Меню Рубрики

Установка восстановления трансформаторных масел

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:

  • воздействие электрического поля;
  • постоянно высокие температуры;
  • попадание кислорода, прямых солнечных лучей, солей, металлов, влаги, грязи в процессе усадки изоляционных материалов (целюлоза, лаки).

Восстановление параметров масла в процессе дегазации, дегидратации, прокачки, механической фильтрации:

  • позволит повысить его оптимальные свойства;
  • очистить от продуктов распада;
  • увеличить межфазное напряжение до 40дн;
  • снизить содержание влаги на 10 ppm, степень кислотности 0,02 мгм КОН;
  • увеличить пробивное напряжение на 70 кВт.

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:

  • выявить причину, степень износа масла и изоляционных материалов;
  • обозначить оптимальный способ для устранения неполадок;
  • дать прогнозы на срок службы агрегата.

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:

  • внешний вид;
  • цвет;
  • вязкость;
  • кислотное число;
  • температуру вспышки и застывания;
  • содержание примесей (%);
  • показатель пробивного напряжения;
  • степень стабильности рабочей жидкости против диэлектрических потерь и окисления;
  • зольность;
  • содержание серы.

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:

  • вакуумная сушка;
  • фильтрация под силовым давлением;
  • обработка магнитными полями;
  • центробежная очистка;
  • гравитационное отталкивание;
  • дистилляция;
  • обезвоживание нефтяных масел.

Физико-химические

Способы, позволяющие удалить из рабочей жидкости как загрязнения, так и:

  • мелкодисперсные крупные частицы;
  • вещества химического происхождения;
  • сернистые кислородные соединения, снижающие вязкость и температурные свойства масла.

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:

  • заливе адсорбента (до 200 л) в цилиндрический сосуд или термосифонный фильтр;
  • пропуске очищающего масла через них;
  • установке оптимальной температуры для снижения вязкости масла.

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:

  • химически сложные азотные, сернистые, кислородные соединения;
  • кислотные загрязнения.

Химические способы

Для регенерации масла могут использоваться химические варианты с использованием реагентов (серная кислота, водород, карбонат натрия, гидроокись водород):

  1. Сернокислотная очистка.
  2. Щелочная очистка (карбонат натрия, тринатрийфосфат) для обработки нефтепродуктов.

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:

  • фильтрация и отстой;
  • обезвоживание и отгон воды;
  • обработка сорбентами, ПАВ, кислотами, щелочью.
Читайте также:  Установка cwm recovery на sony xperia

Методы удаления влаги

Чтобы удалить излишки жидкости из масла проводится:

  1. Гидровакуумная сушка.
  2. Центрифуга.
  3. Дегазация.
  4. Ультразвуковая кавитация.

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:

  1. Берутся пробы.
  2. Жидкость сливается, полностью опустошается трансформатор с целью выведения скоплений грязи.
  3. Промываются, продуваются внутренние узлы трансформатора через смотровое отверстие.
  4. Материал регенерируется.

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:

  1. Проводить обслуживание оборудования, наполненного маслом, могут люди только с допуском, знакомые с устройством и принципом действия регенерационной установки.
  2. Нельзя жечь спички во избежание взрыва смесей в камере выключателя. Даже после того, как масляный выключатель тока будет полностью отключен.
  3. Соблюдать меры предосторожности при работе с серной кислотой.
  4. Очищать масло под напряжением только, если невозможно отключить электроэнергию от трансформатора.
  5. При проведении адсорбции проследить, чтобы бы уровень масла в расширителе не снизился более 50% по отношению к верхней первоначальной отметке.
  6. Проводить работы исключительно в спецодежде из капронового пластика либо пропитанной раствором диаммонийфосфата. Иначе при движении масла под действием высоких температур возможно раздражение кожи, ожоги.
  7. Надевать респиратор, противогаз, маслослойные резиновые перчатки при работе с высоковольтным оборудованием, заполненный маслом.

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%.

источник

Установка восстановления трансформаторных масел УВМ-01

Назначение

УВМ-01 установка восстановления трансформаторных масел предназначены для очистки трансформаторных масел от механических примесей, кислот и воды при заправке и эксплуатации маслонаполненного электрооборудования.

Установка УВМ-01 обеспечивают

  • повышение пробивного напряжения трансформаторного масла до 70 кВ;
  • снижение кислотности в 10 раз;
  • возможность нагрева масла с -10 до +70 градусов.
Читайте также:  Установка задних амортизаторов логан

Область применения

На энергоучастках предприятий имеющих маслонаполненное электрооборудование.

Выпускаемые модели

  • УВМ-01 включает в себя блок центробежной очистки и блок адсорберов;
  • УВМ-03 включает в себя блок подогрева масла, блок центробежной очистки и блок адсорберов.

Принцип работы

Некондиционное масло поступает в блок подогрева (установка УВМ-03), где проходит через фильтр грубой очистки и насосом подается в нагреватель для нагрева масла до заданной температуры.

