Експлуатація турбінних масел: умови роботи та старіння. Загальні вимоги та властивості

Турбінні масла являють собою мастила з широкою сферою застосування - крім використання в якості мастильного матеріалу для підшипників і редукторів в парових турбінах і гідротурбінах, як робочої олії гальмівної системи, вони також застосовуються в компресорах, вентиляторах та ін. Як правило, турбінні олії складаються з базових парафінових олій високого ступеня очищення, до яких додаються різні комбінації присадок, що надають маслам необхідні експлуатаційні характеристики.

Існує 2 види турбінних масел – з присадками та без присадок, що класифікуються японською системою промислових стандартів за стандартом K 2213.

9-1 Необхідні властивості, якими повинні мати турбінні олії

У турбінних масел досить широке призначення, і оскільки вони повинні виконувати роль мастильного матеріалу для підшипників, зубчастих передач, компресорів та ін. механізмів за різних умов, до них пред'являються такі вимоги:

(1) Мати ступінь в'язкості, що відповідає (відповідним) температурним умовам експлуатації

(2) Володіти антиоксидантними властивостями та стабільністю до термоокислення

(3) Володіти високими антикорозійними властивостями

(4) Мати високу деемульгувальну здатність і забезпечувати хорошу водовідділювальну здатність

(5) Володіти високими протизносними властивостями

(6) Володіти високими антипінними властивостями.


  1. Ступінь в'язкості
Так як зазвичай мастильний процес в турбінах відбувається при високих швидкостях, необхідний той чи інший ступінь в'язкості масла (великий або менший), що відповідає температурі експлуатації. Як правило, для прямопривідних турбін, турбовентиляторів, турбінних насосів, гідравліки призначається турбінне масло з класом в'язкості ISOVG 32, для редукторів, гідротурбін, закритих зубчастих передач, поршневих компресорів підходить масло класу в'язкості ISOVG 46-68, а для таких підходить турбінна олія класу в'язкості ISOVG 83.

  1. Стабільність до термоокислення та антиоксидантні властивості
Температура поверхні підшипників у гідротурбінах порівняно з паровими турбінами, невисока, у парових турбінах, внаслідок застосування гарячої пари високого тиску, температура підшипника може перевищувати 100°С. Однак, через те, що турбінне масло використовується в тривалому безперервному режимі, воно піддається термоокисленню, і, крім цього, через вплив води, змішування з повітрям, контакту з металевими поверхнями одночасно також відбувається і процес окислення, тому турбінні масла в особливості повинні мати антиоксидантні властивості.

  1. Антикорозійні якості
Через влучення води в турбінах часто утворюється іржа. Базові масла високого ступеня очищення відрізняються низькою здатністю до утворення іржі, що опирається, тому присадки, що запобігають утворенню іржі, надають турбінним масламантикорозійні властивості.

  1. Дееульгуюча здатність
Якщо турбінна олія має погані водовіддільні властивості, то відбувається знос підшипників, підвищення температури (нагрів), прискорюється окислення та ін.

Зазвичай базові олії високого ступеня очищення мають хороші деемульгуючі здібності, проте при додаванні антикорозійної присадки здатність до деемульгування знижується, тому дуже важливо дотримуватися потрібного балансу.


  1. Протизносні властивості
Головний турбінний вал обертається з великою швидкістю протягом тривалого часу, тому необхідно, щоб масло відрізнялося високими протизносними властивостями. До того ж редукторний механізм турбіни, знижуючи високу швидкість обертання головного валу, працює з високою вихідною потужністю, тому поряд з головним валом також потребує захисту від зношування. Олії з протизносними характеристиками забезпечують точність роботи механізмів.

  1. Антипінні властивості
Сучасні турбінні олії експлуатуються за умов високих швидкостей як примусової циркуляційної мастила. У силу цих обставин легко відбувається з'єднання олії з повітрям, і існують умови для утворення повітряної піни.

Повітряна піна, будучи причиною окислення масла, також завдає шкоди процесу мастила і призводить до надмірних втрат масла з масляного бака, тому важливо і необхідно, щоб масло мало антипінні властивості. І зазвичай як така присадка додається гасник піни силіконового походження, який швидко гасить піну, що утворюється.


    1. Мастило турбіни

  1. Мастило підшипників
Підшипники, що застосовуються в турбінах, несуть невелике навантаження, але вони обертаються з дуже високою швидкістю понад 3,500 оборотів на хвилину. Отже, вони потребують мастила, що знижує тертя. У великих турбінах застосовується переважно метод примусової циркуляційної мастила, а середніх і малих турбінах використовується переважно метод кільцевої мастила. У великих турбінах за рахунок водяного охолодження температура олії підтримується нижче 70 °С, а у середніх та малих турбінах використовується повітряне охолодження, тому температура олії в них досягає 110-120 °С.

Так як турбіни експлуатуються протягом тривалого часу, цей фактор посилює окислення масла.


  1. Мастило редукторного механізму
Процес зниження швидкості обертання турбіни за допомогою редукторного механізму відбувається із високою вихідною потужністю. Існує два види редукторів – із зубчастою передачею та електроприводною.

На суднах переважно застосовуються турбіни, обладнані редукторами із зубчастими передачами, для змащування головних (провідних) підшипників турбіни, редуктора, підшипників, зовнішніх кілець підшипників і зубчастих коліс використовується одне й те саме турбінне масло з присадками.

Через те, що в міру збільшення потужності суднових турбін і зі зменшенням їх розмірів навантаження на редукторну передачу збільшилося і стало досить високим, виникла необхідність додати додатково турбінним маслам присадку «екстремальних навантажень» та масла з такими присадками позначаються як «турбінне масло для екстремальних навантажень» (EXTREME PRESSURE)


  1. Регулятор частоти обертання турбіни
Регулятор частоти обертання турбіни працює від тиску в механізмі регулювання швидкості та вихідної потужності турбіни, турбінне масло використовується як робоче. Отже, оскільки існує необхідність швидкої і реальної передачі тиску олії, турбінна олія має відрізнятися хорошими характеристиками в'язкості (коефіцієнт в'язкості, плинність при низьких температурах).

    1. Погіршення параметрів турбінної олії (розкладання олії) та норми її заміни
Раніше вже згадувалося про негативний впливна властивості турбінних масел таких факторів, як висока температура експлуатації олії, повітря, вода, контакт з металами, сторонні домішки та ін.

Отже, процес розкладання олії відбувається поступово, крок за кроком. Цей процес виявляється у зміні кольору від червоного до червоно-коричневого і потім до чорного і появою подразнюючого запаху. На цій стадії збільшується кислотне число, утворюються шлами, і знижуються антипінні, антикорозійні властивості, що деемульгують.

Так як до певної міри можна контролювати процес розкладання олії, приділяючи увагу тих. стан системи мастила в звичайному робочому режимі турбіни, нижче вказуються кілька моментів, на які потрібно звертати увагу при періодичних перевірках стану системи мастила.


  1. Олійний охолоджувач
Ефективність охолодження масла знижується внаслідок накопичення шламу на внутрішній поверхні охолоджувальних труб або забруднень і опадів, що утворюються на поверхні труб з боку водяного охолодження. В результаті цього підвищується температура олії, що стає причиною прискорення окиснення, тому дуже важливо тримати в порядку охолоджувач олії

  1. Наявність у системі змащення сторонніх (чужорідних) речовин.
Попадання сторонніх речовин у систему мастила перешкоджає нормальній циркуляції олії, залежно від властивостей та структури цих речовин прискорюється процес зносу та утворення шламів, також погіршується процес водовідділення. Дрібні частинки у вигляді піску, а також частинки іржі стають причиною передчасної зношування підшипників, хімічні сполуки з металами (особливо з іржею) впливають на прискорення окиснення олії. Тверді частинки створюють перешкоди у роботі регулятора частоти обертання турбіни.

Перед заливкою масла, шляхом промивання або продування необхідно видаляти сторонні речовини, також важливо вживати заходів щодо захисту від проникнення сторонніх речовин зовні через повітряну вентиляційну систему.

Звичайно, неможливо зовсім уникнути попадання в систему мастила сторонніх речовин, тому важливо регулярно витягувати з системи мастила пробні зразки, або проводити регулярний техогляд фільтрів і миючого обладнання, а також важливо проводити чистку системи.


