Энергетические масла

Содержание 

 

Введение

1. Турбинные масла
2. Трансформаторные масла

Список литературы

 

 

Введение

 

Энергетические масла (турбинные, компрессорные и цилиндровые) – для смазки энергетических установок и машин, работающих в условиях нагрузки, повышенной температуры и воздействия воды, пара и воздуха.

При эксплуатации энергетических масел должны быть обеспечены: надежная работа технологических систем маслонаполненного  оборудования; сохранение эксплуатационных свойств масел; сбор и регенерация  отработанных масел в целях повторного применения по прямому назначению.  
Турбинные масла- предназначены для смазывания и охлаждения подшипников турбоагрегатов : паровых и газовых турбин, турбокомпрессорных машин. Эти масла могут использовать в качестве рабочих жидкостей в системах регулирования турбоагрегатов, а также в циркуляционных и гидравлических системах различных промышленных механизмов.

Электроизоляционные масла – по сути, жидкие диэлектрики. Они должны обеспечивать изоляцию тонконесущих частей электрооборудования (трансформаторов, конденсаторов, кабелей и т.д.), служить теплоотводящей средой, способствовать быстрому гашению электрической дуги в выключателях. Сюда можно отнести трансформаторные масла, конденсаторные и кабельные.

Общие требования и свойства трансформаторных масел:

Электроизоляционные свойства масел определяют тангенсом угла диэлектрических потерь. Диэлектрическая  прочность этого вида масел в  основном определяется наличием волокон  воды, поэтому механические примеси  и вода в маслах должна полностью  отсутствовать. Необходима также низкая температура застывания масел (ниже - 45 град.С) для сохранения их подвижности  при низких температурах. Для обеспечения  эффективного отвода тепла трансформаторные масла должны обладать наименьшей вязкостью при температуре вспышки от 95 град.С до 150 град.С в зависимости от марки.

Самое важное свойство трансформаторного  масла - стабильность против окисления , т.е. способность масла сохранять  свои параметры при длительной работе.

Для высококачественных сортов трансформаторных масел срок службы без замены может составлять 20-25 лет и более. Допускается снижение класса чистоты на единицу и увеличение содержания воздуха на 0,5 %.

Конденсаторные масла.

Применяют для заливки  и пропитки изоляции бумажно-масляных конденсаторов, используемых в электро- и радиотехнике. Конденсаторные масла  в соответвие с ГОСТ 5775-85 вырабатывают 2-х марок: из малосернистых и беспарафинистых  нефтей путем фенольной очистки  и низкотемпературной депарафинизации.

 

 

1. Турбинные масла

 

Турбинные масла предназначены  для смазывания и охлаждения подшипников  различных турбоагрегатов: паровых  и газовых турбин, гидротурбин, турбокомпрессорных машин. Эти же масла используют в  качестве рабочих жидкостей в  системах регулирования турбоагрегатов, а также в циркуляционных и  гидравлических системах различных  промышленных механизмов. Несмотря на различия в условиях применения автомобильные  и авиационные бензины характеризуются  в основном общими показателями качества, определяющими их физико-химические и эксплуатационные свойства.

Общие требования и свойства

Турбинные масла должны обладать хорошей стабильностью против окисления, не выделять при длительной работе осадков, не образовывать стойкой эмульсии с водой, которая может проникать  в смазочную систему при эксплуатации, защищать поверхность стальных деталей  от коррозионного воздействия. Перечисленные  эксплуатационные свойства достигаются  использованием высококачественных нефтей, применением глубокой очистки при  переработке и введением композиций присадок, улучшающих антиокислительные, деэмульгирующие, антикоррозионные, а  в некоторых случаях противоизносные  свойства масел.

Согласно правилам технической  эксплуатации электрических станций  и сетей Российской Федерации (РД 34.20.501-95 РАО "ЕЭС России") нефтяное турбинное масло в паровых  турбинах, питательных электро- и  турбонасосах должно удовлетворять  следующим нормам: кислотное число  не более 0,3 мг КОН/г; отсутствие воды, видимого шлама и механических примесей; отсутствие растворенного шлама; показатели масла  после окисления по методу ГОСТ 981-75: кислотное число не более 0,8 мг КОН/г, массовая доля осадка не более 0,15 %.

