Что такое регенерация трансформаторного масла
Регенерация трансформаторных масел
Регенерация трансформаторных масел
В процессе работы трансформатора, периодически необходимо выполнять регенерацию масла. Регенерация масел проводиться тогда, когда трансформаторное масло сильно загрязнено продуктами старения. Если продукты старения не растворимы в трансформаторном масле, то образуются отложения на активной части трансформатора и на его баке. В таком случае продукты старения могут быть удалены только после полного слива трансформаторного масла.
Для регенерации масел применяются специальные установки и аппараты, действия которых основаны на сочетании нескольких методов (химических, физических, физико-химических).
Химический метод
Этот способ базируется на взаимодействии реагентов, которые добавляются в масла и элементов загрязняющих их, для создания хим. соединений, в результате реакции. Такие соединения создаются т.к. их последующее удаление дается очень легко. К таким методам принадлежит гидрогенизация, щелочная и кислотная очистки и окисление кислородом. Еще можно причислить очистку и сушку от грязи при помощи гидридов, карбидов и окислов металлов.
Физический метод
Очистка физическим способом подразумевает вывод из масел микроскопических капель воды, твердые частицы и, частично, коксообразные и смолистые соединения. Посредством выпаривания, возможно удаление легкокипящих примесей. Далее происходит очищение в силовом поле, с применением центробежных, гравитационных, иногда магнитно-, вибро- и элеткросил. К тому же, применяется вакуумная дистилляция, водная промывка и выпаривание. Также, к физическим методам регенерации принадлежат разнообразные тепло- и массообменные процессы, необходимые для устранения легкокипящих фракции и продуктов окисления углеводородов.
Физико-химический метод
Физико-химический способ широко применяется в очистке отработанного масла. Включает в себя: селективное растворение присутствующих в масле загрязнений, коагуляция и один из видов адсорбционной очистки — ионно-обменным.
Таким образом, регенерация масел дает возможность восстанавливаться отработанным маслам разных марок и различной степени загрязнения. Следует отметить, что при проведении регенерации масел есть возможность получить масло, которое будет по качеству идентично свежему и выход масла составит около 80%.
Регенерацию масла можно производить непосредственно на месте установки трансформатора. Масло из бака трансформатора в технологическую емкость, подключают емкость к технологическому оборудованию, обрабатывают масло в емкости. Процесс регенерации масел продолжают до тех пор, пока оно не будет соответствовать нормируемым показателям качества. После окончания регенерации масла его заливают в бак трансформатора.
Регенерация трансформаторного масла – теория, технологии и оборудование
Каждый год в мире образуются тысячи тонн отработанных нефтяных масел, которые сливаются с трансформаторов, станков, прессов, компрессоров. Сливать эти отходы в окружающую среду нельзя, поскольку они загрязняют воду и почву, а также убивают животных и ухудшают здоровье людей.
Поэтому необходима утилизация отработанного масла или его регенерация для повторного использования. С экономической и экологической точки зрения регенерация является более предпочтительным решением. Она позволяет сэкономить нефть, из которой производятся масла, сократить расходы на закупку новых и утилизацию отработанных масел, а также уменьшить количество опасных отходов.
В этой статье мы рассмотрим регенерационные технологии и оборудование на примере масла, которое используется в трансформаторах для электрической изоляции элементов и отведения тепла.
Причины старения трансформаторных масел
Причины старения трансформаторных масел кроются в условиях их работы. При отводе тепла от нагревающихся частей трансформатора масло принимает на себя воздействие высокой температуры, а при изоляции – высокого напряжения. Кроме того, существуют другие факторы, которые ухудшают состояние трансформаторного масла. Среди них:
Наличие воды, газов и механических примесей хоть и опасно для масла и трансформатора, но не столь критично. Эти примеси периодически удаляются из масла с помощью специального оборудования. Появление продуктов старения свидетельствует о том, что в масле протекают процессы, связанные с изменением его структурного состава. Окисление масла способствует образованию новых примесей. В масле накапливаются кислые продукты и асфальто-смолистые вещества. Происходит укрупнение коллоидных частиц и появляется масляный шлам. Шлам оседает на обмотках и ухудшает отвод тепла. Повышенная кислотность провоцирует старение целлюлозы. Таким образом, старение изоляционного масла снижает надежность всей изоляционной системы трансформатора.
Оценка старения трансформаторного масла
В качестве маркера процессов старения трансформаторного масла может использоваться изменение двух параметров: кислотного числа (число нейтрализации) и межфазного натяжения.