  1. Вентиляція
Коли мінеральна олія окислюється, то, як правило, утворюються органічні кислоти і випаровування деяких видів цих кислот прискорюють процес корозії. Особливо схильні до цього впливу металеві поверхні, що розташовуються над рівнем масла, тому необхідно випускати пари назовні за межі системи мастила через отвори повітряної вентиляції.

  1. Технічні фактори
Довговічність та експлуатаційні якості турбінних масел можуть коливатися в залежності від технічних факторів, конструктивних особливостейтурбін у яких вони застосовуються.

Наприклад, якщо у внутрішню насосну частину системи надходить повітря, то масло починає пінитися, при недостатній герметичності ущільнювачів відбувається з'єднання з водою і парою, якщо масляний трубопровід стикається з ділянками з високою температурою, то температура масла підвищуватиметься, якщо кінці труб, по яких повертається олія знаходиться вище рівня олії, то відбувається домішування повітря, і будь-який з цих факторів прискорює погіршення експлуатаційних параметрів турбінних масел, тому розташування трубопроводу і конструкції турбіни потрібно приділяти достатню увагу.


  1. Терміни заміни турбінних олій
Щодо термінів заміни турбінних олій не існує чітких і певних приписів, але зазвичай за показники, що вказують на необхідність заміни олії, приймають такі параметри:

Експлуатація турбінних олій з часом призводить до його старіння. Це неминучий процес, адже даним маслам доводиться працювати у досить важких умовах, оскільки масляні системи турбогенераторів перебувають під постійним впливом цілого ряду несприятливих факторів.

Чинники, що впливають на турбінне масло

Вплив високих температур

При нагріванні олії у присутності повітря відбувається посилене окиснення нафтопродукту. Паралельно змінюються також інші характеристики масел. Випаровування легкокиплячих фракцій призводить до збільшення в'язкості, зменшення температури спалаху, погіршення деемульсійної здатності і т.д. Найбільше нагрівання турбінних масел спостерігається в підшипниках турбіни (від 35-40 до 50-55 ºС). Нагрівання масла відбувається за рахунок тертя в масляному шарі підшипника і частково за рахунок передачі тепла по валу від нагрітих частин.

Щоб отримати уявлення про поточну температуру підшипника роблять замір температури масла в зливальній лінії. Але навіть відносно низька температура не виключає місцевого перегріву олії за рахунок недосконалості конструкції підшипника, його неякісного виготовлення чи неправильного збирання. Місцеві перегріви призводять до прискореного старіння турбінних масел, що є наслідком різкого зростання окислюваності через підвищення температури вище 75-80 ºС.

Також масло може нагріватися в картерах підшипників та системах регулювання.

Розбризкування олії

До розбризкування масла призводить наявність у складі парових турбін таких складових частин, як зубчасті колеса, муфти, уступи, гребені на валу, заточування валу, регулятор швидкості тощо. При цьому масло розпорошується в кратерах підшипників та колонках відцентрових регуляторів швидкості. Такий нафтопродукт має велику площу контакту з повітрям, яке практично завжди є у картері. В результаті відбувається змішування олії з киснем та подальше окислення нафтопродукту. Інтенсифікує даний процесвелика швидкість частинок турбінної олії щодо повітря.

Повітря в картерах підшипників з'являється через дещо знижений місцевий тиск за рахунок підсмоктування в зазор по валу.

Найбільша інтенсивність розбризкування масла спостерігається у рухомих муфт з примусовим мастилом. Тому з метою зменшення окислюваності масел муфти оточують металевими кожухами, які обмежують розбризкування олії.

Вплив повітря, що міститься в олії

Повітря може перебувати в турбінному маслі у вигляді пухирців різного розміру, а також у розчиненому стані. Попадає він туди за рахунок захоплення в місцях найбільш інтенсивного перемішування олії з повітрям, а також у зливних маслопроводах, де не спостерігається заповнення олією всього перерізу труби.

При проходженні мастила повітря через головний масляний насос повітряні бульбашки швидко стискаються. У великих утвореннях температура різко зростає. Оскільки стиск відбувається дуже швидко, повітря не встигає віддати тепло довкіллю – процес є, по суті, адіабатичним. Тепла виділяється дуже мало і процес виділення триває швидко. Однак, навіть цього достатньо для суттєвого прискорення процесу окиснення турбінної олії. Після проходження через насос відбувається поступове розчинення стиснутих бульбашок, а також перехід у олію домішок, що містяться в повітрі – пилу, золи, водяної пари тощо. У результаті нафтопродукт забруднюється та обводняється.

Старіння масла через повітря, що міститься в ньому, найбільш помітно у великих турбінах, що пояснюється великим тиском масла після головного маслонасоса.

Вплив води та конденсаційної пари

У турбінах старих конструкцій основним джерелом обводнення олії є пара, що вибивається з лабіринтових ущільнень і підсмоктується в корпус підшипника. Також обводнення може виникати внаслідок несправності парозапірної арматури допоміжного турбомаслонасоса. Також вода може потрапляти в олію з повітря в результаті конденсації та через маслоохолоджувачі.

Найбільш небезпечним вважається обводнення олії після контакту з гарячою парою. При цьому нафтопродукт не тільки вбирає вологу, а й нагрівається, що призводить до прискорення процесу його старіння.

Наявність води сприяє утворенню шламу. При попаданні в лінію мастила підшипників він може закупорювати отвори в шайбах, що дозують, встановлених на нагнітальних лініях. Це може призвести до перегріву або навіть виплавлення підшипника. Проникнення шламу в систему регулювання порушує нормальну роботу золотників, букс та інших елементів турбіни.

Також в результаті контакту турбінної олії з гарячою парою утворюється масловодяна емульсія. Вона може потрапляти в систему мастила та регулювання, що різко погіршує якість їх роботи.

Вплив металевих поверхонь

При циркуляції маслосистемою турбінне масло практично завжди контактує з різними металами: сталлю, чавуном, бабітом, бронзою, що також сприяє окисленню. При вплив на металеві поверхні кислот утворюються продукти корозії, які можуть потрапляти у олію. Також деякі метали можуть мати каталітичний вплив на процеси окислення нафтопродуктів.

Перелічені вище чинники як окремо, і всі разом викликають старіння турбінних масел. Під старінням зазвичай розуміється зміна фізико-хімічних властивостей у бік погіршення експлуатаційних якостей.

Ознаками старіння турбінних олій у процесі експлуатації можна вважати:

  1. збільшення в'язкості;
  2. збільшення кислотного числа;
  3. зниження температури спалаху;
  4. поява кислотної реакції водної витяжки;
  5. поява шламу та механічних домішок;
  6. зменшення прозорості.

Але наявність навіть усіх перелічених ознак ще не означає, що турбінне масло не придатне для експлуатації.

Для використання у парових турбінах допускаються нафтопродукти, що відповідають наступним вимогам:

  1. кислотне число не перевищує 0,5 мг КОН на 1 г олії;
  2. в'язкість олії не відрізняється від первісної більш ніж на 25%;
  3. температура спалаху знизилася лише на 10°З початкової;
  4. реакція водяної витяжки – нейтральна;
  5. олія прозора і не містить води та шламу.

Якщо один з параметрів або характеристика олії не відповідає нормованому значенню і не підлягає відновленню, такий продукт потрібно замінити в найкоротші терміни.

Установки для очищення турбінних олій

Як ми переконалися вище, старіння турбінної олії може призвести до цілого ряду негативних наслідків. Вихід з ладу турбін, їх простоювання та ремонт обходяться дуже дорого. Та й сама турбінна олія – продукт недешевий. Тому доцільно вкладати гроші в заходи, спрямовані на уповільнення процесів старіння та відновлення властивостей олій, які вже побували в експлуатації.

Установка СММ-4Т

На практиці для вирішення таких завдань компанії GlobeCore . За допомогою даного обладнання проводиться комплексне очищення турбінних масел від води та різних домішок. Системи очищення можуть працювати в режимах фільтрації та нагріву, а також фільтрації, осушення та дегазації олії. Результатом обробки є покращення експлуатаційних характеристик турбінних масел до нормованих значень та суттєве продовження терміну їхньої служби.

18.09.2012
Турбінні олії: класифікація та застосування

1. Введення

Парові турбіни існують уже понад 90 років. Вони являють собою двигуни з елементами, що обертаються, які перетворюють енергію пари в механічну роботу в одну або кілька ступенів. Парова турбіна зазвичай пов'язана з приводною машиною, найчастіше через коробку передач.

