масла зависит от качества залитого масла, уровня эксплу­атации маслохозяйства и конструктивных особенностей турбоагрегата и маслосистемы.

Масло, имеющее признаки старения, со­гласно нормам еще считается годным к эк­сплуатации, если: кислотное число не пре­вышает 0,5 мг КОН/г масла; вязкость мас­ла не отличается от первоначальной более чем на 25°;«; температура вспышки пони­зилась не более чем на 10°С от первона­чальной; реакция водной вытяжки — ней­тральная; масло прозрачно и не содержит воды и шлама.

При отклонении от норм одной из пе­речисленных характеристик масло в крат­чайший срок подлежит замене или регене­рации.

СПОСОБЫ ВОССТАНОВЛЕНИЯ КАЧЕСТВА МАСЛА

Регенерация — восстановление перво­начальных физико-химических свойств быв­ших в эксплуатации масел.

Выбор способа регенерации определя­ется характером старения масла, глубиной изменения его эксплуатационных качеств, а также требованиями, предъявляемыми к качеству регенерации масла. При этом наи­большее предпочтение отдается способам регенерации на работающем оборудовании, не связанным со сливом масла из масло­бака.

Рассмотрим подробнее основные спосо­бы очистки и регенерации турбинного масла.

Отстой. Наиболее простым и деше­вым методом отделения от масла воды, шлама и механических примесей является отстой масла в специальных баках-отстой­никах с коническими днищами. В этих ба­ках с течением времени происходит рас­слоение сред с различной плотностью. Чис­тое масло, имеющее меньшую плотность, перемещается в верхнюю часть бака, а во­да и механические примеси скапливаются внизу, откуда и удаляются через специаль­ную задвижку, установленную в самой нижней точке бака.

Недостатком этого метода является значительное время отстоя турбинных ма­сел. Такие отстойники занимают много ме­ста и увеличиваю т пожароопасность поме­щения.

Сепарация. Более производитель­ным методом очистки масла от воды и при­месей является сепарация масла, заключа­ющаяся в отделении взвешенных частиц и воды от масла под действием центробеж­ных сил, возникающих в барабане сепара­тора, вращающегося с высокой частотой. На рис. 2.1 приводится схема тарельчатого сепаратора.

С помощью сепаратора очистку масла можно вести на работающей турбине. Та­кая необходимость обычно возникает при значительном обводнении масла. В этом случае всасывающий патрубок сепарато­ра присоединяется к самой нижней точке грязного отсека маслобака, а очищенное масло направляется в чистый отсек.

Фильтрация — вид обработки, при которой происходит отделение нераствори­мых в масле примесей посредством, пропус­ка (продавливания) через пористую филь­трующую среду. В качестве фильтрующего материала применяют фильтровальную бу­магу, картон, войлок, мешковину, белыинг и др. Для фильтрации турбинных масел широко используется рамочный фильтр-пресс с маслонасосом ротационного или вих­ревого типа,, который под давлением 0,294— 0,49 МП а (3—5 кгс./см^а) пропускает масло через фильтрующий материал, зажатый между специальными рамками. Загрязненный фильтрующий материал систематически заменяется новым. Фильтрация масла с по­мощью фильтр-пресса обычно сочетается с очисткой его в сепараторе. Сильно обводненное масло нерационально пропускать через фильтр-пресс, поскольку картон и бумага быстро теряют механическую проч­ность. Целесообразно использовать схему, по которой масло пропускается сначала через сепаратор, а затем через фильтр-пресс. При этом очистку масла можно про­изводить на работающей турбине.

Адсорбция. В основу этого мето­да очистки турбинных масел положено яв­ление поглощения растворенных в масле ве­ществ твердыми высокопористыми материа­лами (адсорбентами). Посредством адсорб­ции производится удаление из масла орга­нических и низкомолекулярных кислот, смол и других растворенных в нем при­месей.

В качестве адсорбента применяются различные материалы: силикагель (SiOj), оксид алюминия и различные отбеливающие земли, химический состав которых в основ­ном характеризуется содержанием Si0₂ (бокситы, диатомиты, сланцы, отбе­ливающее глины).

Процесс фильтрования заключается в пропускании масла, нагретого до 60—80°С, через слой зернистого адсорбента, загру­женного в специальные аппараты (адсор­беры).

