Способы очистки трансформаторных масел

Способы очистки и сушки трансформаторного масла

Трансформаторы и дросселя большой мощности помещаются для лучшего охлаждения в бак с трансформаторным маслом. Но во время работы оно меняет свои диэлектрические свойства и становится непригодным для дальнейшей эксплуатации. В этом случае необходима замена или очистка и полная сушка трансформаторного масла.

Преимущества восстановления трансформаторного масла

Основным преимуществом процесса регенерации масла является его более низкая цена. Даже с учетом использования реактивов это обходится намного дешевле, чем замена. Поэтому, несмотря на то что восстановленное масло имеет худшие параметры и меньший срок службы, чем новое, в некоторых случаях вместо замены проводится процесс регенерации.

Обработка производится в четырех направлениях:

• сушка от излишков воды;
• удаление растворенных газов;
• фильтрация взвешенных твердых частиц;
• восстановление физико-химических параметров.

Весь комплекс называется регенерацией. Сам процесс очистки производится на месте установки трансформатора:

• очистительная установка подключается к нижней части масляного бака;
• масло поступает в очистительный аппарат, где проходит весь необходимый цикл обработки;
• очищенное масло возвращается в трансформатор через расширительный бачок.

Процесс продолжается до тех пор, пока физические и химические параметры жидкости в баке не будут соответствовать допустимым параметрам.

Важно! При очистке удаляется только растворенные и взвешенные, в виде суспензии примеси. Грязь, осевшая на дне и обмотках, остается на месте.

Способы очистки масла

Очистка производится в специальных установках, нагревающих очищаемую жидкость. При нагреве повышается растворимость загрязнений и примеси, осевшие на дне трансформатора, переходят в растворенное и взвешенное состояние. Обработка производится разными методами.

Физические методы

Этими способами удаляются:

• взвешенная грязь;
• лишняя вода;
• растворенные газы;
• смолистые и коксообразные примеси.

Самым простым способом физической обработки является отстаивание. При этом отделяются твердые примеси и вода.

Этот метод используется как самостоятельный, так и промежуточный. Недостатком является большая продолжительность процесса и удаление твердых частиц только размером больше, чем 50-100мкм.

В более сложных установках используется силовое воздействие на нефтепродукты:

• гравитационное — отстаивание, как предварительная обработка;
• центробежная — обработка жидкостей на центрифуге и отделение загрязнений при помощи центробежных сил;
• обработка электрическими и магнитными полями;
• фильтрование под давлением;
• вакуумные сушка и дегазация.

Физико-химические способы

Это распространенные методы обработки нефтепродуктов. К ним относятся:

• Коагуляция. Это слипание мелких взвешенных частиц в более крупные образования, после чего их легче отфильтровать, а процесс отстаивания происходит быстрее. Производится коагуляция при помощи электролитов, ПАВ и других веществ. Длительность процесса составляет 20-30 минут.
• Адсорбция. Это удержание бокситами, цеолитами, силикагелем и другими веществами загрязнений. Недостатком адсорбционной очистки является необходимость утилизации адсорбентов.

• Селективный способ. Этот вид обработки растворяет отдельные примеси. В качестве растворителя используются фенол, нитробензол, ацетон и другие растворители.
• Ионно-обменный метод. Выполняется при помощи ионно-обменных смол (ионитов), поглощающих примеси, такие как кислота и другие, распадающиеся в растворенном виде на ионы.

Информация! Ионообменным способом нельзя удалить смолы.

Химические методы регенерации

При использовании этого способа очистки происходит химическая реакция между загрязнением и химреагентами. Образующиеся после завершения процесса вещества являются легко удаляемыми фильтрованием и другими способами:

• Сернокислотная очистка. Это обработка нефтепродукта концентрированной серной кислотой. Недостатком является образование кислого гудрона и соединений хлора.
• Гидроочистка. Экологически чистый способ обработки водородом при высоких давлении и температуре.
• Щелочная очистка. Нефтепродукты обрабатываются гидроокисью и карбонатом натрия. Эти реактивы обмыливают нафтеновые, ди- и оксикарбоновые кислоты, которые удаляются после обработки.

Методы удаления влаги

Кроме очистки от растворенных и твердых загрязнений при превышении допустимого количества влаги производится ее удаление различными способами:

• Центрифуга. Вода и твердые загрязнения тяжелее масла и при обработке в этом аппарате происходит разделение жидкости на фракции.
• Термовакуумная сушка. Основана на снижении температуры кипения воды при пониженном давлении.
• Ультразвуковая кавитация. В масло помещается ультразвуковой вибратор. Под его воздействием образовываются пузырьки, в которых собирается растворенные вода и газы. Эти пузырьки всплывают вверх и удаляются вместе с примесями.

