Спроектироватьустановку регенерациитрансформаторных масел по типу УРТМ-200

         Масло трансформаторное ТКп вырабатывают из малосернистых нафтеновых нефтей методом кислотно-щелочной очистки. Содержит присадку ионол. Рекомендуемая область применения — оборудование напряжением до 500 кВ включительно.

         Масло трансформаторное ТСО производят  из сернистых парафинистых нефтей методом фенольной очистки с последующей низкотемпературной депарафинизацией; содержит присадку ионол. Рекомендуемая область применения — оборудования напряжением до 220 кВ включительно.

 

 

 

4 Применение  трансформаторного масла.

 

Трансформаторное  масло, из всех жидких электроизоляционных  материалов находит наибольшее применение в электротехнике, им заливают силовые  трансформаторы.

Его применяют:

Ø во-первых, для заполнения пор в волокнистой изоляции, а также промежутков между проводами обмоток и между обмотками и баком трансформатора, значительно повышая электрическую прочность изоляции;

Ø  во-вторых, оно улучшает отвод теплоты, выделяемой за счёт потерь в обмотках и сердечнике трансформатора. Лишь некоторые силовые и измерительные трансформаторы выполняются без заливки маслом (“ сухие трансформаторы ”);

Ø в-третьих, для изготовления масляных выключателей высокого напряжения. В этих аппаратах разрыв электрической дуги между расходящимися контактами выключателя происходит в масле или в находящихся под повышенным давлением газах, выделяемых маслом под действием высокой температуры дуги; это способствует охлаждению канала дуги и быстрому её гашению;

Ø в-четвертых, для заливки маслонаполненных вводов, некоторых типов реакторов, реостатов и других электрических аппаратов.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

5 Регенерационная переработка трансформаторного масла

 

Не  секрет, что технические масла, используемые в силовых трансформаторах, со временем утрачивают свои диэлектрические и  другие технологические свойства. Под  действием атмосферного воздуха, в  результате взаимодействия с материалами  в трансформаторе в маслах накапливаются  влага, продукты окисления, различные  загрязнения, примеси. В процессе эксплуатации трансформаторных масел в них  накапливаются продукты окисления, загрязнения и другие примеси, которые  резко снижают качество масел. Масла, содержащие загрязняющие примеси, неспособны удовлетворять предъявляемым к  ним требованиям и должны быть заменены «свежими» маслами. Отработанные трансформаторные масла собирают и  подвергают регенерации (очистке) с  целью сохранения ценного сырья, что является экономически выгодным. В зависимости от процесса регенерации (очистки) трансформаторного масла  получают 2-3 фракции базовых масел, из которых компаундированием и  введением присадок могут быть приготовлены товарные масла (моторные, трансмиссионные, гидравлические, СОЖ, пластичные смазки). Средний выход регенерированного  масла из отработанного, содержащего  около 2-4% твердых загрязняющих примесей и воду, до 10% топлива, составляет 70-85% в зависимости от применяемого способа  регенерации (очистки) масла.

         Перед организацией эксплуатирующей  силовые масляные трансформаторы  стоит задача утилизации отработанных  масел, либо их дальнейшая очистка.  Второй способ может быть экономически  более выгоден при наличии  по близости производственной  базы для регенерации отработанных  масел. Различные способы очистки  отработанного масла являются  наукоемкими технологическими процессами, однако в некоторых случаях  это является дешевле утилизации  выработавшего свой ресурс старого  масла и приобретение нового.

После очистки или регенерационной  переработки из отработанных масел  получают либо трансформаторное масло  для дальнейшего использования, либо другие виды машинного масла: автомобильные  масла, гидравлические, различные виды смазок.

Для восстановления отработанных масел  применяется специальное оборудование и различные технологии, в основе которых лежат физические и химические процессы, направленные на выведение  из масла воды, загрязнений и окислов.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

                             

 

 

 

 

 

 

 

 

6  Методы регенерации (очистки)  масла

 

Необходимо  отметить, что при регенерации (очистке) масел, возможно, получать базовые масла, по качеству идентичные «свежим», причем выход масла в зависимости  от качества сырья составляет 80-90%, таким  образом, базовые масла можно  регенерировать (очищать) еще по крайней мере два раза, но это возможно реализовать при условии применения современных технологических процессов.

