Главная
Карта сайта
О компании
Продукты
Услуги
Клиенты
Контакты
АО «НМУ Электроюжмонтаж» > Услуги > Статьи

Статьи

Новые методы регенерации трансформаторных масел в эксплуатации.

Редько Ю.Ф, зам.гл.инженера Северной ЭС
Скидан В.И., директор НПП «Электроюжмонтаж»
Бойчук В.И., директор АО НМУ «Электроюжмонтаж»
Северная электроэнергетическая система-НЭК «Укрэнерго»


В настоящее время все более широкое распространение в энергосистемах Украины получает технология регенерации масла бентонитовыми глинами Дашуковского месторождения. (Журнал «Электрические сети и системы» №4, 2004 г.)

Специально приготовленный, высушенный и гранулированный до размера 3-5 мм. материал палыгорскит, применяемый для регенерации масла, позволяет снизить кислотное число и тангенс диэлектрических потерь масла на несколько единиц, а это в свою очередь дает возможность при несильно загрязненном масле восстановить его до эксплуатационных норм. При этом гранулированный адсорбент при явной потере площади адсорбирующей поверхности (за счет большого размера гранул) обладает неоспоримым преимуществом – возможностью механизировать процесс регенерации масла.

Специально созданные для этого процесса установки регенерации масла проточно- контактным методом позволяют прокачивать масло через адсорберы с палыгорскитом, фильтры тонкой очистки и получать на выходе из установки масло с необходимыми эксплуатационными характеристиками.

Вторым преимуществом проточно-контактного метода является то, что регенерацию масла можно проводить непосредственно на подстанции, когда трансформатор выводится в ремонт и масло слито в технологическую емкость.
Вместе с тем процесс регенерации масла гранулированными адсорбентами имеет ряд существенных недостатков, а именно:

- высокая температура нагрева масла (70-80оС) требует больших энергозатрат.;

- палыгорскит перед использованием, с целью повышения его эффективности, необходимо сушить до влагосодержания 0,5%, что требует дополнительных энергозатрат и наличия установки сушки адсорбентов;

- большой расход палыгорскита (до 20% от объема регенерируемого масла);

- высокая трудоемкость выполняемых работ;

- малая производительность установки (0,5-0,8 м3/час) вместе с частыми перезаправками адсорберов делают процесс регенерации очень длительным;

- необходимо наличие герметичной емкости для сбора и хранения большого количества отработанного промасленного адсорбента (до 10 т. промасленного адсорбента при регенерации 60 т. масла);

- не решена проблема утилизации отработанного промасленного адсорбента;

- гранулированный палыгорскит не обладает осветляющими свойствами , т.е. не адсорбирует соединения с карбомидной группой, что снижает термоокислительную стабильность масла и приводит к его быстрому старению.

Учитывая вышеперечисленные недостатки регенерации масла гранулированными адсорбентами, а также необходимость повышения качества регенерации и снижения себестоимости проведения работ по регенерации масла, специалистами Северной ЭС и НПП «Электроюжмонтаж» (г.Харьков), опираясь на 55 летний опыт работы НМУ «ЭЮМ», была проведена большая работа по изучению процесса регенерации и разработке технологии регенерации масла активированным адсорбентом специально разработанным для регенерации изолирующих масел.
Активированный адсорбент представляет собой высокоактивную отбеливающую землю, произведенную путем активации кальциевого бентонита серной кислотой. Сравнительный химический анализ палыгорскита и активированного адсорбента представлены в Табл.№1

Табл.№1.

Название составляющих SiO2 Al2O3 Fe2O3 MgO CaO Na2O K2O
% содержание в полыгорските 58,8 17,58 8 5 2,17 0,8 0,89
% содержание в активированном адсорбенте 75,8 10,5 3,7 0,7 2,4 0,5 0,7

Активированный адсорбент используется для удаления цветовых составляющих, поверхностных загрязнителей, органических кислот, других полярных соединений и мельчайших частиц, таких как карбон, растворенных в старом трансформаторном масле.