Виды установок очистки и сушки масла

В зависимости от видов загрязнений и конкретных условий для регенерации применяются различные установки:

• центрифуги — удаляют воду и твердые примеси;
• фильтрование через фильтровальную бумагу или другие пористые материалы — так же очищают от влаги и механических загрязнений.
• установки для сушки методом пропускания нефтепродуктов через цеолитовый фильтр;
• аппараты для химической очистки масла, имеющего кислую реакцию;
• удаление растворенных газов производится в дегазационных установках путем нагрева и вакуумирования.

Каждый вид обработки имеет достоинства и недостатки по сравнению с другими способами восстановления. Поэтому выбор метода и установки для ее реализации определяется прежде всего экономической целесообразностью его использования.

Источник

Способы очистки трансформаторного масла

Восстановление масла

С течением времени, под влиянием температуры, солнечного света, контакта с воздухом характеристики масла ухудшаются. Поэтому для поддержания бесперебойной и безопасной работы трансформатора следует либо заменить масло, либо регенерировать его. Второй вариант представляется более предпочтительным. Он позволяет существенно сэкономить потребление природных ресурсов, а значит является более экологичным и экономически выгодным. Именно о нем и пойдет речь в данной статье.

Методов регенерации «отработки» существует немало. Они подразделяются на химические, физико-химические и физические.

Физические методы регенерации масла

Эти методы позволяют вывести из масла твёрдые механические примеси, небольшие объемы воды, некоторое количество смол и коксообразных веществ.

Одним из самых удобных методов восстановления масла является отстаивание. Его можно применять как самостоятельно, так и в качестве предварительного метода обработки. К недостаткам данного способа относится большие временные затраты и невозможность удаления более мелких примесей.

Другой широко используемый метод заключается в использовании центрифуги для очистки масла. При центрифугировании оно расслаивается на фракции: твёрдые вещества, само масло и вода.

Физико-химические способы обработки масла

Ниже представлены самые популярные методы данной категории.

Коагуляция — это процесс соединения небольших частичек в крупные при помощи коагулянта. После окончания коагуляции (она длится обычно меньше получаса) крупные частицы загрязнений извлекаются физическими способами: например, фильтрацией.

Селективная очистка представляет собой избирательное растворение тех примесей, которые наиболее негативно сказываются на характеристиках масла.

Адсорбция происходит за счёт способности некоторых веществ (адсорбентов) притягивать к себе загрязнения. Минусом этого способа является большое количество использованного адсорбента, которое необходимо потом утилизировать.

Химические методы обработки трансформаторного масла

К самым распространенным способам данной категории относятся:

Сернокислотная очистка (очищение масла концентратом серной кислоты. Трудно утилизируемым отходом данного метода является кислый гудрон. Другим минусом является то, что с помощью этого метода невозможно удалить из масла некоторые примеси);

Гидроочистка (пропускание через масло водорода, проходящее под высоким давлением и при высокой температуре. Этот метод отличается безопасностью, но при этом требует больших денежных затрат).

Выводы

Идеального способа регенерации использованного трансформаторного масла не существует, но оптимальная комбинация нескольких методов позволит добиться максимального результата.

Источник

Способы очистки трансформаторных масел

Трансформаторное масло используются для изоляции находящихся под напряжением частей силовых трансформаторов, а также для отведения тепла и предохранения изоляции от увлажнения.

Эксплуатационные свойства трансформаторных масел закладываются еще на этапе выбора способа очистки при получении из нефтей. Именно тогда формируется химический состав будущей электроизоляционной жидкости. Маркировка трансформаторных масел производится в зависимости от их эксплуатационных свойств, а также областей применения. Новые трансформаторы требуют заливки исключительно свежих масел, не использовавшихся ранее. Все партии продукта должны поставляться вместе с сертификатом завода-производителя. Даже свежие трансформаторные масла перед заливкой в электрооборудование должны очищаться от механических примесей, газов и влаги (в случае необходимости).

Влияние примесей на трансформаторное масло

Обычно трансформаторным маслам приходится работать при повышенных температурах (порядка 70-80 ºС). Под воздействием кислорода воздуха масла окисляются, в результате чего из них выделяется нерастворимый осадок в виде шлама, кислот, воды и других продуктов старения.