Адсорбер передвижного типа (рис. 4.2) представляет собой сварной цилиндр, за­полняемый гранулированным адсорбентом. Крышка и дно адсорбера съёмные. В верх­ней части адсорбера установлен фильтр для задерживания мелких частиц адсорбен­та. Фильтрование масла происходит снизу вверх. Это обеспечивает наиболее полное вытеснение воздуха и уменьшает засорение фильтра. Для удобства выемки отработан­ного адсорбента аппарат может поворачи­ваться вокруг своей оси на 180°.

Адсорбент обладает свойством погло­щать не только продукты старения масла, но и воду. Поэтому прежде чем подверг­нуться обработке адсорбентом, масло долж­но быть тщательно очищено от воды и шлама. Без этого условия адсорбент быстро теряет свои поглощающие свойства и очи­стка масла будет некачественной. В общей схеме обработки масла адсорбция должна стоять после очистки масла в сепараторах и фильтр-прессах.

Использованный адсорбент может быть восстановлен путем продувки через него горячего воздуха с температурой около 200 °С.

Промывка конденсатом. Этот вид обработки масла применяется при увеличении кислотного числа масла и появ­лении в нем низкомолекулярных водораст­воримых кислот.

Промываемое масло и конденсат для улучшения растворимости кислот надо подогреть до температуры 70 -80⁰С. Количество конденсата, необходимого для промывки, составляет 50- 100% количества промываемого масла. Необходимыми условиями качественной промывки являются хорошее перемешивание масла с конденсатом и создание возможно большей поверхности их соприкосновения. Для обеспечения этих условий удобно пользоваться сепаратором, где вода и масло находятся в мелкодисперсном состоянии и хорошо перемешиваются. Кислоты переходят при этом пром из масла в воду, с которой они потом и отводятся из сепаратора. Шлам и примеси, находящиеся в масле, увлажняются, их плотность увеличивается, тем самым улучшаются условия сепарации.

Также промывку можно делать в отдельном бачке, где циркуляция воды и масла осуществляется с помощью пара или специальным насосом. Такую промывку обычно делают во время ремонта турбины.

Обработка щелочами применяется при глубокой изношенности масла, когда все предыдущие методы восстановления масла оказываются недостаточными.

Щелочь применяется для нейтрализации в маслах органических кислот, удаления эфиров и других соединений, которые при взаимодействии с щелочами образуют соли, переходящие в водный раствор и удаляемые последующей обработкой.

ПРИМЕНЕНИЕ ПРИСАДОК

Применение присадок является наибо­лее современным и аффективным методом сохранения физико-химических свойств мас­ла в процессе длительной эксплуатации.

Присадками называются высокоактив­ные химические соединения, добавляемые в масло в незначительном количестве и по­зволяющие поддерживать основные эксплу­атационные характеристики масла на требуемом уровне в течение длительного срока работы.

Главной по своему значению является антиокислительная присадка, стабилизиру­ющая кислотное число масла. Именно по этому показателю при неблагоприятных условиях эксплуатации масло стареет быст­рее всего.

Наиболее эффективным антиокислите­лем, получившим широкое распространение, является ДБ К (ионол). Эта присадка лег­ко растворяется в масле без осадка, не извлекается из масла адсорбентами, не раз­рушается при обработке масла щелочью. Применение присадки ДБ К в 2—5 раз удлиняет срок работы хорошо очищенного масла.

Антикоррозийные присадки при­меняются с целью защиты металла от дей­ствия кислот, содержащихся а свежем мас­ле, а также продуктов окисления масла. Антикоррозийный эффект сводится к обра­зованию на металле пленки, защищающей его от коррозии. Одной из наиболее эффек­тивных антикоррозийных присадок явля­ется присадка В-15/41, представляющая эфир алкенил-янтарной кислоты.

Д е э м у л ьг и ру ю щ и е присадки (деэмульгаторы) — вещества, применяе­мые для разрушения нефтяных и масляных эмульсий. Наиболее эффективным деэмульгатором является дипроксамин-157 (ДПК-157).

Применение огнестойких жидкостей в системе маслоснабжения турбин.

Вопросы пожарной безопасности современ­ных паровых турбин.