Температура пари може досягати 560 ° С, а тиск знаходиться в межах від 130 до 240 атм. Підвищення ефективності за рахунок підвищення температури та тиску пари є фундаментальним фактором при вдосконаленні парових турбін. Однак високі температури та тиску підвищують вимоги до мастильних матеріалів, що застосовуються для мастила турбін. Спочатку турбінні олії виготовлялися без присадок і не могли задовольнити ці вимоги. Тому вже близько 50 років у парових турбінах застосовуються олії з присадками. Такі турбінні олії містять інгібітори окислення та антикорозійні агенти та за умови дотримання деяких специфічних правил забезпечують високу надійність. Сучасні турбінні олії також містять невелику кількість протизадирних і протизносних присадок, які захищають вузли, що змащуються від зносу. Парові турбіни використовуються на електростанціях для приводу електрогенераторів. На звичайних електростанціях їхня вихідна потужність становить 700—1000 МВт, тоді як на атомних електростанціяхця цифра становить близько 1300 МВт.


2. Вимоги до турбінних олій - характеристики

Вимоги до турбінних олій визначаються власне турбінами та специфічними умовами їх експлуатації. Олія в системах змащення та управління парових та газових турбінмає виконувати такі функції:
. гідродинамічного мастила всіх підшипників та коробок передач;
. розсіювання тепла;
. функціональної рідини для контурів керування та безпеки;
. попередження виникнення тертя та зносу ніжок зубів у коробках передач турбін при ударних ритмах роботи турбін.
Поряд з цими механіко-динамічними вимогами турбінні олії повинні мати наступні фізико-хімічні характеристики:
. стійкістю до старіння при тривалій експлуатації;
. гідролітичної стабільністю (особливо якщо застосовуються присадки);
. антикорозійними властивостями навіть у присутності води/пара, конденсату;
. надійним водовідділенням (парів та виділенням конденсованої води);
. швидким деаеруванням - низьким спінюванням;
. гарною фільтрацією та високим ступенем чистоти.

Тільки ретельно підібрані базові олії, що містять спеціальні присадки, можуть задовольняти цим суворим вимогам до мастильних матеріалів для парових та газових турбін.

3. Композиції турбінних олій

Сучасні мастильні матеріали для турбін містять спеціальні парафінові олії з хорошими в'язкісно-температурними характеристиками, а також антиоксиданти та інгібітори корозії. Якщо турбіни із зубчастими коробками передач потребують високого ступеня несучої здатності (наприклад: ступінь відмови при випробуванні на шестерному стенді FZGне нижче 8 DIN 51 354-2, то масло вводять протизадирні присадки.
В даний час турбінні базові олії отримують виключно екстракцією та гідруванням. Такі операції, як очищення та подальше гідроочищення під високим тиском, значною мірою визначають та впливають на такі характеристики, як окисна стабільність, водовідділення, деаерація та ціноутворення. Це особливо справедливо щодо водовідділення та деаерації, оскільки ці властивості не можуть бути суттєво покращені за допомогою присадок. Турбінні олії, як правило, отримують із спеціальних парафінових фракцій базових олій.
У турбінні олії для поліпшення їхньої окисної стабільності вводять фенольні антиоксиданти у поєднанні з амінними антиоксидантами. Для поліпшення антикорозійних властивостей застосовують антикорозійні агенти, що неемульгуються, і пасиватори кольорових металів. Забруднення водою або водяною парою не мають шкідливого впливу, оскільки ці речовини залишаються у зваженому стані. При застосуванні стандартних турбінних олій у турбінах із зубчастою коробкою передач в олії вводять невеликі концентрації термічно стійких і стійких до окислення протизадирних/протизносних присадок з тривалим терміном служби (фосфорорганічні та/або сірчисті сполуки). Крім того, в турбінних маслах застосовують антипінні і депресорні присадки, що не містять силіконів.
Слід звернути увагу на повне виключення силіконів в антипінній присадці. Крім того, ці присадки не повинні негативно впливати на деаераційні характеристики (дуже чутливі) олії. Присадки не повинні містити золи (наприклад, цинку). Чистота турбінної олії в резервуарах відповідно до ISO 4406 має бути в межах 15/12. Необхідно повністю виключити контакти турбінної олії та різних контурів, проводів, кабелів, ізоляційних матеріалів, що містять силікони (суворо дотримуватись при виробництві та застосуванні).

4. Турбінні мастильні матеріали

Для газових і парових турбін зазвичай як мастильні матеріали застосовуються спеціальні парафінові мінеральні масла. Вони служать для захисту підшипників валу турбіни та генератора, а також коробки передач у відповідних конструкціях. Ці масла також можуть застосовуватися як гідравлічна рідина в системах управління та безпеки. У гідравлічних системах, що експлуатуються під тиском близько 40 атм (якщо є роздільні контури для мастила та масла для регулювання, так звані спіральні контурні системи) зазвичай застосовуються вогнестійкі синтетичні рідини типу HDF-R. У 2001 р. був переглянутий DIN 51 515 під назвою «Мастильні та керуючі рідини для турбін» (частина 1 -L-TDофіційний сервіс, специфікації), а нові так звані високотемпературні турбінні олії описані в DIN 1515, частина 2 (частина 2- L-TGмастильні матеріали та керуючі рідини для турбін – для високотемпературних умов експлуатації, специфікації). Наступний стандарт - ISO 6743, частина 5, сімейство Т(Турбіни), класифікація турбінних масел; останній варіант стандарту DIN 51515, опублікований в 2001/2004 рр., містить класифікацію турбінних масел, яка наведена в табл. 1.

Таблиця 1. DIN 51515 класифікація турбінних олій. Проект 1999
Характеристика Нормальні турбінні олії, турбінні олії для парових турбін
DIN 51 515-1 DIN 51 515-2
З протизадирними присадками DIN 51 515-1 DIN 51 515-2
FZG Додаток А Додаток А

Вимоги, що висуваються в DIN 51 515-1 — олії для парових турбін та DIN 51 515-2 - високотемпературні турбінні олії, наведені в табл. 2 та 3.

Таблиця 2. Вимоги до мастил для парових турбін. D1N 51 515. Частина 1, червень 2001 р. LTDдля нормальних умов експлуатації
Випробування Граничні значення Порівнянні з ISO* стандартами
Група мастил TD 32 TD 46 TD 68 TD 100
Клас в'язкості по ISO 1) ISO VG 32 ISO VG 46 ISO VG 68 ISO VG 100 DIN 51 519 ISO 3448
Кінематична в'язкість: за 40 °С DIN 51 562-1 або DIN 51 562-2 або DIN EN ISO 3104 ISO 3104
мінімальна, мм 2/с 28,8 41,4 61,2 90,0 110
максимальна, мм2/с 35,2 50,6 74,8 110
Температура спалаху, мінімальна, °С 160 185 205 215 DIN ISO 2592 ISO 2592
Деаераційні властивості 4) за 50 °С максимальні, хв. 5 5 6 Не нормується DIN 51 381 —
Щільність при 15 ° С, максимальна, г/мл DIN 51 757 або DIN EN ISO 3675
≤-6 ≤-6 ≤-6 ≤-6 DIN ISO 3016 ISO 3016
Кислотне число, мг КОН/г

Повинне бути вказано постачальником

 DIN 51558, частина 1 ISO 6618
Зольність (оксидна зола) % мас.

Повинне бути вказано постачальником

 DIN EN ISO 6245 ISO 6245
DIN 51 777-1 ISO/D1S 12 937
DIN ISO 5884с DIN ISO 4406 ISO 5884 з ISO 4406
Водовідділення (після обробки парою), максимальне, з 300 300 300 300 4 51 589, частина 1
Мідна корозія, максимальна корозійна агресивність (3 год при 100 °С)

2-100 A 3

 DIN EN ISO 2160 ISO 2160
Захист від корозії сталі, максимальний

Відсутність іржі

 DIN 51 585 ISO 7120
Стійкість до окислення ( TOST) 3) Час у годинах до досягнення дельта NZ 2,0 мг КОН/г 2000 2000 1500 1000 DIN 51 587 ISO 4263
Піна: ISO 6247
Ступінь III при 24 °С після 93 °С, максимально, мл
*) Міжнародна організаціястандартизації
1) Середня в'язкість при 40 ° С мм 2 /с.