В то же время согласно инструкции по эксплуатации нефтяных турбинных  масел (РД 34.43.102-96 РАО "ЕЭС России"), применяемых в паровых турбинах, масла Тп-22С и Тп-22Б с кислотным  числом более 0,15 мг КОН/г, содержащие нерастворимый  шлам и (или) имеющие кислотное число  после окисления более 0,6 мг КОН/г  и содержание осадка более 0,15 %, подлежат замене. Ста6ильность по методу ГОСТ 981-75 определяют при температуре 120 °С, длительности 14 ч, расходе кислорода 200 мл/мин. При  кислотном числе эксплуатационных масел 0,1-0,15 мг КОН/г, появлении в  них растворенного шлама, кислотном  числе после окисления более 0,2 мг КОН/г и появлении в масле  после окисления следов осадка инструкцией  по эксплуатации предлагается ряд мероприятий  по продлению срока службы масел  путем введения антиокислительной  присадки.

Инструкция по эксплуатации предусматривает также контроль за противоржавейными свойствами масла  по состоянию помещенных в маслобак паровых турбин индикаторов коррозии. При появлении коррозии в масло  рекомендуется ввести противоржавейную присадку. Масло Тп-30 при применении в гидротурбинах должно удовлетворять  нормам: кислотное число не более 0,6 мг КОН/г; отсутствие воды, шлама и  механических примесей; содержание растворенного  шлама не более 0,01 %. При снижении кислотного числа эксплуатационного  масла Тп-30 до 0,1 мг КОН/г и последующем  его увеличении масло подлежит усиленному контролю с целью проведения своевременных  мер по продлению его срока  службы путем введения антиокислителя и (или) удаления из него шлама. При невозможности  восстановления стабильности масла  оно подлежит замене по достижении предельных показателей качества.

Ассортимент турбинных масел

Масло Тп-22С (ТУ 38.101821-83) вырабатывают из сернистых парафинистых нефтей с применением очистки селективными растворителями. Содержит присадки, улучшающие антиокислительные, антикоррозионные и деэмульгирующие свойства. Предназначено для высокооборотных паровых турбин, а также центробежных и турбокомпрессоров в тех случаях, когда вязкость масла обеспечивает необходимые противоизносные свойства. Является наиболее распространенным турбинным маслом (см. таблицу). 
Масло Тп-22Б (ТУ 38.401-58-48-92) вырабатывают из парафинистых нефтей с применением очистки селективными растворителями. Содержит присадки, улучшающие антиокислительные, антикоррозионные и деэмульгирующие свойства. По сравнению с маслом Тп-22С обладает усиленными антиокислительными свойствами, большим сроком службы, меньшей склонностью к осадкообразованию при работе в оборудовании. Не имеет заменителей среди отечественных сортов турбинных масел при применении в турбокомпрессорах крупных производств аммиака (см. таблицу). 
Масла Тп-30 и Тп-46 (ГОСТ 9972-74) вырабатывают из парафинистых нефтей с применением очистки селективным растворителем. Содержат присадки, улучшающие антиокислительные, антикоррозионные и другие свойства масел. Масло Тп-30 применяют для гидротурбин, некоторых турбо- и центробежных компрессоров. Масло Тп-46 применяют для судовых паросиловых установок с тяжелонагруженными редукторами и вспомогательных механизмов (см. таблицу). 

Масла Т22, Т30, Т46, Т57 (ГОСТ 32-74) вырабатывают из высококачественных малосернистых беспарафинистых бакинских нефтей путем кислотной очистки. Необходимые эксплуатационные свойства масел достигаются выбором сырья и оптимальной глубиной очистки. Различаются вязкостью и областями применения. Эти масла не содержат присадок. На рынок России поступают в весьма ограниченном количестве. Масло Т22 имеет те же области применения, что и масла Тп-22С и ТП-22Б. Масло Т30 используют для гидротурбин, низкооборотных паровых турбин, турбо- и центробежных компрессоров, работающих с высокооборотными нагруженными редукторами. Масло Т46 применяют в судовых паротурбинных установках (турбозубчатых агрегатах) и других вспомогательных судовых механизмах с гидроприводом.

