(Россия) FARTO LTD

FARTO LTD (Россия)
OilCare
OilCare
Для чего нужно очищать масло?
OilCare
Очистка масла
В процессе своей жизнедеятельности масло теряет свои
эксплуатационные свойства и наполняется различными
загрязнителями:
1. В турбоагрегатах:
* металлические фрагменты
* продукты старения
* вода
* продукты коррозии
Очистка масла
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 изза 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.
OilCare
OilCare
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
Трансформатор
изнутри,
загрязненные
обмотки
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, изза 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
- 1-10μ – 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).
Влияние температуры
системы
на образование
загрязнителей
Влияние
температуры
системы
на образование
загрязнителей
•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.
Загрязненное масло
(н-гексан растворитель)
Растворимые
Нерастворимые
(Толуол растворитель)
Растворимые
Нерастворимые
(Пиридин растворитель)
Растворимые
Масло и
Добавки
Нерастворимые
Продукты
Разложившиеся
Пыль и Металлические
Окисления
Масляные добавки
частицы
Источник – Доктор Акира Сазаки
Изменение соотношения загрязнителей в зависимости от срока
Изменение
соотношения
загрязнителей
зависимости
от срока
эксплуатации
в масле (увеличение
доливпродуктов
окисления)
эксплуатации в масле (увеличение доли продуктов окисления)
1
2
3
4
5
Единица
мг
(%)
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
2
3
3
3
4
Источник - Доктор Акира Сазаки
Продукты
Старения
Масла
Образец *
Размеры загрязнителей в трансформаторном масле
Размеры загрязнителей в трансформаторном масле
Частицы, удаляемые методом электростатической очистки
Частицы, удаляемые методом фильтрации
Доля
загрязнителей
в их общем
числе (%)
Размеры частиц,
регламентируемые стандартами
ISO/NAS
Размер загрязнителей (микроны)
Эта диаграмма
отражает
недостатки
фильтросистем по
сравнению с
методом
электростатическо
й очистки: самая
большая группа
загрязнителей
имеет размер <2.5µ
около 80% в общей
массе, а фильтры
способны удалять
лишь частицы
>2.5µ.Таким
образом 80%
примесей не
удаляются, а
остаются в масле.
Сравнение образцов
масла масла
Сравнение
образцов
Два разных масла имеющих одинаковые свойства по
существующим стандартам, имеют резко отличные свойства при
более тщательном анализе: образец справа очищен Kleentek (анализ
экспресс лабораторией).
Соотношение
загрязнителей
в маслев масле
Соотношение
загрязнителей
5%
25%
5%
Hard
particles
> 5>5
Тяжелые
частицы
microns
микрон
Hard
particles
<5 5
Тяжелые
частицы<
microns
микрон
Oxidation
Продукты Products
окисления
Разложившиеся
Decomposed
добавки кoil
маслу
additives
65%
Продукты окисления - наибольшая группа.
Продуктов старения масла больше, чем остальных загрязнителей
Что
продуктами
старения масла?
Чтоявляется
является
продуктами
старения масла?
Эволюция продуктов старения в загрязнители:
Алкоголь
Сперва растворимые в масле
Альдегиды
Кетоны
Лактоны
Пероксиды (нестабильные продукты)
Затем полимеризация и
Угарный газ
скопление
Углекислый газ
Органическая кислота
Полимеризировавшие углеводороды (Отстой)
Вода
В конечном счете нерастворимые
Обедненные добавки
Ведут себя подобно загрязнителям
Поведение
продуктов
старения
масла масла
Поведение
продуктов
старения
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.
Примеры образования
образования осадка
осадка
Примеры
Постепенно появляются
наслоения:
Фильтр
или блокирующее
сито
Липнущие
клапаны
Разрушение уплотнителей
Эффект наждачной бумаги
Износ
на двигающихся частях
подшипника
Грязная рабочая
среда
Существующая методология планирования замены масла
Способность масла противостоять окислению
Кислотное
число
Замена масла
Содержание частиц
Вода
время
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.