Активированный адсорбент поставляется в порошкообразном виде с размером частиц 10-15 мкм. Под микроскопом пылинки активированного адсорбента представляют собой раскрытую сосновую шишку. Площадь активной поверхности в 1 г. порошка составляет по характеристикам поставщиков 178 м2.Активированный адсорбент работает посредством адсорбции. Адсорбция это процесс, в котором одна субстанция притягивает и удерживает другие субстанции. Серная кислота, расположенная на поверхности активированного адсорбента адсорбирует полярные материалы, не позволяя происходить их реверсии.
Изучение процессов происходящих при взаимодействии активированного адсорбента и трансформаторного масла показало, что кислотная активация бентонитовой глины приводит к замещению щелочных и щелочноземельных катионов в обменном комплексе и проявлению максимальной отбеливающей способности глины.В случае, когда на поверхности адсорбента протекает физическая адсорбция (поглощение микрочастиц, взвешенных в масле) преобладающую роль в процессе адсорбции играет удельная поверхность адсорбента. Если же на поверхности адсорбента имеет место химическое взаимодействие адсорбента и адсорбтива решающую роль начинает играть природа адсорбента.
Лабораторией испытания материалов ОАО НИЦ «ЗТЗ Сервис» были проведены сравнительные испытания воздействия на масло пылевого палыгорскита и активированного адсорбента. Для испытания было подобрано сильно загрязненное масло.

Метод проверки: контактный. Перемешивание на электромагнитной мешалке.
Адсорбенты: палыгорскит (в пылевидном виде) и активированный адсорбент.
Режим обработки:

1.Температура - +60оС.
2. Время обработки 7 часов.
После обработки масло отфильтровано через лабораторный бумажный фильтр и подвергнуто испытаниям по показателям указанным в таблице №2
Результат обработки: Результаты испытаний исходного и обработанного масла представлены в таблице №2

Таблица №2.


Проба масла
TG δ при 90оС,
%
Кислот.число
МгКОН/г масла
Коэффициент
светопоглощ.
Цвет масла, баллы
  ГОСТ6581-75 ГОСТ5985 Методика НИЦ ASTМD1500
Исходное масло
13,71
0,14
99,9
6,0
Масло обработанное пылевым палыгорскитом 10%от объема масла
0,189
0,029
99,0
4,0
Масло обработанное активированным адсорбентом (10% от объема масла)
0,115
0,016
84,5
1,5

Результаты проведенных испытаний показали высокую эффективность активированного адсорбента по сравнению с пылевым палыгорскитом. Особенно заметно преимущество активированного адсорбента по способности осветлять масло.

Кроме того, активированный адсорбент не уплотняется при оседании в емкости для регенерации и длительное время находится в сметанообразном состоянии, в то время как пылевой палыгорскит уже через сутки становится твердым и требует больших физических усилий при выгрузке его из емкости для регенерации. Это свойство играет существенную роль при работе с отработанным адсорбентом.

Сравнительные испытания воздействия на масло гранулированного палыгорскита и активированного адсорбента проводились сотрудниками НПП «ЭЮМ» и лабораторией диагностики высоковольтного оборудования (ЛДВО) Северной ЭС.

Метод проверки: контактный. Перемешивание на механической мешалке.
Адсорбенты: Палыгорскит (в гранулированном виде с размером гранул 3-5 мм.) и пылевидный активированный адсорбент.
Режимы обработки:

1.Температура +60оС±10оС
2.Время обработки 6 часов.

После обработки масло отфильтровано через бумажный лабораторный фильтр. Отфильтрованное масло подвергнуто испытаниям по показателям указанным в таблице №3. Результаты испытаний представлены в Таблице №3.


Таблица №3.


Проба масла
TG δ при 90оС,
%
Кислот.число
МгКОН/г масла
Цвет масла
Исходное масло
18
0,08
Темно-красное
Масло обработанное пылевым палыгорскитом 10%от объема масла
10
0,03
Цвет не изменился
Масло обработанное активированным адсорбентом (10% от объема масла)
0,9
0,015
Светло-соломенный

Результаты испытаний показали высокую эффективность активированного адсорбента по сравнению с гранулированным палыгорскитом.

Гранулированный полыгорскит не обладает осветляющими свойствами. Цвет масла после испытаний не изменился.

Опираясь на результаты лабораторных испытаний, убедившись в высокой эффективности очистки масла активированным адсорбентом и проанализировав имеющийся опыт выполнения подобных работ НПП «ЭЮМ», специалистами Северной ЭС было принято решение о регенерации масла на автотрансформаторе 2АТ ПС «Залютино» ТИП АТДЦТН 200000/330/110 ГОД ВВОДА В ЭКСПЛУАТАЦИЮ 1968.

В августе 2004 г. автотрансформатор был выведен в ремонт. Согласно документации трансформатор был залит маслом ТКп. К моменту проведения капитального ремонта масло по своим характеристикам не соответствовало эксплуатационным нормам.

Работы проводились непосредственно на подстанции под контролем лаборатории службы диагностики высоковольтного оборудования Северной ЭС и шеф-инженера НИЦ «ЗТЗ-Сервис». Регенерации было подвергнуто 63 т. трансформаторного масла ТКп. Расход адсорбента 2 т., что составляет 3,5% от массы масла. Температура нагрева масла 40оС. Регенерация проводилась партиями по 10 т. Перед сливом каждой партии масла проводилась лабораторная проверка его параметров. Фильтрация масла проводилась через специально разработанные для данной технологии трехступенчатые фильтры тонкой очистки с тонкостью фильтрации 5 мкм.