 

Таблица 1 - Характеристики турбинных  масел 

Показатели	Тп-22С	Тп-22Б	Тп-30	Тп-46	Т22	Т30	Т46	Т57
Кинематическая вязкость, мм2/с, при температуре:
50 °С	20-23	-	-	-	20-23	28-32	44-48	55-59
40 °С	28,8-35,2	28,8-35,2	41,4-50,6	61,2-74,8	-	-	-	-
Индекс вязкости, не менее	90	95	95	90	70	65	60	70
Кислотное число, мг КОН/г, не более	0,07	0,07	0,5	0,5	0,2	0,2	0,2	0,5
Температура, °С:
вспышки в открытом тигле, не ниже	186	185	190	220	180	180	195	195
застывания, не выше	-15	-15	-10	-10	-15	-10	-10	-
Массовая доля:
водорастворимых кислот и  щелочей	Отсутствие	-	Отсутствие
механических примесей	Отсутствие
фенола	Отсутствие
серы, %, не более	0,5	0,4	0,8	1,1	-	-	-	-
Стабильность против окисления, не более:
осадок, % (мас. доля)	0,005	0,01	0,01	0,008	0,100	0,1	0,1	0,1
летучие низкомолекулярные  кислоты, мг КОН/г	0,02	0,15	-	-	-	-	-	-
кислотное число, мг КОН/г	0,1	0,15	0,5	0,7	0,35	0,35	0,35	-
Стабильность против окисления  в универсальном приборе, не более:
осадок, % (мас. доля)	-	-	0,03	0,1	-	-	-	-
кислотное число, мг КОН/г	-	-	0,4	1,5	-	-	-	-
Зольность базового масла, %, не более	-	-	0,005	0,005	0,005	0,005	0,1	0,3
Число деэмульсации, с, не более	180	180	210	180	300	300	300	300
Коррозия на стальном стержне	Отсутствие				-	-	-	-
Коррозия на медной пластинке, группа	-	-	1	1	Отсутствие
Цвет, ед. ЦНТ, не более	2,5	2,0	3,5	5,5	2,0	2,5	3,0	4,5
Плотность при 20°С, кг/м3, не более	900	-	895	895	900	900	905	900

 

 

2. Трансформаторные масла

 

Трансформаторные масла  применяют для заливки силовых  и измерительных трансформаторов, реакторного оборудования, а также  масляных выключателей. В последних  аппаратах масла выполняют функции  дугогасящей среды.

Общие требования и свойства

Электроизоляционные свойства масел определяются в основном тангенсом  угла диэлектрических потерь. Диэлектрическая  прочность трансформаторных масел  в основном определяется наличием волокон  и воды, поэтому механические примеси  и вода в маслах должны полностью  отсутствовать. Низкая температура  застывания масел (-45 °С и ниже) необходима для сохранения их подвижности в  условиях низких температур. Для обеспечения  эффективного отвода тепла трансформаторные масла должны обладать наименьшей вязкостью  при температуре вспышки не ниже 95, 125, 135 и 150 °С для разных марок.

Наиболее важное свойство трансформаторных масел - стабильность против окисления, т. е. способность  масла сохранять параметры при  длительной работе. В России все  сорта применяемых трансформаторных масел ингибированы антиокислительной  присадкой - 2,6-дитретичным бутилпаракрезолом (известным также под названиями ионол, агидол-1 и др.). Эффективность  присадки основана на ее способности  взаимодействовать с активными  пероксидными радикалами, которые образуются при цепной реакции окисления  углеводородов и являются основными  ее носителями. Трансформаторные масла, ингибированные ионолом, окисляются, как  правило, с ярко выраженным индукционным периодом.

В первый период масла, восприимчивые  к присадкам, окисляются крайне медленно, так как все зарождающиеся  в объеме масла цепи окисления  обрываются ингибитором окисления. После истощения присадки масло  окисляется со скоростью, близкой к  скорости окисления базового масла. Действие присадки тем эффективнее, чем длительнее индукционный период окисления масла, и эта эффективность зависит от углеводородного состава масла и наличия примесей неуглеводородных соединений, промотирующих окисление масла (азотистых оснований, нафтеновых кислот, кислородсодержащих продуктов окисления масла).

На рисунке показана зависимость  длительности индукционного периода  окисления трансформаторного масла  при одной и той же концентрации присадки от содержания в нем ароматических  углеводородов. Окисление проводилось  в аппарате, регистрирующем количество поглощаемого маслом кислорода при 130 °С в присутствии катализатора (медной проволоки) в количестве 1 см2 поверхности на 1 г масла с окисляющим газом (кислородом) в статических  условиях. Происходящее при очистке  нефтяных дистиллятов снижение содержания ароматических углеводородов, как  и удаление неуглеводородных включений, повышает стабильность ингибированного  ионолом трансформаторного масла.