Кислотное число масла – это количество миллиграмм гидроксида калия, которое необходимо для нейтрализации кислых соединений, содержащихся в одном грамме трансформаторного масла. Оценка кислотности масла выполняется с помощью лабораторных методов и требует предварительного отбора проб масла из трансформатора.
На начальном эксплуатации (первые 6-8 лет) кислотное число трансформаторного масла обычно небольшое – 0,1 мг КОН/г. Еще через 8-10 лет кислотное число достигнет отметки 0,5 мг КОН/г, что свидетельствует о старении и наличии в масле шлама. Трансформаторное масло с кислотным числом 1 мг КОН/г считается старым и должно быть или заменено, или подвергнуто регенерации.
Контроль старения масла по кислотному числу дает хорошие результаты, но он нечувствителен к наличию других загрязнений, кроме кислотных соединений. То есть начальные процессы старения в масле могут уже наблюдаться, а кислотное число будет находится в пределах нормы.
Для идентификации даже небольшого количества полярных загрязнений и продуктов окисления используется межфазное натяжение трансформаторного масла. Высокое значение этого параметра свидетельствует об отсутствии таких загрязнений. В результате старения масла в нем накапливаются гидрофильные поверхностно-активные вещества, за счет которых повышается способность масла к поглощению воды. Из-за этого происходит снижение межфазного натяжения на границе «масло-вода».
Таким образом, для получения более полной информации относительно старения трансформаторного масла необходимо пользоваться минимум двумя параметрами: кислотным числом и межфазным натяжением.
Способы замедления старения трансформаторных масел
Возникает вопрос: а можно как-то замедлить старение трансформаторных масел? На практике чаще всего для этого используются два способа – добавление ингибиторов и пассивация.
Ингибиторы масел – это специальные вещества, которые вводят в масло, для того, чтобы замедлить окисление. Часто с этой целью используется ионол.
Пассивация – это возникновение на металлических поверхностях защитной пленки, которая препятствует их окислению и возникновению коррозии. Пассивация используется, например, для защиты металлических поверхностей от контакта с серой, чтобы предотвратить образование сульфида меди – проводящего соединения, которое снижает электрическую прочность изоляции трансформатора. Как пассиваторы используются специальные химические растворы.
Общие принципы регенерации масел
Основные причины регегенерации трансформаторного масла – это ухудшение его кислотного числа и эксплуатационных характеристик. Рассмотрим базовые подходы к регенерации.
Первый подход – это периодическая регенерация масла с прицелом на то, чтобы предупредить проблему. Масло регенерируется до того, как в его структурном составе произойдут необратимые изменения. Второй подход основан на обслуживании трансформаторного масла по состоянию, то есть контролю кислотного числа и выполнении регенерации в случае попадания этого параметра в нежелательные пределы значений.
Технологии регенерации отработанных масел предусматривают комплексную обработку, которая включает следующие процессы:
В ходе развития нефтеперерабатывающей отрасли использовались разные подходы к регенерации масел, но на сегодня наиболее простым и практичным является подход с использованием сорбентов.
Сорбент – это вещество природного или искусственного происхождения, которое имеет высокие адсорбирующие свойства в отношении продуктов окисления и старения масла. Один из основных индикаторов старения трансформаторного масла – это образование кислотных соединений. Поэтому с помощью сорбента осуществляется удаление кислот и удаление серы.
Какие сорбенты используются при регенерации масел
Сорбенты, которые используются при регенерации масел условно разделим на три группы. Первая группа – это те, которые поглощают только воду и никак не влияют на продукты окисления масел. Среди таких сорбентов наибольшую известность получил цеолит. Вторая группа – это сорбенты, которые больше направлены на поглощение продуктов окисления и старения. Для этого используются различные глины и земли, например, Фуллерова земля. Третья группа – это сорбенты, которые хорошо поглощают воду и частично влияют на кислотность трансформаторного масла. Наиболее яркий представитель этой группы – силикагель.
Очистка масла глиной дает хорошие результате в плане восстановления его цвета и эксплуатационных свойств.
Сорбент Фуллерова земля
Оборудование GlobeCore для регенерации масел
Компанией GlobeCore разработана технология регенерации трансформаторных масел с использованием Фуллеровой земли, которая реализована в установках серии СММ-R. Если масло требует комплексной регенерации, то такие установки комплектуются по блочному принципу. В блоке сушки и дегазации масло нагревается, после чего происходит испарение паров газов и воды под вакуумом. Блок регенерации состоит из нескольких колонн, каждая из которых заполнена сорбентом Фуллерова земля. Масло прокачивается через колонны и в это время из него удаляются продукты окисления и старения – происходит реактивация масла.