С ростом мощности турбин и увеличением начальных парамет­ров пара существен но увеличилась пожароопасность масляной системы турбины. Если у агрегатов сравнительно небольшой мощ­ности, работающих на средних параметрах пара, загорания масла были довольно ред­ким явлением, то с переходом на высокие параметры пара количество пожаров стало резко возрастать, что заставило тщатель­но проанализировать их причины и перей­ти к изысканию новых эффективных мер борьбы с загоранием масла.

Основными причинами возросшей по­жароопасности современных турбин явля­ются повышение давления масла в систе­мах регулирования, увеличение протяжен­ности маслопроводов, усложнение схемы ре­гулирования и защиты, повышение темпера­туры паропроводов, корпуса турбины и паровых клапанов, использование водорода в системе охлаждении электрогенератора.

Немаловажным обстоятельством, усили­вающим пожароопасность, является повыше­ние начальной температуры свежего пара. При попадании масла на горячие поверх­ности турбины происходят быстрое испаре­ние и воспламенение масла.

Для снижения пожароопасности тур­бин применяются определенные конструк­тивные решения, такие как размещение сер­вомоторов и других элементов системы ре­гулирования, находящихся под большим давлением, в стуле подшипников, органи­зация аварийного слива масла из маслоба­ка. Однако полностью эти мероприятия проблемы пожаробезопасности оборудова­ния не решают. Радикальным решением этого вопроса является переход на исполь­зование негорючих и огнестойких жидко­стей в системах регулирования и смазки турбин.

Свойства отечественных огнестойких жидкостей и вопросы их эксплуатации.

Разработка огнестойких жидкостей для использования в системах регулирования и смазки качалась в нашей стране в конце 50-х годов с освоения агрегатов на сверх­критические параметры. Основная задача заключалась в том, чтобы получить жид­кость, по своим свойствам мало отличаю­щуюся от нефтяного масла, но обладаю­щую высокой температурой самовоспламе­нения. Это позволило бы без значительных переделок применить уже существующие схемы и элементы системы регулирования.

Исходя из этих соображений, лабора­торией нефти и масла ВТИ разработан ряд модификаций огнестойкой жидкости типа «иввиоль» и ОМТИ.

Огнестойкие жидкости в основном удо­влетворяют требованиям, предъявляемым к турбинным маслам (см. табл. 2.1). Важ­нейшая характеристика этой жидкости' — вязкость — соответствует ГОСТ на этот показатель, вследствие чего огнестойкие жидкости могут быть использованы и в си­стеме смазки. Первые промышленные экс­перименты по использованию этих жидко­стей в системах смазки турбин дали поло­жительные результаты, однако широкого распространения этот опыт не получил. Это объясняется высокой стоимостью ог­нестойких жидкостей и, кроме того, высо­кой токсичностью жидкости «иввиоль», со­держащей фосфорные соединения, которые при попадании в дыхательные пути и же­лудочно-кишечный тракт человека могут вызвать отравления нервно-паралитическо­го характера. Эти же вещества могут про­никать и через неповрежденную кожу чело­века. Все это заставляет считать уменьше­ние токсичности огнестойких жидкостей первостепенной задачей. В настоящее время ВТИ разработана огнестойкая жидкость ОМТИ, токсичность которой значительно ниже и находится на уровне токсичности нефтяного масла.

В отличие от жидкости «иввиоль» жидкость ОМТИ не обладает паралитиче­ским действием и кумулятивными свойства­ми. Предельная допустимая концентрация (ПДК) аэрозоля ОМТИ (5 мг/м³) в 3 ра­за выше ПДК жидкости «иввиоль» и на­ходится на уровне ПДК минерального масла. Это позволяет, не ухудшая условий труда обслуживающего персонала, широко использовать жидкость ОМТИ в системах смазки мощных паровых турбин. Однако высокая стоимость и малое количество вы­пускаемой нашей промышленностью дан­ной огнестойкой жидкости не привели пока к массовому использованию этого соедине­ния в системах смазки турбин. Поэтому до сих пор все турбины ЛМЗ мощностью 300— 1200 МВт, работающие на огнестойкой жидкости в системе регулирования, имеют разделенные контуры регулирования и смазки.