4) Температура випробування становить 25 °С і має бути вказана постачальником, якщо споживачеві потрібні значення за низьких температур.
Додаток А (нормативний) для турбінних масел з протизадирними присадками. Якщо постачальник турбінної олії також постачає набір турбінних зубчастих передач, то масло має витримувати мінімум восьму ступінь навантаження по DIN 51345, частина 1 і частина 2 ( FZG).

Атмосферне повітря надходить у повітрозабірник 1 через систему фільтрів і подається на вхід багатоступінчастого осьового компресора 2. Компресор стискає атмосферне повітря і подає його під високим тиском в камеру згоряння 3 , куди через форсунки подається і певна кількість газового палива. Повітря та паливо перемішуються та займаються. Паливоповітряна суміш згоряє, виділяючи велику кількість енергії. Енергія газоподібних продуктів згоряння перетворюється на механічну роботу рахунок обертання струменями розпеченого газу лопаток турбіни 4. Частина отриманої енергії витрачається на стиск повітря в компресорі 2 турбіни. Решта роботи передається на електричний генератор через вісь приводу 7. Ця робота є корисною роботоюгазової турбіни. Продукти згоряння, які мають температуру порядку 500-550 °З, виводяться через вихлопний тракт 5 і дифузор турбіни 6, і можуть бути використані, наприклад, в теплоутилізаторі, для отримання теплової енергії.

Таблиця 3. Вимоги до високотемпературних турбінних олій, DIN 51515, частина 2, листопад 2004 р. L-TGдля експлуатації в умовах високих температур
Група мастил

Граничні значення

 Випробування відповідно до 2) Порівнянні з ISO* стандартами
TG 32 TG 46
Клас в'язкості по ISO 1) TSOVC 32 TSOVC 46 DIN 51 519 ISO 3448
Кінематична в'язкість: при 40 °С, DIN 51 550 відповідно
з DIN 51 561 або DIN 51 562-1 		ISO 3104
мінімальна, мм 2/с 28,8 41,4
максимальна, мм 2/с 35,2 50,6
Температура спалаху (у закритому тиглі), мінімальна, °С 160 185 DIN ISO 2592 ISO 2592
Деаераційні властивості 4) при 50 ° С, максимальні, хв. 5 5 DIN 51 381 —
Щільність за 15 °С, мінімальна, г/мл DIN 51 757 ISO 3675
Температура застигання, максимальна, °С DIN ISO 3016 ISO 3016
Кислотне число, мг КОН/г Повинне бути вказано постачальником DIN 51 558-1 ISO/DIS 6618
Зола (оксидна зола), мас. Повинне бути вказано постачальником DIN EN 7 ISO 6245
Вміст води, максимальний, мг/кг

DIN 51 777-1

 ISO/DIS 12937
Рівень чистоти, мінімальний DIN ISO 5884 з DIN ISO 4406 ISO 5884 з ISO 4406
Піна:
Ступінь 1 при 24 °С, максимально, мл
Ступінь II при 93 °С, максимально, мл
Ступінь III при 24 ° С після 93 ° С, максимально, м;
Деемульгованість, хв Повинне бути вказано постачальником DIN 51 599 ASTM-D 1401
Водовідділення (після обробки парою), максимальна, з 300 300 DIN 51 589, частина 1
Мідна корозія, максимальна DIN 51 759 ISO 2160
Захист стали від корозії.
Корозійна агресивність, максимальна		 DIN 51 585 ISO/DIS 7120
Стійкість до корозії 3) DIN 51 587 ISO DIS 4263
Час у годині до досягнення дельта NZ 2,0 мг КОН/г ASTM-D 2272
RBOT, хв
Модифікований RBOT% часу хвилини в немодифікованому методі випробування.
* Міжнародна організація стандартизації.
** General Electricрекомендує лише 450 хв.
1) Середня в'язкість при 40 ° С мм2/с.
2) Зразок олії повинен зберігатися без контакту зі світлом перед випробуванням.
3) Випробування на стійкість до окислення має проводитися за типовою методикою у зв'язку з тривалістю випробування.
4) Температура випробування становить 25 °С і має бути вказана постачальником, якщо споживачеві потрібні значення при низьких температурах
Додаток А (нормативний для турбінних масел з протизадирними присадками). Якщо постачальник турбінної олії також постачає набір турбінних зубчастих передач, то масло має витримувати мінімум восьму ступінь навантаження по DIN51 345, частина 1 та частина 2 ( FZG).

ISO 6743-5 класифікує турбінні олії за їх призначенням (для парових або газових турбін) та за вмістом протизадирних агентів (табл. 4).

Таблиця 4. ISO 6743-5 Класифікація турбінних мастил у поєднанні з ISO/CD 8068
Характеристика Нормальні турбінні олії Високотемпературні турбінні олії
Без протизадирних присадок ISO-L-TSA(пар)
ISO-L-TG 4(Tia) 		ISO-L-TGB(газ)
ISO-L-TGSB(= TGA + TGBякість)
З протизадирними присадками FZGступінь навантаження не менше 8 ISO-L-TSE(пар)
ISO-L-TGE(газ)		 ISO-L-TGF
ISO-L-TGSE

Специфікація згідно ISO 6743-5 та відповідно до ISO CD 8086 «Мастильні матеріали. Індустріальні оліїта споріднені з ним продукти (клас L)— Сімейство T(турбінні олії), ISO-L-Твсе ще перебуває на стадії розгляду» (2003).
Синтетичні рідини типу ПАО та складні ефіри фосфорної кислоти також описані в ISO CD 8068 2003 (див. табл. 5).

Таблиця 5. Класифікація мастил для турбін, ISO 6743-5 у поєднанні з ISO/CD 8068
Загальне призначення Склад та властивості Символ ISO-L Типове застосування
1) Парові турбіни безпосередньо з'єднані, або із зубчастими передачами для навантаження в нормальних умовах
2) Базові турбіни безпосередньо з'єднані, або із зубчастими передачами пля навантаження, в нормальних умовах		 Очищені мінеральні олії з відповідними антиоксидантами та інгібіторами корозії TSA TGA Генерування електроенергії та індустріальні приводи та їх відповідні системи управління, суднові приводи, їх покращена здатність, що несе, не потрібна для зубчастого зачеплення
3) Парові турбіни, безпосередньо з'єднані або із зубчастими передачами для навантаження, висока несуча здатність
4) Газові турбіни, безпосередньо з'єднані або із зубчастими передачами для навантаження, висока несуча здатність		 Очищені мінеральні олії з відповідними антиоксидантами та інгібіторами корозії, з додатковими протизадирними характеристиками для мастила зубчастих передач TSF

TGF

Генерування електроенергії та індустріальні приводи та їх відповідні системи керування, де для зубчастих передач потрібна покращена несуча здатність
5) Газові турбіни, безпосередньо пов'язані або з зубчастими передачами для навантаження, вища несуча здатність Очищені мінеральні олії з відповідними антиоксидантами та інгібіторами корозії – для більш високих температур TGB
TGSB
(= TSA + TGB)		 Генерування електроенергії та індустріальні приводи та їх відповідні системи управління, де потрібна високотемпературна стійкість через високі температури на окремих ділянках
6) Інші мастильні матеріали (відповідно до ISO 6749-5 та ISO/CD 8068)
а) TSC- синтетичні рідини для турбін без специфічних вогнестійких властивостей (наприклад, ПАТ);
б) TSD- синтетичні рідини для парових турбін на базі складних ефірів фосфорної кислоти з вогнестійкими властивостями (складний ефір алкілфосфату);
в) TGC- синтетичні рідини для газових турбін без специфічних вогнестійких властивостей (наприклад, ПАТ);
г) TGD - синтетичні рідини для газових турбін на базі складних ефірів фосфорної кислоти з вогнестійкими властивостями (складний ефір алкілфосфату);
д) TCD - синтетичні рідини систем управління на базі складних ефірів фосфорної кислоти з вогнестійкими властивостями