Регенерация отработанного трансформаторного масла с помощью технологий и оборудования GlobeCore позволяет:
Все параметры обработанного масла восстанавливаются до уровня параметров нового масла.
Дальше масло проходит через блок ввода ингибитора. В этом блоке в масло добавляется специальная присадка, которая замедляет процессы его окисления во время будущей эксплуатации.
Установка регенерации масла СММ-R может комплектоваться разным количеством колонн: две, четыре, шесть, двенадцать, двадцать четыре и т.д. Чем в большем количестве колонн одновременно выполняется регенерация масла, тем больше общая производительность оборудования.
Для более оперативного обслуживания трансформаторов GlobeCore предусмотрена реализация технологии регенерации без вывода трансформатора из-под напряжения. В этом случае восстановление масла выполняется за счет подключения установки СММ-R к трансформатору и непрерывной циркуляции масла по замкнутому контуру (трансформатор-установка-трансформатор). Регенерация масла в трансформаторе под напряжением экономит время и делает процесс обслуживания более удобным (не нужно вводить резерв или отключать потребителей электроэнергии).
Своевременное применение технологии регенерации GlobeCore продлевает срок жизни силовых трансформаторов на 15-20 лет за счет улучшения состояния изоляционной системы.
Станция масляная мобильная СММ-Р12 (регенерация масла с реактивацией сорбента)
Что делать с использованным сорбентом
Регенерация трансформаторного масла с помощью сорбентов показывает отличные результаты, но сорбент со временем насыщается примесями. Регенерация сорбентов чаще осуществляется во внешнем оборудовании. Технология GlobeCore реализована таким образом, что восстановление свойств сорбента проводится без извлечения из регенерационной установки СММ-R методом прожига при высокой температуре. Вы сначала начинаете цикл регенерации масла, а после насыщения сорбента активируется цикл его регенерации. Таким образом, сорбент не требует утилизации и может использоваться многократно на протяжении нескольких лет.
Какие еще нефтепродукты можно регенерировать с помощью технологий GlobeCore
Регенерация отработанных масел – это комплексная задача и потребности промышленности не ограничиваются регенерацией только трансформаторных масел. Технологии GlobeCore с успехом могут применяться для решения таких задач:
Поскольку вязкость разных типов масел и топлив может отличаться, производительность регенерации при использовании установок CMM-R немного меняется, но оборудование все равно остается универсальным и работает с разными нефтепродуктами.
Преимущества регенерации масел
Регенерация минеральных масел в промышленности дает следующие преимущества:
Для получения консультации технических специалистов GlobeCore по вопросам регенерации минеральных масел воспользуйтесь одним из контактов, размещенных в соответствующем разделе сайта.
Способы регенерации трансформаторного масла и правила очистки
Масло в трансформаторе – рабочая жидкость. Передает тепло в систему охлаждения, служит изоляцией для ткани, бумаги или картона, повышая у них пробивное электронапряжение. Благодаря маслу агрегат работает в режиме высоких температур. Но постепенно жидкость снижает химические и электростатические свойства, загрязняется, окисляется. В ней скапливаются примеси, взвеси, шлаки, соли металлов от попадания влаги, прямых солнечных лучей. Если своевременно провести регенерацию (очистку) трансформаторного масла, то трансформатор не выйдет из строя раньше времени, не произойдет поломок в системе изоляции.
Зачем нужно восстановление
Восстановление очищающей жидкости производится путем нагревания в специальных установках. Если кислотное число опускается до 0,1 мг, значит, трансформаторная система забита продуктами старения, а отвод перегрева и тепла значительно снижен.
Рабочая жидкость по мере эксплуатации трансформатора неизбежно увлажняется, загрязняется, окисляется активными веществами. Также негативизм оказывают:
Восстановление параметров масла в процессе дегазации, дегидратации, прокачки, механической фильтрации:
Справка! В идеале лучше заменять отработанное масло в трансформаторе на свежее.
Это обходится дорого, поэтому в качестве выгоды и экономии можно сохранить ценное сырье известными эффективными способами. Главное – восстановить маcло вовремя, чтобы загрязнение не привело к сокращению охлаждающей способности, повышению вязкости и сбою работы силового электротехнического оборудования.
