FARTO LTD (Россия)

Для чего нужно очищать масло? OilCare

В процессе своей жизнедеятельности масло теряет свои эксплуатационные свойства и наполняется различными загрязнителями: 1. В турбоагрегатах: * металлические фрагменты * продукты старения * вода * продукты коррозии

2. В трансформаторах: * силикаты * волокна целлюлозы * затвердевшие смолы * продукты окисления * влага * газы * продукты старения * воскоподобные образования * кислоты, альдегиды, кетоны * продукты коррозии

Кроме всего перечисленного очень мощным фактором влияющим на работу как трансформаторов так и турбин является присутствие воды. Наличие воды в случае с турбиной сильно ухудшает смазочные свойства масла, а в случае с трансформатором является недопустимым из- за того, что выводит трансформатор из строя в результате ухудшения диэлектрических свойств масла.

1. Для турбоагрегатов это опасно отказами и повреждениями в системах: - регулирования - смазки - уплотнения вала - преждевременным износом и разрушением подшипников

Проблемы турбин от старения масла включают: -Липкость клапанов и их заедание. Эта проблема вызвана продуктами окисления масла, они осаждаются на клапане в течение длительного времени, постепенно создавая на клапане слой, похожий на лак. Зазоры уменьшаются, что приводит к неисправности.

-Возникают проблемы по причине попадания образовавшегося шлама в систему проходных фильтров на линии смазки турбин. Это может привести к останову турбины на время замены фильтров, после замены новые фильтры также быстро закупориваются, а это расходы не только по замене фильтров, но и по многочасовому простою оборудования. Образование шлама вызвано присутствием в масле продуктов его окисления. Они накапливаются на дне маслобака и могут забивать фильтр, что приводит к катастрофическому отказу.

- Зазор между подвижными поверхностями составляет зачастую несколько микрон их разделяет тонкий слой смазки. При насыщении масла продуктами окисления, эти продукты осаждаются на внутренних поверхностях оборудования. Поэтому слои загрязнения со временем образуют что-то похожее на «лак» на подвижных поверхностях, например на подшипниках, что приводит к высокому трению и износу.

2. Для трансформаторов: - снижаются электроизоляционные свойства - накапливаются отложения на внутренних поверхностях трансформаторного оборудования и обмотках трансформатора - накапливается влага - повышается температура масла из-за ухудшения условий охлаждения - все эти факторы ведут к уменьшению нагрузки на трансформатор и увеличению риска аварийного отключения OilCare

Трансформатор изнутри, загрязненные обмотки

В частности у трансформаторов существуют следующие проблемы: -комбинация влажности и загрязнителей имеет максимально вредное воздействие на диэлектрическую силу масла, т.к. бумага на обмотках впитывает влагу, а загрязнители, налипающие на обмотки не позволяют влаге перейти из бумажной изоляции в толщу масла, в следствие чего разрушаются волокна целлюлозы и ухудшаются ее изоляционные свойства; кроме того загрязнители вместе с влагой являются электропроводными и могут создавать эффект жемчужной нити, в следствие чего может образовываться поперечная дуга в проводящих материалах. -Загрязнители полярны, поэтому они притягиваются к металлическим поверхностям внутри трансформатора. Это влияет на эффективность охлаждения трансформатора, из- за изоляционного слоя, образующегося во внутренней части резервуара и охладительных каналов. Также это влияет на скорость, с которой тепло передается от обмотки, поскольку налипание происходит в том числе и на обмотках;

-Обмотки притягивают полярные загрязнители из толщи масла через процесс электрофореза. Продукты окисления весьма липкие по своей природе, следовательно любые металлы, волокна, углерод и т.д., которые входят в контакт с ними прилипают к поверхности, постепенно формируя проводящий слой. Поскольку этот слой растет, то с ним растут шансы на образование со временем дуги. Это опасно пробоем и коротким замыканием. -Как уже было замечено, вода отрицательно действует на целостность изоляционной бумаги, поскольку она ухудшает ее изоляционные свойства и ускоряет процесс ее старения. Присутствие загрязнителей на бумаге будет препятствовать процессу перемещения воды между целлюлозой и маслом, поэтому при условии, что большая часть воды образована в результате в результате деградации бумаги, в ней может остаться большое количество воды, что наносит большой вред.