Таблиця 6. Основні вимоги до турбінних олій із боку провідних світових виробників.
Характеристики Siemens TLV 901304 Олії для парових та газових турбін 1) General Electric GEK 101 941А Масла для газових турбін з протизадирними/ протизносними присадками з температурами вище 260 °С 2) General ElectricGEK 32568 Е. Олії для газових турбін з температурою підшипників вище 260 °С 3) Alstom HTGD 90717 Масла для парових та газових турбін з і без протизадирних та протизносних присадок ISO VG 32/46 4) Alstom HTGD 90117 Масла для парових та газових турбін з і без протизадирних та протизносних присадок ISO VG 68 4) Випробування
по DIN ISO 		Випробування з ASTM
Кінематична в'язкість при 40 ° С, мм 2 / с ISO VG VG 32: ±10% VG 46:±10% 28,8-35,2
 28,8-35,2
 VG 32: +10%
VG 46: +10% 		VG 68: ±10% DIN 51 562-1 ASTM-D 445
Густина ( API°) — 29-33.5 29-33.5 ASTM-D 287
Деаераційні властивості при 50 ° С, хв ≤4 5 (максим) 5 (максим)я <4 <7 DIN 51 381 ASTM-D 3427
Кислотне число, мгКОН/г DIN 51 558-1 ASTM-D 974
без ЕР/АWприсадок ≤0,2 0,2 (максим) 0,2 (максим) 0,2 (максим) 0,2 (максим)
з ЕР/AWприсадками ≤0,3 0,3 (максим) 0,3 (максим)
Вміст води, мг/кг ≤ 100 — — — — DIN 51777-1 ASTM-D 892
Водовідділення, з < 300 ≤ 300 ≤ 300 DlN 51 589-1
Деемульгованість, хвилини ≤20 <30 ≤30 DIN 51 599 ASTM-D 1401
Щільність за 15 °С, кг/м 3 ≤900 ХХО ≤900 DIN 51 757 ASTM-D 1298
Температура спалаху DIN ISO 2592 ASTM-D 92
ISO VG 32, °С > 160 215(мінім) 215(мінім) VG 32 та 46 ≥200 VG 68: ≥ 205
ISO VG 46, °С > 185
Температура застигання, °С <-6 -12(максим) -12 (максим) <-9 <-6 ISO 3016 ASTM-D 97
Розподіл частинок ( ISOклас) ≤ 17/14 18/15 18/15 ISO 4406 —
Колір ≤ 2 2,0 (максим) 2,0 (максим) — — DIN ISO 2049 ASTM-D 1500
Мідна корозія. Корозійна агресивність < 2-100 A3 1 В (максим) 1 В (максим) ≤ 2-100 A3 < 2-100 A3 DIN EN ISO 2160
Захист стали від корозії, Корозійна агресивність 0-В 0-В 0-В 0-В DIN 51 585 ASTM-D 665
Стійкість до старіння ≤ 2,0 ≤ 2,0 ≤ 2,0 1 1 DIN 51 587 ASTM-D 943
Збільшення кислотності мг КОН/гр після 1 год випробувань методом TOST (після 2500 год) (після 2500 год) (після 3000 год) (після 2000 год) * (після 2000 год) *
Додаткові вимоги до турбінних масел для застосування в коробках передач, метод FZG:A/8.3/90 ступінь відмови ≥8 ≥8 8 8 DIN 51 354 ASTM-D 1947
Коксування по Ремсботтому, % 0,1% (максиму) (або еквів) 0,1% (максиму) (або еквів) — — — ASTM-D 524
Стійкість до окислення в бомбі, що обертається, мін 500 (мінім) 500 (мінім) > 300 (мінім) > 300 (мінім) — ASTM-D 2272
Стійкість до окислення в бомбі, що обертається (модифікована RBOTз N 2 продуванням 85% (мінім) 85% (мінім) — — — ASTM-D 2272
Індекс в'язкості (ІВ) 95 (мініма 95 (мінім) ≥90 ≥90 — ASTM-D 2270
Атомно-емісійна спектроскопія <5 ppm <5 ppm <5 ppm — ASTM-D 4951
Вміст цинку Ступінь I, мінімум 93%
Фільтрованість Ступінь I, мінімум 93% ISO 13 357-2
* Кислотне число< 1,8 мг КОН/г; шлам < 0,4% поDP 7624.
Базові олії:
1) Мінеральні олії або синтетичні олії з присадками для підвищення антикорозійних властивостей та стійкості до старіння (додатково ЕР/А W присадки у разі змащення коробки).
2) Нафтове мастило - синтетичні вуглеводні з більшою високотемпературною окислювальною стабільністю і R&Oінгібітор EP/AWприсадки.
3) Нафтове мастило - синтетичні вуглеводні з більшою високотемпературною окислювальною стабільністю і R&Oінгібіторами
4) Очищене мінеральне масло: з присадками - в основному інгібіторами старіння та корозії (без ЕР/AWприсадок)
Інші важливі специфікації (приклади):
Westinghouse I.L. 1250-5312 - Парові турбіни
21 T 059I - Газові турбіни
Solar ES 9-224 - Газові турбіни
5) L.S. ступінь навантаження.

5. Контури циркуляції турбінних олій

Для мастила турбін на електростанціях важливу роль відіграють контури циркуляції масла. Парові турбіни зазвичай забезпечені контурами циркуляції олії під тиском і контурами регулювання, а також роздільними ємностями для контуру мастила та олії контуру регулювання.
В нормальних умовах експлуатації основний масляний насос із приводом від турбінного валу всмоктує масло з ємності та нагнітає в контури регулювання та мастила підшипників. Контури тиску та регулювання зазвичай знаходяться під тиском у межах 10-40 атм (тиск головного турбінного валу може досягати 100-200 атм). Величина температури масляної ємності знаходиться в межах від 40 до 60 °С. Швидкість подачі олії у контури живлення становить від 1,5 до 4,5 м/сек (близько 0,5 м/сек у зворотному контурі). Охолоджене масло, що пройшло через редукційні клапани, надходить у підшипники турбіни, генератора і, можливо, коробки передач під тиском 1—3 атм. Індивідуальні олії повертаються в масляний бак під тиском, що дорівнює атмосферному. Найчастіше підшипники валу турбіни і генератора мають вкладиші з білого металу. Аксіальні навантаження зазвичай поглинаються підшипниками. Контур мастила газової турбіни в основному подібний до контуру парової турбіни. Однак у газових турбінах іноді застосовують підшипники кочення та підшипники ковзання.
Великі масляні контури мають відцентрові фільтраційні системи. Ці системи забезпечують видалення найдрібніших частинок забруднювачів разом із продуктами старіння та шламом. Залежно від розміру турбіни в переточних системах, масло пропускають через фільтри кожні п'ять годин за допомогою спеціальних насосів. Олія виводиться з нижньої точки масляної ємності і піддається фільтрації безпосередньо перед поверненням назад. Якщо масло відбирають з основного потоку, швидкість потоку повинна бути знижена до 2-3% від продуктивності основного насоса. Часто застосовують такі види обладнання: масляні центрифуги, паперові фільтри, целюлозні картриджні фільтри тонкого очищення та установки, що фільтрують, з сепараторами. Також рекомендується використання магнітного фільтра. Іноді фільтри байпасного та основного потоку забезпечуються охолодними пристроями для зниження температури масла, що фільтрується. Якщо існує можливість попадання в систему води, пари або інших забруднювачів, то повинна бути передбачена можливість видалення масла з ємності за допомогою мобільного фільтра або центрифуги. Для цього в нижній частині ємності необхідно передбачити спеціальний з'єднувальний патрубок, який може бути використаний для відбору проб масла.
Старіння олії також залежить від того, як і з якою швидкістю олію прокачують через контур. Якщо масло прокачується дуже швидко, то надмірне повітря диспергується або розчиняється (проблема: кавітація в підшипниках, передчасне старіння і т. д.). Також може мати місце спінювання олії в масляній ємності, але ця піна зазвичай швидко руйнується. Позитивно впливати на деаерацію і спінювання масляної ємності можна за допомогою різних інженерних заходів. До таких заходів відносяться масляні ємності з більшою площею поверхні та поворотні контури з трубами більшого перерізу. Прості заходи, наприклад повернення олії в ємність через перевернуту U-подібну трубу, також позитивно впливають на деаераційну здатність олії і дають хороший ефект. Установка дроселя у ємності також дає позитивні результати. Ці заходи продовжують інтервал часу, протягом якого вода і тверді забруднювачі можуть бути видалені з олії.