В условии атмосферного давления в трансформаторном масле не должно пребывать более, чем 10% воздуха. В том случае, когда трансформатор оборудован азотной и пленочной защитой, масло дегазируют до остаточного газосодержания не более, чем 0,1% по массе.

Шлам может накапливаться на внутренних поверхностях элементов трансформатора, ухудшая циркуляцию масла и, соответственно, отведение тепла от нагревающихся частей. Также шлам снижает и электрическую прочность изоляции, поэтому его наличие очень нежелательно. Если не принимать никаких мер, то он может стать причиной возникновения аварии.

Кислоты – также нежелательный компонент трансформаторного масла. Они вызывают коррозию металлических поверхностей трансформаторного аппарата и разрушают хлопчатобумажную изоляцию. Обводнение приводит к понижению электрической прочности масла.

Влага может находиться в трансформаторном масле в виде осадка, эмульсии или же в растворенном состоянии. Последний случай не характеризуется влиянием на электрическую прочность и тангенс угла диэлектрических потерь масла, но может интенсифицировать процессы окисления, снижая стабильность электроизоляционных жидкостей. Продукт, предназначенный для заливки, должен полностью очищаться от эмульсионной влаги и влаги, находящейся в виде отстоя. Как видим, достижение нормированных значений электрической прочности и тангенса угла диэлектрических потерь не могут выступать окончательными и единственными критериями очистки.

Учитывая изложенное выше, можем констатировать, что стабильность масла к окислению является одной из важнейших характеристик. Среди других важных характеристик стоит отметить полное отсутствие воды и механических примесей, а также низкую температуру застывания, при которой масло будет оставаться подвижным даже при отрицательных температурах.

Другие характеристики трансформаторного масла

Электрическая прочность – это способность трансформаторного масла противостоять пробою. Основной характеристикой электрической прочности является величина пробивного напряжения. Она характеризует минимальное значения напряжения, при котором происходит резкое падение сопротивления масла и по нему начинает проходить электрический ток большой величины. На значение электрической прочности в наибольшей степени влияет наличие в трансформаторных маслах воды. Даже небольшое ее количество способно существенно снижать электрическую прочность.

Еще одна характеристика – диэлектрические потери в трансформаторном масле. Данный показатель дает представление о потерях, возникающих при воздействии на изоляционную жидкость переменного магнитного поля. На практике для оценки параметра пользуются тангенсом угла диэлектрических потерь. Справедлива следующая формулировка: меньшему значению тангенса угла соответствует меньшее значение потерь, возникающих в масле.

Энергетиков, конечно же, будет интересовать свойство трансформаторных масел работать в одном аппарате без осуществления замены. В среднем срок службы масла составляет от 5 до 10 лет.

Для оценки эксплуатационных свойств трансформаторных масел используют следующие показатели:

• электрическая прочность;
• тангенс угла диэлектрических потерь;
• влагосодержание;
• газосодержание;
• наличие механических примесей.

Способы очистки трансформаторного масла

Центрифугирование

Данный способ обработки масел состоит в удалении влаги и взвешенных механических частиц при помощи центробежных сил. Отметим, что использование центрифугирования позволяет удалять только влагу, находящуюся в состоянии эмульсии, а также твердые частицы с удельной массой больше удельной массы обрабатываемого нефтепродукта.

Основная отрасль применения центрифугирования – это подготовка масел к заливке в электрооборудование напряжением до 35 кВ и предварительная очистка. При длительной обработке возможно удаление из масла антиокислительных присадок, что будет способствовать окисляемости очищенного продукта.

Фильтрование

Суть данного способа – это пропускание загрязненного масла через специальные пористые перегородки, которые задерживаю существующие примеси.

Адсорбционная очистка

Адсорбционная очистка – это удаление из трансформаторного масла воды и прочих примесей при помощи специальных веществ природного или штучного происхождения – адсорбентов. Часто в качестве последних используются синтетические цеолиты, что вызвано их высокими поглощающими способностями, особенно в отношении молекул воды. Цеолиты позволяют удалять из трансформаторных масел влагу, находящуюся в растворенном состоянии.

Вакуумная обработка

Базовым элементом установок типа УВМ торговой марки GlobeCore является дегазатор. Данное оборудование может использоваться для очистки трансформаторных масел от механических примесей, воды и газов.

Отличительной особенностью установок УВМ является термически ускоренная вакуумная дегидратация и дегазация, характеризующаяся повышенной экономностью.

Кроме перечисленных применений установки GlobeCore также могут с успехом эксплуатироваться при монтаже, ремонте и эксплуатации маслонаполненного высоковольтного оборудования напряжением до 1150 кВ.

Источник