30Ноя

Из за чего турбина гонит масло: Почему турбина гонит или ест масло — причины

Содержание

Турбина гонит масло в интеркулер

Утечка масла является очень частой причиной неисправности турбокомпрессора. В таком случае автовладельцу нужно сразу обращаться в СТО за устранением данной проблемы. В данной статье мы поговорим о том, почему турбина гонит масло в интеркулер, и как предотвратить данное явление.

 

Что такое интеркулер?

 

Интеркулер, по сути, являет собой охладитель. Поскольку турбокомпрессор работает в условиях высоких температур, для бензиновых ДВС это может грозить появлением детонации. Для предотвращения данного явления турбина была оснащена достаточно простым приспособлением в виде интеркулера. Его главная функция – охлаждение поступающего внутрь воздуха. Благодаря этому лучше наполняются цилиндры, а также повышается мощность и производительность мотора.

 

Практика показывает, что при охлаждении воздуха хотя бы на 10 градусов, мощность движка увеличится на 3 %. Кроме этого наблюдается более эффективное сгорание топлива. Стоит отметить, что интеркулер является не только охладителем, но и выступает как препятствие для воздушного потока. Различают устройства с воздушным и водным охлаждением. Первый вариант является самым распространенным, что обусловлено его простотой. Изделие устанавливается между компрессором и впускным коллектором.

 

Почему турбина гонит масло в интеркулер?

 

Если новая турбина гонит масло в интеркулер, значит, нарушена работа подсоса. Не секрет, что даже в исправном состоянии турбокомпрессор расходует определенное количество масла. Оптимальный показатель затрат составляет примерно 1,5-2,5 литра на 1000 км. Если данное значение превышает отметку 3, значит нужно отдавать агрегат на диагностику.

 

Обычно турбина гонит масло в интеркулер по таким причинам:

 

  • • повреждение сливной трубки. На фоне этого масло с трудностями вытекает из турбины, оставшаяся часть выходить через уплотнение в горячую или холодную улитку. Мешать самотеку смазочного материала может закоксованность, а также изгибание сливной магистрали;

 

  • • износ ЦПГ двигателя. Из-за этого происходит прорыв отработанных газов и увеличивается давление в масляном картере мотора. В свою очередь это мешает самотечному сливу смазочного материала, из-за чего турбокомпрессор начинает выгонять масло через уплотнения;

 

  • • неисправность крыльчатки. Устройство выходит из строя из-за присутствующего на валу люфта;

 

  • • износ подшипников;

 

  • • нерабочий вал;

 

  • • недостаточный уровень масла. Он должен находиться между отметками “минимум” и “максимум”. В противном случае будут создаваться благоприятные условия для самотечного слива из турбины. Если во время проверки вы заметили перелив уровня, лучше слить лишнее сырье.

 

При работе турбины крыльчатка не должна контактировать с подшипниками, поскольку при раскрутке масло будет сразу попадать в коллектор. Для предотвращения этой ситуации устанавливаются запорные кольца, которые не допускают утечку масла в большом количестве.

Наличие масла в коллекторе турбины может говорить о засоренности воздушного фильтра или масляных трубок.

 

Как устранить утечку масла?

 

Изначально следует точно определить причину утечки масла, а уже за тем приступать к ликвидации данного явления. Очистку интеркулера обязательно проводят с предварительным монтажом, поскольку без этого невозможно полноценно устранить загрязнения. При этом используются специальные средства, способные растворить маслянистые отложения.

 

Очень важно вовремя определить проблему. В таком случае ремонт обойдется гораздо дешевле.

 

Ниже представлено несколько вариантов устранение и предотвращения утечек:

 

  • • замена воздушного фильтра. Стоит отметить, что фильтр можно менять не дожидаясь его засорения. Устанавливать новое устройство нужно примерно через каждые 9-10 тысяч км пробега;

 

  • • контроль состояния крышки воздушного фильтра и патрубков. При наличии засорений всё нужно хорошо почистить;

 

  • • проверка всех патрубков на предмет герметичности. Если есть какие-либо повреждения, можно использовать хомуты. В сложных ситуациях придется покупать новые запчасти вместо тех, которые были повреждены;

 

  • • своевременная замена смазочных материалов. Это один из самых главных способов профилактики утечек. Он актуален для всех движков, которые оснащены турбокомпрессорами.

 

Не забывайте, что эксплуатация при высоких оборотах вызывает износ турбины или деформацию подшипника вала ротора. При соблюдении рекомендаций по использованию турбин силовой агрегат будет очень долго радовать своей бесперебойной работой.