6. Контури для промивної турбінної олії

Усі маслопроводи перед введенням в експлуатацію мають бути механічно очищені та промиті. Слід видаляти з системи навіть такі забруднювачі, як засоби для чищення та агенти, що запобігають корозії (олії/пластичні мастила). Потім необхідно ввести олію з метою промивання. Для промивання потрібно близько 60-70% загального обсягу масла. Промивний насос повинен працювати на повну потужність. Підшипник рекомендується видаляти і тимчасово замінювати чистим (щоб уникнути забруднення в зазор між валом і вкладишами підшипників). Олію слід неодноразово підігрівати до температури 70 °С, а потім охолоджувати до 30 °С. Розширення та звуження у трубопроводі та фітингах розраховані на видалення бруду в контурі. Вкладиші підшипників валу повинні промиватись послідовно для підтримки високої швидкості роботи. Після 24-годинного промивання масляні фільтри, масляні сита та сита масла для підшипників можуть бути встановлені. Мобільні фільтрувальні установки, які також можуть бути використані, повинні мати розмір вічок не більше 5 мкм. Усі частини ланцюга постачання олією, включаючи запасне обладнання, повинні бути ретельно промиті. Усі вузли та деталі системи мають бути очищені зовні. Потім промивне масло зливають з масляного бака та холодильників. Можливе і вторинне його використання, але тільки після дуже тонкої фільтрації (байпасна фільтрація). Крім того, олія має бути попередньо піддана ретельному аналізу на предмет відповідності вимогам специфікації. DIN 51515 або спеціальних специфікацій на обладнання. Промивку слід проводити до тих пір, поки на фільтрі не будуть виявлені тверді забруднювачі та/або не буде зареєстровано підвищення тиску в байпасних фільтрах після 24 год. .

7. Моніторинг та технічне обслуговування турбінних масел

У нормальних умовах цілком достатньо проводити моніторинг олії з інтервалом на 1 рік. Як правило, ця процедура здійснюється у лабораторіях виробника. Крім того, необхідна щотижнева візуальна перевірка для своєчасного виявлення та видалення домішок, що забруднюють масло. Найбільш надійним методом є фільтрування олії за допомогою центрифуги у байпасному контурі. При експлуатації турбіни слід враховувати забруднення навколишнього турбіну повітря газами та іншими частинками. Такий метод, як підживлення втраченої олії (освіження рівнів вмісту присадок), заслуговує на увагу. Фільтри, сита, а також такі параметри, як температура та рівень олії, повинні перевірятися регулярно. У разі тривалого простою (понад два місяці) масло слід щодня рециркулювати, а також регулярно перевіряти вміст води в ньому. Контроль відпрацьованих:
. вогнестійких рідин у турбінах;
. відпрацьованих мастил у турбінах;
. відпрацьованих олій у турбінах.
здійснюють у лабораторії постачальника олії. У VGB Kraftwerktechnic Merkbl tter, Німеччина ( VGB- Асоціація німецьких електростанцій) описаний аналіз, а також необхідні значення різних властивостей.

8. Термін служби олій для парових турбін

Звичайний термін служби парових турбін становить 100 000 год. Однак рівень антиоксиданту знижується до 20-40% від рівня у свіжій олії (окислення, старіння). Термін життя турбіни значною мірою залежить від якості турбінної базової олії, умов експлуатації — температури та тиску, швидкості циркуляції олії, фільтрації та якості технічного обслуговування і, нарешті, від кількості підживленої свіжої олії (це допомагає підтримувати адекватні рівні присадок). Температура олії в турбіні залежить від навантаження на підшипники, розмірів підшипників та швидкості перебігу олії. Радіаційна теплота може бути важливим параметром. Фактор циркуляції олії, тобто відношення між об'ємом потоку h -1 і об'ємом ємності з олією, має бути в межах від 8 до 12 год -1 . Такий відносно низький фактор циркуляції олії забезпечує ефективне поділ газоподібних, рідких та твердих забруднювачів, тоді як повітря та інші гази можуть бути випущені в атмосферу. Крім того, низькі фактори циркуляції знижують термічні навантаження на олію (у мінеральних оліях швидкість окислення збільшується вдвічі при підвищенні температури на 8-10 К). Під час експлуатації турбінні олії піддаються значному збагаченню киснем. Турбінні мастильні матеріали зазнають впливу повітря в ряді точок навколо турбіни. Температури підшипників можуть контролюватись за допомогою термоелементів. Вони дуже високі і можуть досягати 100 ° С, а в мастильному зазорі навіть вище. Температура підшипників може досягати 200 ° С при локальному перегріванні. Такі умови можуть зустрічатися тільки у великих обсягах олії та за високої швидкості циркуляції. Температура олії, що зливається з підшипників ковзання, зазвичай знаходиться в межах 70-75 ° С, а температура олії в баку може досягати 60-65 ° С залежно від фактора циркуляції олії. Олія залишається в баку протягом 5-8 хв. За цей час повітря, захоплене потоком олії, деаерується, тверді забруднювачі випадають в осад і виділяють їх. Якщо температура в баку вище, компоненти присадок з більш високим тиском насиченої пари можуть випаруватися. Проблема випаровування ускладнюється при встановленні пристроїв екстракції парів. Максимальна температура підшипників ковзання обмежується граничними температурами вкладишів підшипників із білого металу. Ці температури становлять близько 120 °С. В даний час розробляють вкладиші підшипників із металів, менш чутливих до високих температур.

9. Олії для газових турбін - застосування та вимоги

Газотурбінні олії застосовуються в стаціонарних турбінах, що використовуються для вироблення електроенергії або теплової енергії. Компресорні повітря нагнітають тиск газу, який подається в камери згоряння, до 30 атм. Температури згоряння залежать від типу турбіни і можуть досягати 1000 ° С (зазвичай 800-900 ° С). Температури вихлопних газів зазвичай коливаються близько 400-500 °С. Газові турбіни з потужністю до 250 МВт застосовуються в міських та приміських системах парового опалення, у папероробній та хімічній промисловості. Переваги газових турбін полягають у їх компактності, швидкості запуску (<10 минут), атакже в малом расходе масла и воды. Масла для паровых турбин на базе минеральных масел применяются для обычных газовых турбин. Однако следует помнить о том, что температура некоторых подшипников в газовых турбинах выше, чем в паровых турбинах, поэтому возможно преждевременное старение масла. Кроме того, вокруг некоторых подшипников могут образовываться «горячие участки», где локальные температуры достигают 200—280 °С, при этом температура масла в баке сохраняется на уровне порядка 70—90 °С (горячий воздух и горячие газы могут ускорить процесс старения масла). Температура масла, поступающего в подшипник, чаще всего бывает в пределах 50— 55 °С, а температура на выходе из подшипника достигает 70—75 °С. В связи с тем, что объем газотурбинных масел обычно меньше, чем объем масел в паровых турбинах, а скорость циркуляции выше, их срок службы несколько короче. Объем масла для электрогенератора мощностью 40—60 МВт («General Electric») становить приблизно 600-700 л, а термін служби олії - 20 000-30 000 год. Для цих областей застосування рекомендуються напівсинтетичні турбінні олії (спеціально гідроочищені базові олії) - так звані олії групи III - або повністю синтетичні олії на базі синтетичних ПАТ. У цивільній та військовій авіації газові турбіни застосовуються як тягові двигуни. Так як у цих турбінах температура дуже висока, для їх змащення застосовують спеціальні малов'язкі ( ISO VG 10, 22) синтетичні олії на базі насичених складних ефірів (наприклад, олії на базі складних ефірів поліолів). Ці складні складні ефіри, що застосовуються для змащування авіаційних двигунів або турбін, мають високий індекс в'язкості, хорошу термічну стійкість, окислювальну стабільність і чудові низькотемпературні характеристики. Деякі з цих олій містять присадки. Їхня температура застигання знаходиться в межах від -50 до -60 °С. І, нарешті, ці олії мають відповідати всім вимогам військових та цивільних специфікацій на олії для авіаційних двигунів. Мастильні масла для турбін літаків у деяких випадках можуть також застосовуватися для змащення вертолітних, суднових, стаціонарних та індустріальних турбін. Застосовуються також авіаційні турбінні олії, що містять спеціальні нафтенові базові олії ( ISO VG 15-32) з добрими низькотемпературними характеристиками.