В то же время можно сделать вывод об отсутствии единого системного подхода к проблеме контроля состояния масел, технологий и оборудования их очистки. Одновременно необходимо отметить, что многие объекты энергетики находятся на завершающем этапе эксплуатации и требуют особого внимания к эксплуатационным характеристикам. Однако, преждевременная замена масел из-за потери их эксплуатационных свойств значительно повышает стоимость капитальных ремонтов и регламентных работ. Существующие методы и оборудование для очистки масел: - очистка фильтроэлементами - очистка центрифугами - использование цеолита и адсорбентов и другие существующие системы не обеспечивают должного уровня очистки (как правило, > 5 μ) и требуют полной остановки и вывода оборудования из эксплуатации.

По европейским нормативам (СETOP RP 92 H) подлежит регламентированию содержание частиц с размерами: - 3-8μ – для сервоклапанов μ – подшипников качения и скольжения - 0,5-5μ - шестеренчатых насосов. В то же время регулярно очищаемое масло может эксплуатироваться более 10 лет (по данным зарубежных фирм).

Норма окисления удваивается с каждыми 10°C выше 45°C Таким образом – понижая температуру масла (что достигается путем удаление загрязнителей и шлама с внутренних поверхностей трансформатора, а как следствие улучшается теплопроводность и охлаждаемость масла), мы понижаем норму окисления. Влияние температуры системы на образование загрязнителей

Загрязненное масло (н-гексан растворитель) Растворимые Нерастворимые (Толуол растворитель) Растворимые Нерастворимые (Пиридин растворитель) Растворимые Нерастворимые Масло и Продукты Разложившиеся Пыль и Металлические Добавки Окисления Масляные добавки частицы Источник – Доктор Акира Сазаки

Образец *12345 Единицамг (%) мг (%) мг (%) мг (%) мг (%) N-hexane нерастворимый 15.3 (100 %) 13.6 (100 %) 84.8 (100 %) 37 (100 %) 30.1 (100 %) Продукты Окисления масла 7.2 (47 %) 9.2 (67.6 %) 52.8 (62.3 %) 25 (67.6 %) 22.4 (74.4 %) Разложившиеся масляные добавки 6.3 (41.2 %) 3.6 (26.5 %) 25.9 (30.5 %) 9.7 (26.2 %) 6.2 (20.5 %) Пыль и металлические частицы 1.8 (11.8 %) 0.8 (5.9 %) 6.1 (7.2 %) 2.3 (6.2 %) 1.5 (5.0 %) Возраст масла Источник - Доктор Акира Сазаки Продукты Старения Масла Изменение соотношения загрязнителей в зависимости от срока эксплуатации в масле (увеличение доли продуктов окисления)

Размеры загрязнителей в трансформаторном масле Размер загрязнителей (микроны) Доля загрязнителей в их общем числе (%) Размеры частиц, регламентируемые стандартами ISO/NAS Частицы, удаляемые методом фильтрации Частицы, удаляемые методом электростатической очистки Эта диаграмма отражает недостатки фильтросистем по сравнению с методом электростатическо й очистки: самая большая группа загрязнителей имеет размер 2.5µ.Таким образом 80% примесей не удаляются, а остаются в масле.

Сравнение образцов масла Два разных масла имеющих одинаковые свойства по существующим стандартам, имеют резко отличные свойства при более тщательном анализе: образец справа очищен Kleentek (анализ экспресс лабораторией).