Регенерация масла имеет, как правило, несколько  этапов:

Ø механическое удаление воды и твердых примесей

Ø выпаривание (перегонка), в том числе в среде вакуума

Ø химические способы, такие как очистка, различными адсорбентами, коагуляция, ионно-обменная и натриевая очистка

Ø Физико-механические способы:

а) Удаление твердых примесей, капель воды, смолистых и коксообразных веществ называется отстаиванием. Этот способ основан на процессе естественного осаждения механических частиц и воды под действием силы тяжести и разницы в плотности веществ.

б)     Удаление легкокипящих примесей, который основан на изменении температуры масла, либо при вакуумной дистилляции на испарении легкокипящих веществ в среде вакуума называется вакуумная дистилляция, выпаривание.

в) Удаление частиц механических примесей, смолистых и коксообразных веществ, который основан на фильтрации масел через сетчатые или пористые фильтрующие элементы называется фильтрация. Фильтрующими материалами могут выступать металлические и пластмассовые сетки, войлок, ткань, бумага, керамика.

в) Удаление механических примесей и воды, который основан на разделении различных фракций неоднородных смесей под действием центробежной силы в центрифугах называется центробежная очистка.

• Физико-химические способы:

     г) Селективное растворение содержащихся в масле загрязнений, которое основано на укрупнении частиц загрязняющих веществ, находящихся в мелкодисперсном состоянии, что достигается с помощью специальных веществ – коагулятов называется коагуляция.

       д) Удаление мелкодисперсных частиц, который основан на способности  адсорбентов, удерживать загрязняющие  продукты на своей поверхности  и на поверхности и в порах  называется адсорбция. Адсорбентами  могут быть вещества как природного (глины, бокситы, природные цеолиты)  так и искусственного (окись алюминия, алюмосиликатные соединения) происхождения.

       е) Удаление мелкодисперсных частиц, который основан на способности  ионитов (ионно-обменных смол) задерживать  загрязнения, диссоцирующие в растворенном состоянии на ионы называется ионно – обменная очистка.

        ж) Удаление кислотных загрязнений,  и некоторых других химических  соединений, ухудшающих вязкостно-температурные  свойства масел, который основан свойстве отдельных веществ загрязняющих масло (кислородных, сернистых и азотных соединений) выборочно растворяться под действием определенных реактивов называется селективная очистка.

• Химические способы:

          з) Удаление химических загрязнений, который основан на взаимодействии веществ, загрязняющих отработанное масло, и вводимых в это масло серной кислоты называется сернокислотная очистка.

           и) Удаление химических загрязнений,  который основан на взаимодействии веществ, загрязняющих отработанное масло с водородом называется гидрогенизация.

 

 

 

 

 

7  Установки регенерации трансформаторных масел

7.1 Установки ЦКФ и РИМ-62

 

Установка ЦКФ (цеховой контактный фильтр) и  РИМ-62 (регенератор индустриальных масел образца 1962 г.) предназначены  для регенерации отработанных масел, не требующих отгона горючего и воды. На этих установках, работающих по схеме  нагрев – контактная обработка масла  отбеливающей глиной – фильтрация, восстанавливают преимущественно  индустриальные, трансформаторные, для  гидравлических систем и другие специальные  масла.

Ниже  приведена техническая характеристика установок в таблице 1.

Установки ЦКФ и РИМ-62 состоят из аналогичных  узлов и отличаются только размерами  и производительностью. Поэтому  рассмотрим устройство и технологическую  схему одной из них (РИМ-62), серийно  выпускаемой Московским заводом  «Реготмас».