10. Вогнестійкі рідини, що не містять води, які застосовуються на електростанціях

З метою безпеки в контурах регулювання та управління, схильних до небезпек загоряння та пожеж, застосовуються вогнестійкі рідини. Наприклад, на електростанціях це стосується гідравлічних систем у високотемпературних зонах, зокрема поблизу перегрітих парових труб. Вогнестійкі рідини, що застосовуються на електростанціях, зазвичай не містять води; це синтетичні рідини на базі складних ефірів фосфорної кислоти (типу DFD-Rпо DIN 51 502 або ISO VG 6743-0, ISO VG 32-68). Ці HFD рідини мають такі особливості. Специфікації турбінних рідин на базі складних триарилфосфатів описані в ISO/DIS 10 050 - категорія ISO-L-TCD. Відповідно до них такі рідини повинні мати:
. вогнестійкістю;
. температурою самозаймання вище 500”С;
. стійкістю до самоокислення при поверхневих температурах до 300 °C;
. хорошими мастильними властивостями;
. гарним захистом від корозії та зносу;
. гарною стійкістю до старіння;
. гарною деемульгованістю;
. низькою спінюваністю;
. хорошими деаераційними характеристиками та низьким тиском насиченої пари.
Для поліпшення окисної стабільності іноді застосовують присадки (можливо інгібітори піноутворення), а також інгібітори іржавіння та корозії. Відповідно до 7-ї Люксембурзької доповіді ( The 7th Luxembourg Report) максимально допустима температура HFDрідин у гідродинамічних системах становить 150 °С, а постійні температури рідин не повинні перевищувати 50 °C. Ці синтетичні рідини на основі складних ефірів фосфорної кислоти зазвичай застосовуються в контурах управління, але в деяких особливих випадках вони також застосовуються і для змащування підшипників кочення в турбінах (а також в інших гідравлічних системах парових та газових турбін). Однак системи повинні бути сконструйовані з урахуванням того, що використовуватимуться саме ці рідини ( HFD- Сумісні еластомери, фарбування та покриття). У стандарті (E)DIN 51518 перераховані мінімальні вимоги до рідин для систем керування електростанцій. Додаткову інформацію можна отримати в інструкціях і специфікаціях, пов'язаних з вогнестійкими рідинами, наприклад, VDMAлист 24317 та в СЕТОРрекомендаціях R 39 Н і R 97 H. Інформація, пов'язана із заміною однієї рідини на іншу, міститься в VDMAлист 24314 та СЕТОР Rp 86 H.

11. Змащення гідротурбін та гідроелектростанцій

Персонал гідроелектростанцій повинен звертати особливу увагу на використання водозабруднюючих речовин, таких як мастильні матеріали. На ГЕС використовуються олії як із присадками, так і без них. Вони застосовуються для змащування підшипників та коробок передач на головному та допоміжному обладнанні, а також засобів регулювання та управління. При виборі мастил слід враховувати специфічні умови експлуатації на гідростанціях. Олії повинні мати хороші водовиділяючі та деаераційні властивості, низьку спінюваність, хороші антикорозійні властивості, високі протизносні властивості ( FZGступінь навантаження в коробках передач), гарною стійкістю до старіння та сумісністю зі стандартними еластомерами. У зв'язку з тим, що відсутні встановлені стандарти на олії для гідротурбіну, основні вимоги до них збігаються зі специфікаціями на загальні турбінні олії. В'язкість масел для гідротурбін залежить від типу та конструкції турбіни, а також від робочої температури, і може перебувати в межах від 46 до 460 мм2/с (при 40 °С). Для таких турбін застосовують мастила та масла для системи управління типу TDі LTDпо DIN 51 515. У більшості випадків те саме масло може застосовуватися для змащування підшипників, коробок передач і систем управління. Зазвичай в'язкість таких турбіних масел та масел для підшипників знаходиться в межах від 68 до 100 мм2/сек. При запуску турбін температура масел, що використовуються в системах управління, не повинна опускатися нижче 5 °С, а температура мастил для змащування підшипників не повинна бути нижчою за 10 °С. Якщо обладнання знаходиться в холодних навколишніх умовах, рекомендується установка підігрівачів масла. Олії для гідротурбіну не відчувають сильних термічних навантажень, а їх обсяги в резервуарах досить високі. У зв'язку з цим термін служби турбінних олій досить великий. На гідроелектростанціях інтервали відбору мастил для аналізу можуть бути подовжені відповідно. Особливу увагу слід звертати на ущільнення контурів циркуляції турбінних мастил для виключення попадання води до системи. В останні роки успішно застосовуються біологічно розкладаються турбінні олії на базі насичених складних ефірів. У порівнянні з мінеральними оліями ці продукти легше піддаються біологічному розкладанню і належать до нижчої категорії забруднювачів води. Крім того, гідравлічні масла типу HLP46 (з присадками, що не містять цинку), рідини типу, що швидко біологічно розкладаються. HEES 46 та пластичні мастила NLGIсорти 2 та 3 застосовуються на гідроелектростанціях.

Роман Маслов.
За матеріалами закордонних видань.

Вплив шкідливих речовин (трансформаторна олія);

Вихідні дані до розділу "Соціальна відповідальність":
1. Характеристика об'єкта дослідження (речовина, матеріал, прилад, алгоритм, методика, робоча зона) та сфери його застосування Об'єктом дослідження є гірські породи різних видів. Основне обладнання на дослідження; Зарядний пристрій, генератор імпульсних напруга (ГІН), камера для створення високих тисків (7 МПа). Методика дослідження; на гірські породи подаватиметься імпульсна напруга 250 – 300 кВ. Максимальний тиск, прикладений на гірські породи 7МПа Робочою зоною є лабораторія №11 ІФВТ ТПУ. Дослідження та експериментальні роботи ведуться високовольтному залі.
Перелік питань, що підлягають дослідженню, проектуванню та розробці:
1. Виробнича безпека 1.1. Аналіз виявлених шкідливих факторів при розробці та експлуатації проектованого рішення в наступній послідовності: - фізико-хімічна природа шкідливості, її зв'язок з темою, що розробляється; - Дія фактора на організм людини; - приведення допустимих норм із необхідною розмірністю (з посиланням на відповідний нормативно-технічний документ); - Пропоновані засоби захисту; - (Спочатку колективного захисту, потім – індивідуальні захисні засоби). 1.2. Аналіз виявлених небезпечних факторів при розробці та експлуатації проектованого рішення в наступній послідовності: - механічні небезпеки (джерела, засоби захисту; - термічні небезпеки (джерела, засоби захисту) - електробезпека (в т.ч. статична електрика, блискавкозахист - джерела, засоби захисту) );- пожежонебезпечність (причини, профілактичні заходи, первинні засоби пожежогасіння). Шкідливі фактори: вміст летких органічних домішок (трансформаторне масло), електромагнітне випромінювання у широкому спектрі, шум, несприятливі умови мікроклімату робочої зони. Небезпечні фактори: електричний струм, пожежа, робота із підвищеним тиском.
2. Екологічна безпека: - захист селищної зони - аналіз впливу об'єкта на атмосферу (викиди); - аналіз впливу об'єкта на гідросферу (скиди); - Аналіз впливу об'єкта на літосферу (відходи); - розробити рішення щодо забезпечення екологічної безпеки з посиланнями на НТД з охорони навколишнього середовища. Негативна дія на довкілля відсутня. Усі матеріали, що використовуються у складальних роботах, є екологічно безпечними.
3. Безпека у надзвичайних ситуаціях: - перелік можливих НС при розробці та експлуатації проектованого рішення; - Вибір найбільш типової НС; - розробка превентивних заходів щодо запобігання НС; - розробка дій у результаті НС і заходів щодо ліквідації її наслідків. Можливі надзвичайні ситуації під час виконання проекту є: замикання залишкових зарядів, займання робочої рідини. Превентивні заходи щодо попередження НС: застосування ізоляції, недоступність струмопровідних елементів, ізоляція електричних частин від ґрунту. Дії внаслідок НС та ліквідації її наслідків повинні бути описані в кожній інструкції охорони праці.
4. Правові та організаційні питання забезпечення безпеки: - спеціальні (характерні під час експлуатації об'єкта дослідження, проектованої робочої зони) правові норми трудового законодавства; - Організаційні заходи при компонуванні робочої зони. Відстань між робочими зонами, параметри освітлення та мікроклімату відповідають нормам. Ефективна та безпечна праця можлива лише в тому випадку, якщо виробничі умови на робочому місці відповідають усім вимогам міжнародних стандартів у галузі охорони праці.




Завдання видав консультант:

Завдання прийняв до виконання студент:

Вступ

У цьому розділі розглядатиметься безпека та екологічність дослідження процесів руйнування гірських порід імпульсною напругою при тиску до 7 МПа.