Выполнение анализа
Анализ на уровень загрязнения и окисления – неотъемлемая процедура, позволяющая:
Анализ проводится полностью на предприятиях-изготовителях в ходе приемочных испытаний. Диагностике подлежат силовые агрегаты после капитального ремонта с мощностью 630 кВт и выше или неоснащенные термосифонными фильтрами. Берется на пробу 2 л масла.
Жидкость в ходе процедуры проверяется на:
Для определения качества и цвета масла, температуры вспышки в закрытом тигле, реакции вытяжки воды может проводиться сокращенная диагностика с целью профилактики, контроля качества.
Способы регенерации трансформаторного масла
Используются разные методы очистки с учетом степени, характера загрязнения рабочей жидкости:
Физические способы
Удаляются исключительно механические твердые примеси: смолы, частицы металлов, взвешенная грязь). Варианты:
Физико-химические
Способы, позволяющие удалить из рабочей жидкости как загрязнения, так и:
Коагуляция
Используются специальные коагулянты (органические электролиты, гидрофильные соединения, коллоидные растворы) для растворения крупных мелкодисперсных частиц. Процедура по отстаиванию, коагуляции проходит за 30-40 минут.
Заметка! Хорошо прилипает грязь к неорганическим электролитам.
Благодаря им изменяются свойства двойного электрического поля, нейтрализуются на поверхности масла заряды. Другие неплохие коагулянты для регенерации отработанной жидкости – серная кислота (38%), алкилбензол – и, алкилтолуолсульфонаты. Хотя с их помощью невозможно удалить крупные примеси. В дополнение рекомендуется проводить отстаивание, центрифугу, фильтрацию.
Адсорбция
Способ основан на использовании природных и химических адсорбентов, притягивающих к себе грязные вещества. Вариант сорбционной очистки – перколяция заключается в:
Рабочая жидкость начинает непрерывно циркулировать в системе, перемешивается с молотым сорбентом, постепенно очищается по мере повышения теплового движения сорбирующих молекул. Время для процедуры – 25 40 минут.
Селективная очистка
Применяются растворители: ацетон, фенол, фурфурол, нитробензол, метилэтилкетон. Они выборочно растворяют:
Химические способы
Для регенерации масла могут использоваться химические варианты с использованием реагентов (серная кислота, водород, карбонат натрия, гидроокись водород):
Дополнительная информация! Бывает, что на производстве производители используют гашеную известь. Затем очищают масло горячим воздухом (t + 90 градусов) путем сушки в вакууме, продувания, прогона через центробежный сепаратор.
Сернокислотная
Концентрированная серная кислота обрабатывает:
Хотя вместо очистки кислота может образовывать соединения хлора и кислый гудрон, неподдающиеся утилизации.
Данный метод используется редко, т.к. не может удалять из трансформаторного масла высокотоксичные хлористые соединения, полициклические арены.
Гидрооочистка
Очищает рабочую жидкость водород под высоким давлением и температурой. Хотя его нужно много, поэтому использовать невыгодно.
Справка! Гидроочистка с водородом при повышенном давлении – один из самых экологически чистых, но дорогих методов.
Комбинированные методы
Если знать природу и характер отработанных продуктов старения для удаления твердых механических примесей и воды, то можно регенерировать масло комбинированными вариантами:
Методы удаления влаги
Чтобы удалить излишки жидкости из масла проводится:
Именно вода часто попадает из окружающей среды, провоцирует быстрое старение трансформаторного масла и резкое увеличение уровня влаги.
Центрифуга
Установка центрифуги путем подачи центробежной силы позволяет удалять воду и механические примеси, разделяя их на фракции.
Стоит знать! Хорошо очищает центрифуга в сочетании с фильтром-прессом. Особенно, если рабочая жидкость функционирует в трансформаторах с напряжением до 110кВ.
Термовакуумная сушка
Для сушки используются цеолиты в составе алюмосиликат кальцием, натрием. Метод позволяет удалить воду, высушивать масло при пропускании через фильтрующий слой. Так жидкость начинает проникать в поры и удерживаться в цеолитах.
Ультразвуковая кавитация
Метод основан на применении ультразвука. По мере размещения в масле он начинают образовывать пузырьки, собирать излишки газа и воды. Затем они попросту всплывают вверх, выводятся совместно с примесями.
Чистка и дегазация
Чистка не восстанавливает естественный цвет масла до желтого, не растворяет кетоны, альдегиды и кислоты. Но если проводить в сочетании с другими методами, то позволяет вывести грязные осадки. При процессе масло нагревается, пока температура не достигнет точки растворения грязи в трансформаторе и целлюлозной изоляции.