Продукты окисления - наибольшая группа. Продуктов старения масла больше, чем остальных загрязнителей Соотношение загрязнителей в масле Тяжелые частицы > 5 микрон Тяжелые частицы< 5 микрон Продукты окисления Разложившиеся добавки к маслу

Что является продуктами старения масла? Алкоголь Альдегиды Кетоны Лактоны Пероксиды (нестабильные продукты) Угарный газ Углекислый газ Органическая кислота Полимеризировавшие углеводороды (Отстой) Вода Обедненные добавки Сперва растворимые в масле Затем полимеризация и скопление В конечном счете нерастворимые Ведут себя подобно загрязнителям Эволюция продуктов старения в загрязнители:

Свободные частицы, включая продукты окисления, являются поляризованными. В результате, они прилипают ко внутренней части масляной системы. Это ведет к формированию осадка во внутренней части системы. Поведение продуктов старения масла

Фильтр или блокирующее сито Постепенно появляются наслоения: Износ подшипника Липнущие клапаны Эффект наждачной бумаги на двигающихся частях Разрушение уплотнителей Грязная рабочая среда Примеры образования осадка

время Существующая методология планирования замены масла Содержание частиц Вода Замена масла Кислотное число

время Вода Содержание частиц Все нерастворимые загрязнители Пероксиды Удаляйте нерастворимые загрязнители Управляйте содержанием Антиоксиданта Контролируйте отношения Масла и системы Сохраняйте масло В масле естественным образом образуются пероксиды, которые ухудшают способность масла противостоять окислению и соответственно увеличивается Кислотное Число. Для смягчения эффекта от образования пероксидов в масло добавляется антиоксидант, который нейтрализует их. В то же время в процессе своей работы масло также наполняется различными нерастворимыми загрязнителями, которые увеличивают износ системы и ухудшают стабильность ее работы. Среди этих загрязнителей присутствуют разложившиеся антиоксиданты, которые нерастворимы в масле. Поэтому, удаляя загрязнители и, вовремя добавляя антиоксидант, вы продлите срок службы масла. Кислотное число

Очистка масла позволяет использовать одно и тоже масло в течение многих лет. Что позволяет сэкономить на затратах по покупке нового масла. Также очистка масла позволяет увеличить срок службы трансформатора и его постоянную нагрузку.

Какие технологии по очистке масла существуют на сегодняшний день? Анализ Масла

На данный момент существует довольно много производителей установок для очистки и регенерации масла. Предлагаемое сегодня производителями оборудование для фильтрации технических масел подразделяется на следующие типы: - стационарные фильтры с фильтроэлементами глубинного типа - центрифуги - мобильные фильтрующие системы с вакуумным отделением влаги и газов - мобильные промывочные агрегаты типа фильтр+насос -мобильные и стационарные установки с применением для удаления влаги цеолита и адсорбента палыгорскита - мобильные установки для полной регенерации трансформаторных масел - системы электрической очистки масел

Некоторые установки по очистке масла

Все вышеперечисленные установки отличаются высоким потреблением электроэнергии, сравнительно низким качеством очистки (на уровне ГОСТа: 5μ) и большими размерами. Подобные установки производятся на широком круге предприятий как отечественных, так и зарубежных.

Основные недостатки установок с фильтрами в качестве основных очистных элементов: появления искры от трения молекул масла о сетку фильтра невозможность очистки внутренних стен корпуса и обмотки трансформатора сравнительно большое остаточное загрязнение

Микроскопическая фотография черных пятен Искры происходят между центральным ядром и ребристыми гранями. (Через 3 месяца работы) Пример искрения – на Газовой Турбине

Искрение в масляном баке

ЗАО «ФАРТО» предлагает линию OilCare для ухода за маслом, основанную на методе электростатической очистки. OilCare ТрансформаторыТурбины

Трансформатор KLEENTEK Электростатический очиститель жидкости (ELC)

Масло вытягивается из Резервуара маломощным встроенным насосом Масло обрабатывается в Камере коллектора Затем масло возвращается в резервуар Как работает Kleentek

положение Kleentek 3/4" или 1" рукава Макс длина 5m Уровень масла 3/4" или 1" Всасывание Предпочтительно около 150mm от основания 3/4" или 1" Возврат 3/4" или 1" Изоляционные клапан Положение линии возврата Альтернати вное положение Kleentek ) Резервуар с маслом Применение Kleentek Не имеет значения с какой стороны его подключать, не нужно вырезать специальные отверстия в маслобаке, так как Kleentek подключается через существующие технологические отверстия

Сменный элемент коллектора Масло проходит Через аноды и катоды Как работает Kleentek