Из блока подогрева (а в установке УВМ-01 — непосредственно из бака) масло поступает в блок центробежной очистки для удаления механических примесей и нерастворенной воды. При большой начальной загрязненности масло затем вновь поступает в исходную емкость для многократной циркуляции через блок центробежной очистки.

Прошедшее центробежную очистку масло подается в блок адсорберов, содержащий патроны с цеолитом и силикагелем.

Описание блоков входящих в состав УВМ-01

Блок центробежной очистки

Таким блоком в установке УВМ служит одна из моделей стендов СОГ, которые широко применяются в различных отраслях промышленности. Очищая масла от механических примесей как 5-микронный авиационный фильтр, СОГ значительно превосходит его по грязеемкости и, кроме того, способен удалять нерастворенную воду. Благодаря стенду СОГ установки УВМ могут применяться даже для очистки сильно загрязненных водой и мехпримесями масел, а ресурс адсорбентов увеличивается в десятки раз.

Эффективность обезвоживания зависит от производительности установки. При паспортной производительности (900л/час) за один проход СОГ удаляет из масла до 80% суммарной (растворенной и эмульсионной) воды, а оставшуюся воду поглощает цеолит, обеспечивая на выходе содержание воды в пределах 10 — 20 г/т.

При большой начальной загрязненности масла проводят предварительную циркуляционную очистку стендом СОГ, удаляя до 98% суммарной воды, и лишь затем подают масло в блок адсорберов.

При типичной начальной обводненности 100 г/т, ресурса адсорбентов достаточно для обработки свыше 200 т трансформаторного масла.

В установках УВМ стенд СОГ выполняет также функцию насоса, обеспечивая прохождение масла через адсорберы.

Блок адсорберов

Три адсорбера заполняются цеолитом, удаляющим из масла растворенную воду, другие пять, соединенных параллельно-последовательно адсорберов заполняются силикагелем, удаляющим из масла продукты окисления. Допускается заполнение всех восьми адсорберов цеолитом, если установка применяется только для осушки масла. Кроме кислот, силикагель способен поглощать также и растворенную воду, поэтому предочистка масла цеолитом способствует более длительной его работе.

Наиболее эффективной и быстрой является очистка за один проход, когда масло после УВМ подается в чистую емкость. При этом пробивное напряжение масла на выходе возрастает в несколько раз, в зависимости от производительности установки.

При невозможности очистки за один проход применяют циркуляционный метод, когда масло после УВМ возвращается в исходную емкость. В этом случае величина пробивного напряжения масла в емкости зависит от кратности прохода всего объема масла через линию, возрастая постепенно от исходного значения до предельного (для соответствующей производительности) на выходе.

Для не очень загрязненных масел достаточна 2 — 3х кратная циркуляция, а для сильно загрязненных кратность циркуляции необходимо увеличить до 5 — 7.

Сочетание центробежного и адсорбционного способов очистки обеспечило высокую эффективность установок УВМ, гибкость применения и увеличение ресурса адсорбентов в десятки раз, что при эксплуатации практически исключает необходимость регенерации адсорбентов.

источник

Установка восстановления трансформаторных масел

Трансформаторное масло в высоковольтном оборудовании используется с целью:

  • гашения дуги коммутационных аппаратов;
  • охлаждения нагревающихся частей трансформатора;
  • изоляции токоведущих частей от нетоковедущих;
  • защита от увлажнения твердой изоляции трансформатора;
  • контроля состояния твердой изоляции трансформатора.

Для того, чтобы хорошо справляться с задачей отвода тепла, трансформаторное масло должно иметь несколько отличительных особенностей. В частности, речь идет о низкой вязкости, которая позволяет веществу проникать во все без исключения полости и отлично справляться с функцией теплообмена.

Кроме того, пониженная вязкость хорошо сказывается на функционировании циркуляционных насосов, существенно облегчая их работу.

Также трансформаторное масло имеет высокую температуру вспышки (порядка 135-145ºС), что делает возможным безопасную работу в условии перегрузок. Также оно обладает высокой диэлектрической прочностью, которая определяется таким понятием, как «пробивное напряжение». Справедливо следующее утверждение: чем выше класс напряжения оборудования, тем выше требования к его пробивному напряжению.

Данный показатель очень сильно зависит от наличия в масле механических примесей, влаги и шлаков, которые сопровождают эксплуатацию высоковольтного оборудования. Такие факторы, как солнечный свет, высокая напряженность электрического поля, влажность воздуха, старение твердой изоляции и витковые замыкания приводят к усилению окисления трансформаторных масел. Со временем их свойства ухудшаются, и масла уже не могут в полной мере выполнять возложенные на них функции. Поэтому на практике пытаются восстановить свойства и характеристики трансформаторных масел до их исходных значений. Это позволяет использовать продукт многократно по прямому назначению.

Читайте также:  Установка пенного пожаротушения наружных установок

Физические способы восстановления масел

Физические методы восстановления трансформаторных масел способствуют удалению твердых примесей, микрокапель воды и частично – смолистых и коксообразных веществ. Легкокипящие примеси убираются при помощи выпаривания.