В процессе дегазации используется вакуум, заполненный кислородом. Масло с его помощью продувается. Далее кислород заменяется азотом и попросту выветривается наружу. Азотная защита создает подвижную пленку на поверхности масла, изолирует в расширителе от соприкосновения с атмосферным воздухом, позволяет сохранять нормальное атмосферное давление в пространстве трансформатора.
Подпитывать рабочую жидкость азотом рекомендуется 1 раз в 2 месяца.
Справка! При очищении само масло становится растворителем собственных продуктов распада.
Если проводить на месте, то повышается пробивное напряжение на 70 кВт, снижается содержание грязей на 10 ррт и кислотность на 0,02мгм, увеличивается межфазное напряжение до 40дн.
Как выполнить замену
Замена масла проводится поэтапно:
К сожалению, вывести всю грязь между обмотками в системе охлаждения простой заменой масла невозможно. Если останутся частицы, то даже при заливе новой жидкости осадочные загрязнения быстро окислятся вновь.
Важно! Замена очищает внутреннюю поверхность не более чем 10%. Для полного восстановления по масла стоит проводить регенерацию подходящим вышеописанным способом.
Техника безопасности
Масло очищается под напряжением или с использованием ядовитых, легко воспламеняющихся жидкостей. При работе важно соблюдать безопасность:
Регенерация рабочей жидкости обычно проводится на месте установки трансформатора. Масло выливается в технологическую емкость. Далее подключается оборудование, производится обработка до тех пор, пока рабочая жидкость не будет соответствовать нормам показателей качества. После ее можно вновь залить в бак трансформатора и использовать по назначению. Если проводить процесс по всем правилам, то на выходе даже самое загрязненное масло будет очищено и соответствовать свежему на 75-80%.
Трансформаторное масло: замена или регенерация
Трансформаторное масло используется как теплоотвод и диэлектрик активных узлов силовых трансформаторов, масляных выключателей, реакторов. 
Обеспечивает безопасность персонала, стабильную работу измерительных элементов, высокий КПД силового блока трансформатора.
Общие требования
Трансформаторные масла обеспечивают теплоотвод и изоляцию за счет основных свойств.
Основное свойство трансформаторного масла — высокое сопротивление окислению, неизменный химический состав и сохранение свойств при длительной эксплуатации. Это достигается через использование антиокислительной присадки 2,6-дитретичный бутилпаракрезол (смежные названия — ионол, агидол-1 и др.).
Диагностика трансформаторного масла
Срок эксплуатации трансформаторного масла до полной замены от 20 до 25 лет, при условии, что изолятор проходит технический анализ на степень окисления и загрязнения. Диагностика и анализ является обязательной технической процедурой и проводится в следующих случаях:
В процессе диагностики проводится анализ и испытание трансформаторного масла для получения точных данных о состоянии износа материала и степени изоляции оборудования. Во время анализа проверяется:
Анализ позволит точно определить причину износа масла, спрогнозировать дальнейший срок использования, определить способ устранения проблемы: полная замена или возможность регенерации трансформаторного масла.
Очистка и регенерация
Регенерация используется как метод восстановления трансформаторного масла до первичных технических характеристик. Очистка считается профилактической мерой, которая позволяет увеличить КПД трансформатора и общий срок эксплуатации. При регенерации проводят следующие мероприятия.
Если анализ определяет нецелесообразность проведения очистки и регенерации трансформаторного масла проводится полная его замена.
Замена трансформаторного масла
Полная замена трансформаторного масла проводится, если материал, по результату испытания, отработал ресурс, если стоимость восстановительных работ по регенерации масла выше стоимости по замене. Замена масла проводится по этапам:
Трансформаторное масло имеет ограниченный срок эксплуатации, если работа оборудования происходит в условиях повышенной влажности, на устаревшем оборудовании, заявленный технический срок эксплуатации материала уменьшается на 30 %.
Рекомендуем к прочтению
Как правильно выбрать хороший диван 
Генератор водорода: сфера применения, конструкция, правила выбора Площадь воздуховодов: как выполнить расчёт при помощи онлайн-калькулятора 
На что нужно обращать внимание при выборе фасадных материалов.
Добавить комментарий Отменить ответ
Микрофинансовые организации стали пользоваться повышенным спросом у россиян в 2016 году. Тогда за первые 11 месяцев было взято займов на общую сумму в размере около 33 миллиардов рублей.