Комбинация электрофореза и диэлектрофореза + и - полярные загрязнители притягиваются на противоположный электрод ( электрофорез – направленное движение коллойдных частиц или макроионов под действием внешнего электрического поля ) Специальный материал коллектора искажает электрическое поле, так что нейтральные загрязнители притягиваются к бумажному фильтроэлементу в местах наибольшей напряженности (диэлектрофорез – движение частиц в неоднородном электрическом поле) Как работает Kleentek

Все полярные нерастворимые частицы удаляются. Включая: Тяжелые частицы: -Частицы металла -Пыль -Волокна Продукты окисления масла Разложившиеся масляные присадки Небольшие объемы воды Использованный коллектор

Применение Kleentek на газовой турбине - GE Frame 7FA До применения Kleentek После применения Kleentek Газовая Турбина 1 Газовая Турбина 2 Газовая Турбина 3

Новая система Масло загрязняется Наслоения появляются внутри системы Применяется ELC Удаляются загрязнители из масла Чистое масло удаляет загрязнители из системы Kleentek удаляет осадки

Этот пример иллюстрирует как Kleentek удалил осадки из внутренней части маслопровода. Перед использованием ELC Спустя 5 лет использования ELC Источник - Доктор Акира Сазаки Удаление осадков со внутренних поверхностей оборудования

Снижение коэффициента трения Коэффициент трения После 5 ч отдыха После 10 ч отдыха После 15 ч отдыха После 24 ч отдыха Новое масло Использованное масло с продуктами окисления Использованное масло с удаленными продуктами окисления Повторное скольжение

Рис. 1 Масло очищенное обычными фильтроэлемента ми Рис. 2 То же самое турбинное масло как и на Рис. 1 после очистки с Kleentek ELC Рис. 3 Неиспользованное турбинное масло 0.8 μm мембраны Пример очистки масла на Газовой Турбине

Применение KLEENTEK ELC - ABB 13E μm мембраны Масло 3 года использования Фильтрованное до 5 μm. Много отказов клапана Установлен Kleentek Чистое масло работа клапанов улучшилась Никаких отказов клапана Kleentek удален Без Kleentek Возвращение проблем клапана Из-за перехода загрязнений на внутренних поверхностях оборудования в толщу масла Kleentek возвращен 10%-ая периодическая замена масла Используется тоже масло Никаких проблем с клапанами Декабрь 1998 Январь 1999 Апрель 1999 Октябрь 1999 Январь 2000 Март 2004

0.8 μm мембраны 28/8/02 6/9/02 24/10/02 Пример улучшения Пример 2-х этапного улучшения качества масла: 1.Удаление загрязнений из самого масла (если на этом остановиться произойдет последующее ухудшение качества масла из-за перехода загрязнений со внутренних поверхностей в толщу масла); 2.Очистка внутренних поверхностей оборудования. Эволюция диэлектрической силы масла

Поддерживает низкий уровень кислорода Поддерживает низкую влажность Уменьшает влагообразование Сохраняет Бумажную изоляцию Непрерывный мониторинг газов Удаление воды, дегазация, мониторинг газа Redfox Масло можно сравнить с деревом. Если окружающая среда (воздух) влажная, оно будет впитывать влагу, если же сухая – влага испариться.

Используется вместе с RedFox Удаляет кислотные продукты старения Удаляет пероксиды Позволяет долго использовать «старое» масло Баллоны с активированным алюминием

Redfox = более длинная Жизнь или увеличенный Груз богато O 2 + H 2 O богато O 2 Без O % Температура/Нагрузка Выгоды от Redfox Срок Службы

KLEENTEK ELC С Вакуумной установкой Электростатический Очиститель Жидкости удаляет продукты окисления, твердые загрязнители, волокна и т.д на подмикронном уровням и Вакуумный Выпариватель удаляет газы и влагу TRAFOKLEENER - Очистка, дегазация и удаление воды

Также существует оборудование для проверки чистоты масла, оценки результатов очистки, сравнения качества очистки: «Экспресс лаборатория». Она позволяет проводить анализ свойств масла на месте без различных замеров. Ее преимущества заключаются в том, что она очень проста в эксплуатации, проводить анализ может любой работник (берется мембрана, через нее пропускается масло, мембрана приобретает определенный цвет, далее необходимо сравнить цвет с таблицей эталонов и на основе этой таблицы сделать выводы относительно состояния масла). Экспресс лаборатория для проверки чистоты масла

Определяет нерастворимые загрязнители. Может использоваться На рабочем месте. Проверяет наличие воды. Определет загрязненность и чистоту по цветной пробе. Экспресс лаборатория для проверки чистоты масла

Турбина Как и для трансформаторов здесь используется Kleentek, однако дегазации здесь не требуется, так как у турбин нет такой проблемы как газообразование.

