Турбинное масло

Турбинное масло является веществом, которое применяется в разнообразных турбоагрегатах (паровые и газовые турбины, гидротурбины, турбокомпрессорные машины и др.) с целью смазывания и охлаждения подшипников. Также турбинное масло нашло свое активное применение в системах регулирования турбоагрегатов, циркуляционных и гидравлических системах разнообразных промышленных механизмов в качестве рабочей жидкости.

Основные характеристики турбинных масел

К турбинным маслам предъявляются достаточно высокие требования. Они должны иметь высокую стабильность против окисления и при работе на протяжении длительного времени не выделять осадков, не образовывать стойкой эмульсии с водой, так как вода способна проникать в смазочную систему во время работы, а также образовывать защитный слой на поверхности стальных деталей, тем самым защищая их от повреждения коррозией. Турбинные масла обладают указанными эксплуатационными свойствами благодаря тому, что при производстве используются нефти высокого качества, глубокая очистка во время переработки и введение композиций присадок, благодаря которым повышаются антиокислительные, деэмульгирующие, антикоррозионные свойства масел.

Шламы и влага, которые загрязняют масло, приводят к электроэрозии подшипников. В результате такого загрязнения системы регулирования и уплотнения вала турбогенератора начинают работать со значительно меньшей надежностью, изнашиваются упорные колодки и вкладыши подшипников, что, в свою очередь, приводит к необходимости ремонта оборудования, ухудшаются эксплуатационные свойства. Кроме того, загрязнение турбинных масел существенно сокращает их срок эксплуатации.

Во время использования турбинных масел происходит загрязнение маслопроводов ТЭС, что приводит к ухудшению качества масел. Для продолжительной работы турбоагрегатов необходимо регулярно очищать напорные маслопроводы, а также сливные патрубки и сливные коллекторы. В результате многочисленных анализов поломок, дефектов и других повреждений энергетического оборудования, было установлено, что порядка 20-25% поломок происходят по причине нарушений в системе маслоснабжения и качества турбинного масла.

В правилах технической эксплуатации электростанций и сетей РФ содержится перечень норм, которым должно соответствовать нефтяное турбинное масло для паровых турбин, питательных электронасосов и турбонасосов:

• максимальное кислотное число не должно превышать 0,3 мг КОН/г;
• отсутствие воды, видимого шлама и механических примесей;
• отсутствие растворенного шлама;

После окисления показатели турбинного масла по ГОСТ 981-75 должны соответствовать следующим нормам:

• максимальное кислотное число не должно превышать 0,8 мг КОН/г;
• допустимая массовая доля осадка должна составлять не более 0,15 %.

Однако, в инструкции по эксплуатации нефтяных турбинных масел, которые используются в паровых турбинах, сказано, что масла ТП-22С и ТП-22Б, кислотное число которых превышает 0,15 мг КОН/г, и в которых присутствует нерастворимый шлам, а также у которых кислотное число после окисления превышает 0,6 мг КОН/г и процентное содержание осадка составляет выше 0,15%, требуют немедленной замены. Определение стабильности по ГОСТу происходит при температуре 120⁰С. Длительность такого процесса составляет 14 часов. За это время расходуется кислорода 200 мл/мин. Если в масле появляется растворенный шлам, следы осадка после окисления, если кислотное число составляет 0,1 – 0,15 мг КОН/г, а после окисления – 0,2 мг КОН/г, то такое масло не обязательно сразу менять, можно продлить срок его службы. Мероприятия по восстановлению масла прописаны в специальной инструкции. Для этого, как правило, используются антиокислительные присадки.

Марки турбинных масел

• ТП-22С. Для его производства используются сернистые парафинистые нефти, подвергающиеся очистке путем селективных растворителей. В масле присутствуют присадки, благодаря которым увеличиваются его антиокислительные, антикоррозионные и деэмульгирующие свойства. Такое масло используется в высокооборотных паровых турбинах. Также может применяться в центробежных и турбокомпрессорах в тех случаях, когда вязкость турбинного масла обеспечивает нужные противоизносные свойства. Данное масло пользуется наибольшей популярностью. Температура турбинного масла 130⁰С. Плотность турбинного масла при температуре 20⁰С составляет 900 кг/м³.
• ТП-22Б. Для его производства также используются парафинистые нефти, подвергающиеся очистке путем селективных растворителей. В его составе имеются присадки, благодаря которым повышаются его антиокислительные, антикоррозионные и деэмульгирующие свойства. В отличие от предыдущей марки масла имеет усиленные антиокислительные свойства, более длительный срок службы, меньшую склонность к осадкообразованию во время работы в оборудовании. Нет аналогов среди отечественных марок турбинных масел во время использования его в турбокомпрессорах крупных производств аммиака. Температура данного турбинного масла 150⁰С.
• В маслах ТП-30 и ТП-46 также присутствуют присадки, которые повышают антиокислительные, антикоррозионные и другие характеристики масел. Масло ТП-30 используется в гидротурбинах, а также некоторых турбокомпрессорах и центробежных компрессорах. Масло ТП-46 нашло свое широкое применение в судовых паросиловых установках с тяжелонагруженными редукторами и вспомогательных механизмах. Данные турбинные масла имеют температуру 150⁰С и 120⁰С соответственно. Плотность турбинных масел составляет 895-900 и 895-905 кг/м³соответственно.
• Для производства масел Т₂₂, Т₃₀, Т₄₆, Т₅₇ используются малосернистые беспарафинистые бакинские нефти высокого качества, подвергающиеся кислотной очистке. Благодаря качеству сырья, используемого во время производства данных марок масел, и оптимальной глубине очистки, можно получить нужные эксплуатационные свойства. В данных маслах отсутствуют присадки. Масло Т₂₂ применяется в тех же областях человеческой деятельности, что и масла ТП-22С и ТП-22Б. Масло Т₃₀ применяется в гидротурбинах, низкооборотных паровых турбинах, турбокомпрессорах, центробежных компрессорах, которые работают с высокооборотными нагруженными редукторами. Масло Т₄₆ активно используется для судовых паротурбинных установок, а также других вспомогательных судовых механизмов, имеющих гидропривод.

Стоит отметить, что плотность турбинного масла зависит от температурного режима – чем выше температура, тем ниже плотность и наоборот. Чтобы измерить плотность масла, применяют пикнометр, который работает по принципу определения относительной плотности. Данный прибор позволяет определить плотность нефтепродуктов с точностью до четвертого знака после запятой. Но в таком случае также потребуются аналитические весы с погрешностью не более 0,0002 г. Если необходимо измерить плотность масел с высокой вязкостью, то предварительно к ним добавляют равное количество керосина, плотность которого известна, после чего определяется плотностью самой смеси и высчитывается плотность масла.