Способность масла противостоять окислению
Кислотное
число
Все нерастворимые
загрязнители
Антиоксидант
Пероксиды
Удаляйте нерастворимые
загрязнители
Управляйте содержанием
Антиоксиданта
Контролируйте отношения
Масла и системы
Сохраняйте масло
Содержание частиц
Вода
время
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.
Анализ Масла
Масла
Анализ
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
Пример
искрения
– на Газовой
Турбине Турбине
Пример
искрения
– на Газовой
Искры происходят между центральным ядром
и ребристыми гранями. (Через 3 месяца работы)
Микроскопическая
фотография черных пятен
Искрение вв масляном
масляном баке
баке
Искрение
ЗАО «ФАРТО» предлагает линию OilCare для
ухода за маслом, основанную на методе
электростатической очистки.
OilCare
Трансформаторы
Турбины
Трансформатор
KLEENTEK
Электростатический очиститель жидкости (ELC)
Как работает Kleentek
Затем масло
возвращается в
резервуар
Масло вытягивается из
Резервуара маломощным
встроенным насосом
Масло обрабатывается
в Камере коллектора
Применение
Применение Kleentek
Kleentek
3/4" или 1"
рукава
Макс длина
5m
Положение
линии
возврата
положение
Kleentek
3/4" или 1"
Изоляционные
клапан
3/4" или 1"
Возврат
3/4" или 1"
Всасывание
Предпочтительно
около 150mm от
основания
Уровень
масла
Резервуар с
маслом
Альтернати
вное
положение
Kleentek
)
Не имеет значения с какой стороны его подключать, не нужно вырезать
специальные отверстия в маслобаке, так как Kleentek подключается через
существующие технологические отверстия
Как
Как работает
работает Kleentek
Kleentek
Сменный элемент коллектора
Масло проходит
Через аноды и катоды
Как работает
работает Kleentek
Kleentek
Как
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)
Типы загрязнителей, удаляемые при помощи Kleentek
Использованный коллектор
Все полярные
нерастворимые
частицы удаляются.
Включая:
Типы загрязнителей, удаляемые при помощи Kleentek
•Тяжелые частицы:
-Частицы металла
-Пыль
-Волокна
•Продукты окисления
масла
•Разложившиеся масляные
присадки
•Небольшие объемы воды
Применение
Kleentek
на газовой
- GE Frame 7FA
Применение
Kleentek
на газовой
турбине - турбине
GE Frame 7FA
Газовая
Турбина 1
Газовая
Турбина 2
Газовая
Турбина 3
До применения
Kleentek
После
применения
Kleentek
Kleentek удаляет осадки
Новая система
Применяется
ELC
Масло загрязняется
Удаляются
загрязнители
из масла
Наслоения
появляются
внутри системы
Чистое масло удаляет
загрязнители из
системы
Удаление осадков
со внутренних
поверхностейповерхностей
оборудования
Удаление
осадков
со внутренних
оборудования
Этот пример иллюстрирует как Kleentek удалил осадки из
внутренней части маслопровода.
Перед использованием
ELC
Спустя 5 лет
использования ELC
Источник - Доктор Акира Сазаки
Снижение
трения
Снижениекоэффициента
коэффициента
трения
Новое масло
Коэффициент трения •
Использованное
масло с продуктами
окисления
Использованное
масло с
удаленными
продуктами
окисления
Повторное
скольжение
После
5 ч отдыха
После
10 ч отдыха
После
15 ч отдыха
После
24 ч отдыха
Пример
очистки
масла намасла
Газовойна
Турбине
Пример
очистки
Газовой Турбине
Рис. 1
Масло очищенное
обычными
фильтроэлемента
ми
0.8 μm мембраны
Рис. 2
Рис. 3
То же самое турбинное Неиспользованное
масло как и на Рис. 1
турбинное масло
после очистки с
Kleentek ELC
Применение KLEENTEK ELC - ABB 13E2.