Турбина Также для турбин используют Tribo Dryer.

Окружающая влажность Сырой воздух Сухой воздух Резервуар с маслом Утечка Удаляет влажность Из масла - до 40 литров/день Сушит воздух на верху резервуара Предотвращает появление воднх капель Предотвращает коррозию Уменьшает старение масла Рефрижератор Удалите воду, и уменьшите проникновение

Также предлагаются фильтры для редукторов. Редуктор

Фильтр Емкость – 4000 г Устройство очистки Емкость – 4000 г 10" Щетка Емкость – 450 г Может использоваться в любых средах Помогает удалять металлические частицы Полностью очищаемые фильтры Удаление железа из редуктора

Угольная мельница Пример применения Вид канала через 12 мес. после установки

Металлические пластины Магнит Зона сбора Поток жидкости Магнитное Поле Линии Загрязнитель Жидкость проходит через каналы потока и загрязнитель затягивается в зоны сбора вне потока сфокусированным магнитным воздействием. Дефракция жидкости заставляет загрязнители уплотнятся в зонах хранения. Удаление железа из редуктора

Основные преимущества программы OilCare 1. Глубина очистки достигает субмикронного уровня (< 1 μ), при существующем ГОСТе 5 μ, в то время как все наиболее опасные загрязнители имеют размер менее 5 μ; 2. Одновременно установки очищают все внутренние поверхности корпуса и обмотки трансформаторов; оборудование маслохозяйства турбин; 3. Резко снижается интенсивность процессов катализации масла и убираются все продукты окисления. 4. Коэффициент трения в турбинной установке достигает значений ниже, чем при новом масле. 5. Срок службы масла увеличивается в 3 раза. 6. Абсолютно все наши установки мобильны. 7. Работа на этих установках не требует особых навыков, соответственно они максимально просты в использовании. 8. По сравнению с другими установками, предлагаемые используют сравнительно небольшой объем масла в коллекторе единовременно, что позволяет не отключать оборудование, на котором происходит очистка. 9. Наше оборудование позволяет повысить постоянную нагрузку на трансформатор до 100% и более. 10. Достигаемый экономический эффект – очистка получается на 30-40% дешевле по сравнению с другим существующим оборудованием.

Некоторые пользователи KLEENTEK в Великобритании– Газовые и паровые турбины RWE GE Frame 6B, Frame 9E, ABB13E2 Eon GE Frame 6B, Siemens 94.2 Centrica GE Frame 6B, 9E & Steam Turbine Scottish Power Mitsubishi F701 Scottish & Southern Energy GE Frame 6B, Frame 9FA Intergen GE Frame 9FA, ST control oil BP GE Frame 5 GE GE Frame 9FA Thames Power GE Frame 9E London Waste Steam Turbine Lube Oil Edison Mission Energy GE Frame 6B Fortum Siemens 94.2

Пользователи KLEENTEK – Гидроэнергетика Финляндии Lahti Energia Oy - Viarat Турбинное & Гидравлическое масло Killin Voima Oy - Lahti Гидравлическое масло Fortum - Imatra Гидравлическое масло Fortum - Jylhämä Гидравлическое масло Savon Voima- Taivala Гидравлическое масло Lahden Lämpövoima- Lahti Турбинное масло Kolsi Oy - Harjovatta Гидравлическое масло Kemijoki Oy- Petäjäskoski Гидравлическое масло Kemijoki Oy- Pirttikoski Hydraulic oil Lielahden Voimalaitos- Tampere Турбинное масло Vieskaenergia- Ylivieska Гидравлическое масло