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Таблица 1 – Техническая характеристика установок ЦКФ и РИМ-62

 

Техническая характеристика	ЦКФ	РИМ-62
Производительность установки по перерабатываемому сырью, кг/ч	25	50
Число циклов регенерации на установке в смену	2	2
Расход пара, кг/ч	15	25
Мощность, кВт
электродвигателя привода перемешивающего устройства	0,6	0,6
электронагревательной печи	2,5	6,3
электродвигателя скальчатого насоса	0,6	0,6
Фильтрующая поверхность рамочного фильтрпресса, м2	1	2
Производительность скальчатого насоса, л/ч	240	240
Габариты установки, мм
длина	1190	1825
ширина	1100	1610
высота	1450	1460
Вес установки, кг	519	1000

 

Установка РИМ-62 (рисунок 1) состоит из контактной мешалки, внутри которой расположены три электронагревательных патрона и паровой змеевик для нагрева масла (их включают в работу в зависимости от того, какой источник тепла есть у потребителя), перемешивающего устройства, скальчатого насоса с электродвигателем и фильтрпресса. Все узлы установки смонтированы на общем металлическом каркасе.

Установка РИМ-62 работает по следующей схеме. Предварительно отстоенное отработанное масло (200 кг) заливают в контактную мешалку и нагревают до 80 ^оС, периодически включая перемешивающее устройство для более равномерного нагрева. По достижении требуемой температуры при непрерывном перемешивании вводят в мешалку отбеливающую глину (или другой порошковый адсорбент). Продолжительность контактирования масла с адсорбентом составляет 30 мин. Затем, не выключая перемешивающего устройства, масло с адсорбентом при помощи скальчатого насоса подают на фильтрпресс.

 

 

Рисунок 1 – Принципиальная схема установки  РИМ-62: Е-1 – емкость с сырьем; Н  – насос; В-1, В-2, В-3, В-4, В-5 – вентиля; М -  контактная мешалка; ФП – фильтр-пресс.

 

Расход  отбеливающей глины зависит от степени  отработанности масла, в основном от кислотного числа. Повышение нейтрализующей способности отбеливающей глины достигается периодической активацией последней газообразным аммиаком или 20%-ным раствором кальцинированной соды. В этом случае резко сокращается расход адсорбента при достаточно высоком эффекте снижения кислотного числа.

В таблице 2 приведены данные о качестве трансформаторного масла, регенерированного  на установке РИМ-62.

 

Таблица 2 – Характеристика трансформаторного масла, регенерированного на установке РИМ-62 5% отбеливающей глины

 

Показатели	Масло
	Свежее (ГОСТ 982-56)	Отработанное	Регенерированное
Кислотное число, мг КОН/г	0,05	0,13	0,04
Число омыления, мг КОН/г	-	0,66	0,55
Зольность, %	0,005	0,008	0,001
Натровая проба, баллы	2	4	2
Общая стабильность против окисления
кислотное число окисленного масла, мг КОН/ г	Не болем 0,35	-	0,29
количество осадка после окисления, %	Не более 0,1	-	0,06
Тангенс угла диэлектрических потерь, %
при 20 оС	Не более 0,3	-	0,17
при 30 оС	-	-	0,20
при 50 оС	-	-	0,30
при 70 оС	Не более 2,5	-	0,50

 

7.2 Установка Р-1000М

 

Разработанная Московским заводом «Реготмас» маслорегенерационная адсорбционная установка Р-1000М (рисунок 2) широко применяется для регенерации трансформаторных, турбинных, индустриальных и других специальных масел, не требующих отгона горючего.

Технологическая схема установки позволяет обрабатывать масла адсорбентами (фильтрация через  слой адсорбента или контактирование), в том числе и  активированными газообразным аммиаком (активацию аммиаком проводят непосредственно в одном из адсорберов установки). Процесс регенерации полунепрерывный.

 

           Рисунок 2 – Принципиальная схема установки Р-1000М:

           Е-1,Е-2 — дополнительная емкости; 2— контактная мешалка; ЭП— электропечь; И — испаритель; ФП — фильтр-пресс; X — холодильник; М — мешалка; Н-1,Н-2— скальчатый насос.