Количество агидола в масле было доведено до 0,2%, после чего была проведена проверка масла на термоокислительную стабильность. Результаты проверки показали соответствие параметров масла нормативным значениям показателей стабильности для свежего масла марки ТКп. (заключение лаборатории НИЦ «ЗТЗ-Сервис»)

После завершения регенерации отработанные адсорбенты были сданы фирме по утилизации нефтесодержащих материалов. Общее количество отправленных на утилизацию отходов составило 5,5 т. При этом потеря масла при регенерации составила 5% от объёма регенерированного масла.

Результаты испытаний масла до и после регенерации представлены в таблице №4.

Таблица №4.

Проба масла
TG δ при 90оС,
%
Кислот.число
МгКОН/г масла
Исходное масло
5,2
0,06
Отрегенерированное масло
0,5
0,013


Промышленная установка по регенерации масла активированным адсорбентом, была разработана на базе НПП «ЭЮМ» с участием специалистов Северной ЭС. Установка прошла всесторонние испытания на подстанциях, где проводились работы по ремонту трансформаторов бригадами АО НМУ «Электроюжмонтаж».

При проведении промышленных испытаний была отработана технология регенерации масла, температурные режимы, определено необходимое количество адсорбента в зависимости от входного качества масла, что позволило выполнить целый ряд производственных задач по регенерации масла, результаты которых представлены в Таблице №5.

Таблица №5.


Объект

Кол-во Масла, т

До регенерации
После регенерации

TGδ90о С %

Кислот. число МгКОН/г

TGδ90о С %

Кислот. число МгКОН/г

Черкасский з-д Азот (капитальный ремонт трансформатора 110 кВ) 30 8,5 0,05 0,4 0,014
Мариупольский завод Азовмаш (Капитальный ремонт печного трансформатора 35 кВ. Масло с сажей подгоревшей обмотки) 30 72 0,04 0,5 0,01
Фирма «Сванг» г. Харьков (масло, собранное для утилизации) 18 38 0,1 0,9 0,02
Харьковоблэнерго. Сбор старых масел цеха ремонта трансформаторов 12 24 0,042 1,2 0,02
Харьковский з-д Электротяжмаш. Сбор старых масел. 10 18 0,08 1 0,023
Никопольский трубный завод. Фирма «Индустриалсервис» цех ремонта трансформаторов. Сбор старых масел. 30 22 0,061 0,8 0,02
Предприятие «Техпродукт» г. Коростень (новое масло, загрязненное остатками нефти при использовании невымытой цистерны) 60 2 0,015 0,3 0,01
Северная ЭС п/с «Залютино» тр-р 330 кВ 57 5,2 0,06 0,5 0,013

Выводы.

Таким образом, технология восстановления (регенерации) трансформаторных масел с помощью активированного адсорбента показала высокую эффективность при очистке старых масел от продуктов окисления и имеет значительные преимущества по сравнению с известными способами регенерации, а именно:

- высокая степень очистки масла от цветовых составляющих, поверхностных загрязнителей, органических кислот, других полярных соединений и мельчайших частиц
- таких как карбон, сажа и т.п., что позволяет восстанавливать масло не только до эксплуатационных норм, но и до паспортных характеристик на данный тип масла; - низкие трудозатраты при проведении регенерации масла;
- невысокая температура нагрева масла, а следовательно низкие энергозатраты (от 3 до 20 кВт/час на одну тонну масла в зависимости от температуры окружающей среды);
- малый расход адсорбента (2 - 4% от объема масла в зависимости от входного качества масла), а следовательно небольшие расходы на его утилизацию (до 50 грн. на одну тонну отрегенерированного масла);
- возможность проведения работ непосредственно на подстанции, что исключает затраты на транспортировку масла;
- высокая производительность установки (от 10 до 20 т. в сутки в зависимости от температуры окружающей среды и входного качества масла);
- сравнительно невысокая стоимость регенерации масла.

Предлагаем взвешенно подойти к поставленной проблеме и совместно использовать наши наработки по регенерации трансформаторных масел при ремонте силовых трансформаторов.


Услуги
Монтаж силовых трансформаторов
Капитальный ремонт силовых трансформаторов
Модернизация силовых трансформаторов
Релейная защита
Регенерация трансформаторных масел
Ремонт и поверка средств измерений
Статьи
Google.com HERE!

Разработка сайта: Wowka
изготовление пластиковых карт