Трансформаторные масла могут обрабатываться в силовом поле. При этом сами силы могут носить гравитационный, центробежный, электрический, магнитный или вибрационный характер. Также к физическим методам восстановления принадлежат фильтрование, вакуумная дистилляция и водная промывка.

Наиболее простым методом очистки трансформаторных масел можно считать отстаивание, поскольку избавление от воды и механических примесей в этом случае происходит путем естественного осаждения под действием гравитационных сил.

Отстаивание может выступать в качестве как самостоятельного метода очистки, так и промежуточного. Все зависит от исходной степени загрязнения нефтепродукта и времени, отведенного на его обработку. К главному недостатку данного подхода относят большую продолжительность процесса до полной очистки, а также возможность удаления только наиболее крупных частиц размером 50… 100 мкм.

Центробежная очистка – удаление механических примесей и воды с помощью центрифуг. Суть метода состоит в разделении различных фракций неоднородных смесей под действием центробежных сил.

Физико-химические способы восстановления трансформаторных масел

Физико-химические способы восстановления масел применяются достаточно широко. К ним принадлежат коагуляция, адсорбция и селективная очистка. Как разновидность адсорбционной очистки можно рассматривать ионно-обменную очистку.

Коагуляцией называют укрупнение мелких частиц загрязнений при помощи электролитов органического и неорганического происхождения, поверхностно-активных веществ и гидрофильных высокомолекулярных соединений. Смысл коагуляции понятен – крупные примеси гораздо проще отфильтровать от масла.

Эффективность такой очистки сильно зависит от количества вводимого коагулянта, длительности его контакта с маслом, текущей температуры, перемешивания и т.д.

На практике длительность коагуляции не превышает 20-30 минут. По истечении этого времени можно отделять укрупнившиеся частицы фильтрованием, отстаиванием или центробежной очисткой.

Адсорбционную очистку проводят, пользуясь свойством некоторых веществ (адсорбентов), которые удерживают загрязнения. В качестве них чаще всего используются как вещества природного происхождения (бокситы, цеолиты, отбеливающие глины), так и полученные искусственным путем (силикагели, алюмосиликаты, синтетические цеолиты, окись алюминия).

К недостаткам данного подхода относят необходимость утилизации большого количества отработанного сорбента, который является загрязняющим фактором для окружающей среды. Тем не менее, уже разработаны технологии, позволяющие реактивировать сорбент непосредственно в установках регенерации трансформаторных масел. Тут стоит отметить оборудование компании GlobeCore (блоки регенерации типа СММ-Р).

Интересно выглядит ионно-обменная очистка. Она базируется на способности ионно-обменных смол (ионитов) задерживать примеси, склонные к диссоциации в растворенном состоянии на ионы. Очистку реализуют за счет перемешивания ионитов с отработанным маслом или же перколяционным методом (пропускание отработанного нефтепродукта через заполненную ионитами колонну). Происходит ионообмен, в результате которого ионы в пространственной решетке ионита заменяются ионами загрязнений. Понятно, что иониты постепенно теряют свои свойства. Их восстанавливают промывкой растворителем, сушкой и активацией раствором едкого натра. Ионно-обменная очистка позволяет убрать из масла кислотные соединения, но в то же время не обеспечивает задержки смолистых веществ.

Селективная очистка – это избирательное растворение отдельных загрязняющих веществ, ухудшающих свойства трансформаторных масел. Растворителями могут выступать фурфурол, фенол, нитробензол, ацетон, метил этиловый кетон и др.

Химические способы восстановления масел

Химические методы восстановления масел базируются на взаимодействии вредных примесей с вводимыми реагентами. После завершения всех преобразований получают вещества, которые можно достаточно легко удалить из нефтепродукта. Данный подход включает в себя кислотную и щелочную очистки, окисление кислородом, гидрогенизацию, очистку и осушку с помощью окислов, карбидов и гидридов металлов. Рассмотрим наиболее распространенные методы очистки.

Сернокислотная очистка – обработка трансформаторного масла концентрированным раствором серной кислоты. Побочным продуктом данного процесса является кислый гудрон – достаточно опасный и трудно утилизируемый отход. Еще одним недостатком сернокислотной очистки является невозможность удаления из отработки полициклических аренов и высокотоксичных соединений хлора.

Гидроочистка характеризуется большей экологической чистотой в сравнении с сернокислотной и адсорбционной очисткой. Но одновременно имеет и свои недостатки: необходимость использования большого количества водорода и высокий порог экономически целесообразной производительности (порядка 30… 50 тыс. т/год).

На сегодняшний день достаточно сложно выделить один метод, который был бы универсален в каждом конкретном случае. Его попросту не существует. Поэтому оборудование, предназначенное для восстановления трансформаторных масел, как правило, работает на основе использования сочетания различных методов. Благодаря этому можно восстанавливать трансформаторные масла разных марок и с различной степенью снижения показателей качества.

источник

Добавить комментарий

Adblock
detector