На даний момент спостерігається збільшення обсягів робіт гірничорудної та нафти газової промисловості. Виникає необхідність пошуку абсолютно нового способу буріння, який має бути економічнішим та ефективнішим, у порівнянні з традиційними способами буріння. Багатьом критеріям ефективного способу руйнування гірських порід і руд відповідає електроімпульсний спосіб, що використовує для руйнування твердих діелектричних та напівпровідних матеріалів енергію імпульсного електричного розряду при їх безпосередньому електричному пробої. При поглибленні бурової коронки тиск на його кінці буде збільшуватися. У зв'язку з цим ведуться роботи з вивчення руйнування гірських порід, на імпульсну напругу при підвищених тисках.

Об'єктом дослідження є гірські породи різних видів (піщаник, граніт, вапняк). На гірські породи буде прикладено імпульсну напругу, максимальний тиск 7 МПа. Амплітуда напруги 250 - 300 кВ. Структурна схема обладнання необхідних для дослідження вказана на малюнку 1.

Малюнок 1. Структурна схема обладнання для проведення дослідження.

Для того щоб канал розряду впровадився в тверде тіло, поверхня твердого тіла (зразка) повинна бути заповнена рідким діелектриком. Як такий діелектрик було взято трансформаторне масло.

Робочою зоною є Високовольтна зала, лабораторій №11, ІФВТ.

Камера для проведення дослідження показана на малюнку 2. Камера буде під тиском 7 МПа і буде наповнена трансформаторним маслом.

Малюнок 2. Камера для проведення випробування

1 Високовольтне введення; 2 Корпус; 3 Платформа для зразків; 4 Екрануюча сітка та полікарбонатний захист;

Техногенна безпека

1.1 Аналіз виявлених шкідливих факторів при розробці та експлуатації проектованого рішення у наступній послідовності:

Вплив шкідливих речовин (трансформаторна олія);

Електромагнітне поле;

Підвищений рівень шуму;

Несприятливі умови мікроклімату робочої зони;

Вплив шкідливих речовин (трансформаторна олія);

Трансформаторне масло - очищена фракція нафти, що отримується при перегонці, кипляча при температурі від 300 ° С до 400 ° С. Залежно від походження нафти мають різні властивості і ці відмінні властивості вихідної сировини відбиваються на властивостях олії. Воно має складний вуглеводневий склад із середньою вагою молекул 220-340 а.е. і містить основні компоненти, наведені в таблиці 1.

Таблиця 1.Основні компоненти трансформаторної олії

З основних характеристик масла відзначимо, що воно пальне, біорозкладається, практично не токсичне, не порушує озоновий шар. Щільність олії зазвичай знаходиться в діапазоні (0.84-0.89) × 103 кг/м 3 .

Шкідливий вплив від трансформаторної олії проявляється в тому, що при заміні зразків дослідження, які просочені трансформаторною олією (все це відбувається вручну), можуть просочитися в тканину, кровоносні судини людини.

Для захисту людини від шкідливих факторів застосовується засоби індивідуального захисту; рукавички (ПЕР107).

Таблиця 2. Характеристики рукавичок ПЕР107

Маслобензостійкі рукавички мають відмінну стійкість до нафти і нафтопродуктів. Рекомендуються для використання при перенесенні жирних та покритих маслами предметів, обслуговуванні техніки. Забезпечують гарне захоплення на промаслених поверхнях. Виготовляються із високоякісного двошарового ПВХ на трикотажній основі.

Електромагнітне поле

Наслідками впливу електромагнітного випромінювання на організм людини є функціональні порушення з боку нервової системи, що виявляються у вигляді вегетативних дисфункцій неврастенічного та астенічного синдрому. Особи, які тривалий час перебували в зоні електромагнітного випромінювання, мають скарги на слабкість, дратівливість, швидку стомлюваність, ослаблення пам'яті, розлади сну.

Гігієнічні нормативи перебування в електричному полі, встановлені виходячи з безпосереднього (біологічного) впливу на людину, наведено у таблиці 3

Таблиця 3. Гігієнічні нормативи перебування в електричному полі СанПіН 2971-84

Створення безпечних умов для проведення дослідницьких робіт в умовах впливу електромагнітних полів, що діють, зводиться до забезпечення допустимих рівнів напруженості електричного поля та наведеної напруги на робочих місцях; обмеження часу перебування в зоні підвищеної напруженості; дотримання відстаней, що нормуються, до елементів, які можуть опинитися під небезпечним потенціалом; влаштування захисного заземлення; застосування засобів колективного та індивідуального захисту.

Оскільки джерело електромагнітних полів знаходиться в металевому корпусі (Малюнок 2; 2), також ізольований металевою сіткою та полікарбонатним шаром (Малюнок 2; 4), що є захисним екраном від електромагнітного поля. У зв'язку з цим величина електромагнітного випромінювання незначна Е 5 кВ/м, немає необхідності у використанні додаткових засобів колективного та індивідуального захисту.

Підвищений рівень шуму

Шкідливий вплив шуму не обмежується впливом тільки на органи слуху. Підвищений шумовий подразник негативно впливає нервову систему людини, серцево-судинну систему, викликає сильне подразнення. Підвищений шум може стати причиною безсоння, швидкої втоми, агресивності, впливати на репродуктивну функцію та сприяти серйозному розладу психіки.

Основним джерелом шуму є ГІН, та камера для дослідження. Характер шуму тональний, у спектрі шуму є явно виражені дискретні тони. Рівень шуму перевищує гранично допустимі рівень шуму на робочому місці, L доп ≤ 150 дБА. Як індивідуальний захист застосовується навушники champion (С1002), що знаходиться на балансі лабораторій №11, ІФВТ

Дотримання шуму ПДУ не виключає порушення здоров'я у надчутливих осіб.

У наш час забруднення навколишнього середовища постає однією з найзлободенніших проблем безпосередньо пов'язаної з загрозою здоров'ю та добробуту людини. За даними ВООЗ, цим обумовлено 25% усіх захворювань. Особливо страждають діти – на частку припадає 60% хвороб з цієї причини. Також велику частку займають захворювання, пов'язані із професійною діяльністю.

Вже деякий час тривають суперечки про вплив на здоров'я робітника мастильно-охолоджувальних рідин. Для раціонального використання верстатів, докладніше про які CОЖ просто необхідні.

Що таке СОЖ

Мастило-охолоджувальна рідина або мастило для верстатів - невід'ємний елемент будь-якого технологічного процесу, пов'язаного з обробкою металу. Це рідка масляниста субстанція, завданням якої є охолодження та зменшення сили тертя деталей, вузлів, будь-яких поверхонь. Основне застосування - обробка металів механічним способом. Завдання СОЖ: мінімізувати зношування інструменту, знизити кількість відходів, забезпечити безперебійність технологічного процесу.

Мастила в основному виробляються на основі індустріальних масел і за складом поділяються на три види:

Безводні рідини, основа яких - мінеральні олії;

Рідини з урахуванням продуктів нафтопереробки;

Емульсоли - суміші емульгатора та олії.

Чим шкідливі мастила для верстатів

Оскільки більшість мастил виготовляються з урахуванням продуктів нафтопереробки, основним чинником загрози здоров'ю є продукти термоокислювальної деструкції (акролеїн, формальдегід та інших.). Іншими словами, загрозу становлять пари, що вдихаються працівником, які утворюються при термічному окисленні масел. Встановлено, що найнебезпечнішими для людини є: гомологи бензолу – м-ксилол та етилбензол; поліароматичні вуглеводні - 9- та 2-метилантрацен, 3-метилфенантрен.

У нафтових маслах присутні сильні канцерогени: алкени, ароматичні вуглеводні, а також сполуки азоту, сірки та кисню. Наприклад, алкілфенол, за своєю структурою подібний до статевих гормонів і при тривалому впливі здатний викликати ракові захворювання, а нонілфенол прискорює розвиток ракових клітин.

Мінімізація шкідливого впливу

Практично для всіх складових мастил для верстатів та їх продуктів термоокислювальної деструкції існують граничні норми концентрації. Але, попри це, мастильні матеріали є складними сумішами та його впливом геть здоров'я людини непередбачувано.

Сьогодні до СОЖ висувається низка вимог. В першу чергу вони не повинні шкідливо впливати на органи дихання і шкіру робітника, а при контакті зі слизовою оболонкою — мінімальний дратівливий ефект, не містити 3,4-бензапірен, не утворювати масляний туман. Крім того, фахівці рекомендують виробникам проводити гідроочищення, що є найефективнішим способом видалити сірчисті сполуки.