Декабрь 1998
Январь 1999
Масло 3 года
использования
Фильтрованное до 5 μm.
Много отказов клапана
Чистое масло
работа клапанов
улучшилась
Установлен
ОктябрьKleentek
1999
Январь 2000
Апрель 1999
Никаких отказов клапана
Kleentek удален
Март 2004
Kleentek возвращен
10%-ая периодическая
замена масла
Без Kleentek
Возвращение проблем клапана
Из-за перехода загрязнений 0.8 μm мембраны
на внутренних поверхностях
оборудования в толщу масла
Используется тоже масло
Никаких проблем с клапанами
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
El. Strength kV
80
70
60
50
40
30
20
10
0.8 μm мембраны
29
-A
28/8/02 6/9/02 24/10/02
ug
05 -0 2
-S
ep
12 -0 2
-S
ep
19 -0 2
-S
ep
26 -0 2
-S
ep
-0
03
2
-O
ct
-0
10
2
-O
ct
-0
17
2
-O
ct
-0
24
2
-O
ct
-0
31
2
-O
ct
-0
07
2
-N
ov
14 -0 2
-N
ov
-0
2
0
Удаление
воды,воды,
дегазация,
мониторинг газа
Удаление
дегазация,
мониторинг газа
Масло можно сравнить с деревом. Если окружающая среда (воздух)
влажная, оно будет впитывать влагу, если же сухая – влага
испариться.
•Поддерживает низкий
уровень кислорода
• Поддерживает низкую
влажность
• Уменьшает
влагообразование
• Сохраняет Бумажную
изоляцию
• Непрерывный
мониторинг газов
Удаление воды, дегазация, мониторинг газа
Redfox
Баллоны с активированным алюминием
Баллоны с активированным алюминием
• Используется вместе с
RedFox
• Удаляет кислотные
продукты старения
• Удаляет пероксиды
• Позволяет долго
использовать «старое»
масло
Температура/Нагрузка
Redfox = более длинная Жизнь или
Выгоды отГруз
Redfox
увеличенный
€
Без O2
€
богато O2
богато O2 + H2O
300 %
Срок
Службы
TRAFOKLEENER - Очистка,
дегазация идегазация
удаление водыи удаление воды
TRAFOKLEENER
- Очистка,
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
Экспресс лаборатория для проверки чистоты масла
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
Экспресс
лаборатория
для проверки
чистоты
масла чистоты масла
Экспресс
лаборатория
для
проверки
Определяет нерастворимые
загрязнители. Может
использоваться
На рабочем месте.
Проверяет наличие воды.
Определет загрязненность и
чистоту по цветной пробе.
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.
Удалите
воду,воду,
и уменьшите
проникновение
Удалите
и уменьшите
проникновение
Окружающая влажность
Рефрижератор
Утечка
Сырой воздух
Сухой
воздух
Резервуар с маслом
Удаляет влажность
Из масла - до 40 литров/день
Сушит воздух на верху
резервуара
Предотвращает появление
воднх капель
Предотвращает коррозию
Уменьшает старение масла
Редуктор
Также предлагаются фильтры
для редукторов.
Удаление
Удаление железа
железа из редуктора
• Может использоваться в любых средах
• Помогает удалять металлические частицы
• Полностью очищаемые фильтры
10" Щетка
Емкость – 450 г
Фильтр
Устройство очистки
Емкость – 4000 г
Емкость – 4000 г
Удаление
железа
из редуктора
Удаление
железа
из редуктора
Угольная мельница
Пример применения
Вид канала через 12 мес.
после установки
Удаление железа из
из редуктора
редуктора
Загрязнитель
Зона сбора
Жидкость проходит через каналы
потока и загрязнитель затягивается в
зоны сбора вне потока
сфокусированным магнитным
воздействием.
Магнитное Поле
Линии
Поток жидкости
Магнит
Металлические пластины
Дефракция жидкости заставляет
загрязнители уплотнятся в зонах
хранения.
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