 

Если вы столкнулись какой-либо неисправностью турбонагнетателя, не спешите обращаться в первую попавшуюся автомастерскую. С помощью информационного портала Birud вы сможете подобрать проверенную организацию и получить качественные услуги.

в чем причина, что делать, как промыть

При осмотре исправности элементов автомобиля водитель может заметить на дизельном моторе, что в интеркулере, который является промежуточным охладителем двигателей с турбонаддувом, имеются следы масла. Тому может быть множество причин, при этом как довольно «безобидных», так и серьезных. В любом случае, нужно определить, почему турбина гонит масло в интеркулер, либо откуда оно вообще там могло взяться.


Оглавление: 
1. Зачем нужен интеркулер
2. Что собой представляет интеркулер
3. Почему масло попадает в интеркулер
4. Как промыть интеркулер после попадания масла

Зачем нужен интеркулер

Для водителей, которые не особо разбираются в конструкции автомобилей, может быть сразу не понятно, для чего предназначен интеркулер. Чтобы понять его назначение, нужно вспомнить из школьного курса физики, что при сильном нагреве детали могут расширяться, а при охлаждении уплотняться и сжиматься.

На моделях двигателей с турбонаддувом воздух при движении преодолевает пространство нагнетателя и приводится в движение с помощью горячих выхлопных газов. Поскольку выхлопные газы имеют высокую температуру, соответственно и воздух нагревается. Это приводит к расширению смеси, из-за чего теряются ее характеристики, и если в подобном виде ее подавать на сгорание, она сгорит не полностью. Соответственно, смесь нужно предварительно охладить, что и входит в обязанности интеркулера. За счет установленного интеркулера:

  • Снижается в целом расход топлива, поскольку оно расходуется более эффективно;
  • Увеличивается мощность двигателя, благодаря тому, что поступает хорошо подготовленное топливо;
  • Уменьшается число токсичных газов в выхлопе.

Обратите внимание: Интеркулеры ранее автопроизводители устанавливали исключительно на дизельные двигатели, где крайне важно, чтобы температура используемой смеси была низкой. Но в данный момент интеркулеры начали устанавливаться и на бензиновые моторы, чаще это происходит не на заводе, а в автомобильных тюнинг-салонах, при повышении мощностных характеристик двигателя.

Что собой представляет интеркулер

Интеркулеры в данный момент используются:

  • Воздушные. Их конструкция напоминает стандартный радиатор. То есть, такие интеркулеры имеют внутри соты, через которые при движении проходит воздух, тем самым охлаждаясь из-за замедления. Такие интеркулеры недорогие, но имеют большие размеры;
  • Жидкостные. Подобные интеркулеры устанавливаются вместе с собственным насосом и «мозгами». Они занимают меньше места, но значительно дороже, поэтому практически не используются в массовом автомобильном сегменте.

Стоит отметить, что независимо от того, какой интеркулер установлен, все равно водитель может столкнуться с ситуацией, когда он обнаружит в нем масло.

Почему масло попадает в интеркулер

Обнаружив масло в интеркулере, нужно в кратчайшие сроки определить причину неисправности. Это могут быть как незначительные поломки, так и серьезные проблемы, способные привести к более серьезным повреждениям рабочих агрегатов двигателя. Рекомендуем действовать по следующему сценарию, чтобы определить, почему масло попало в интеркулер:

  1. Первым делом убедитесь, что сливной маслопровод, находящийся между турбиной и картером мотора, не изогнут и не имеет заметных повреждений. Если он излишне изогнут, это приводит к повышению давления, что вытекает в продавливание маслом уплотнительных колец. Как следствие, оно попадает в интеркулер. Если проблема в маслопроводе, его потребуется выпрямить и закрепить, либо заменить, в зависимости от ситуации;
  2. Когда проблема связана не с маслопроводом, нужно проверить воздуховод на наличие трещин и отверстий. Если они имеются, его потребуется заменить;
  3. Далее обязательно проверьте фильтр, возможно, он сильно загрязнен и не способен пропускать нужно количество воздуха. При сильном загрязнении фильтра его необходимо заменить.

Выше рассмотрены довольно простые проблемы, обнаружить и устранить которые водитель может самостоятельно, чтобы предотвратить попадание масла в интеркулер. Однако причины его там появления могут быть и более серьезные, например, нарушение сообщения с картером мотора. Чаще всего это возникает из-за образования засоров в сливном маслопроводе. При этом засоры могут быть разного характера, например, образованные нагаром. Чтобы решить проблему, потребуется снять с автомобиля сливной маслопровод, тщательно его очистить и установить на место. Важно в процессе очистки не повредить стенки трубки.

Еще одна причина, почему масло оказывается в интеркулере – это его высокий уровень. Если масло поднимается выше уровня дренажного патрубка, турбина будет направлять его в интеркулер. Если водитель просто налил много масла, излишки потребуется слить, но гораздо чаще причиной такой проблемы является нарушение вентиляции картера, например, из-за прохудившихся уплотнительных колец в цилиндро-поршневой группе. Когда такая проблема имеет место быть, отработанные газы направляются в картер и выталкивают через сливную трубку масло. В таком случае потребуется ремонт двигателя с заменой уплотнительных колец.

Как промыть интеркулер после попадания масла

После определения и устранения причины, которая приводит к попаданию масла в интеркулер, необходимо также выполнить очистку самого интеркулера, перед тем как продолжить эксплуатацию автомобиля. Если масло не удалить, оно будет попадать в воздух, следующий через радиатор. Тем самым, частицы масла окажутся в топливовоздушной смеси, что в целом скажется на качестве работы двигателя. Вместе с тем, снизится качество охлаждения интеркулером проходящего воздуха.

Обратите внимание: В редких случаях оставшееся масло в интеркулере, при высоких температурах, может загореться.

Чтобы очистить интеркулер от скопившегося масла, необходимо его снять с автомобиля. Если используется жидкостный интеркулер, лучше обратиться к специалистам или инструкции по снятия конкретной модели. Когда речь идет о воздушном устройстве, снять его можно очень просто – достаточно разжать хомуты и открутить несколько болтов.

Далее следует прочистить интеркулер. Для этого можно использовать специализированные средства (информация о которых должна быть указана в инструкции по эксплуатации автомобиля), либо допустимо применение универсальных автомобильных средств, например, Profoam 2000.

Важно: Если в инструкции по эксплуатации автомобиля не указано, что чистку интеркулера можно производить бензином, а также различными растворителями (уайт-спирит), применять их нельзя. Вероятнее всего, использование подобных средств приведет к необратимому повреждению устройства.

После того как интеркулер будет очищен от остатков масла, очистите его от оставшегося чистящего средства дистиллированной водой.

Обратите внимание: Воду нельзя подавать под высоким давлением, иначе это приведет к повреждению сот интеркулера.

Далее просушите интеркулер (можно оставить его сушиться на несколько часов, либо продуть феном). При продувании феном установите минимальную температуру и минимальное давление, чтобы не повредить устройство.

Когда интеркулер будет высушен, установите его обратной на автомобиль.

Загрузка...

Турбина гонит масло в интеркулер: причины и последствия

Статистика, которая знает все, говорит о том, что машин с турбированными силовыми установками становится все больше. И это нормально, их использование несет прямые и косвенные выгоды автовладельцу. Применение турбирования позволяет более рационально использовать топливо. Использование турбин позволяет увеличить мощность двигателя без изменения объема камеры сгорания. Это достигается за счет использования сжатого воздуха, нагнетаемого турбиной.

Содержание статьи

Основной недостаток в работе турбины

Опыт использования турбированных двигателей показывает, что эти агрегаты имеют ряд технических проблем. И одна из них — это течь масла из турбины. И тут надо сказать, что замена турбины не всегда помогает ее устранить. Почему турбина гонит масло? В чем первопричина этой неполадки?

Масло вытекает из турбины только по одной причине — высокого давления. Для проталкивания воздуха ей приходится прикладывать большее усилие. Именно это и служит причиной того, что через подшипники скольжения начинается течь масла.

Что необходимо сделать для нормализации давления?

Для этого, при монтаже турбинного агрегата, необходимо выполнить определенные действия, в частности:

  1. Выяснить состояние фильтра, в случае если он загрязнен необходимо его или прочистить, или заменить.
  2. Необходимо проверить состояние коробки воздушного фильтра и заборного патрубка. В случае необходимости их надо будет прочистить.
  3. Выяснить насколько герметична коробка и крышка фильтра. В случае ее нарушения во внутренние части турбины могут попасть посторонние частицы и это рано или поздно приведет ее к выходу из строя.
  4. Кроме, вышеперечисленных операций необходимо прочистить все патрубки, установленные в этом агрегате. При сборке необходимо проследить, чтобы внутрь не попали посторонние частицы.

Важно! Если было принято решение о замене турбинного агрегата и не были проведены указанные мероприятия, то вероятность того, что установленная турбина начнет сочиться маслом.

Дополнительные операции, которые необходимо выполнить при обслуживании или замене турбины:

Необходимо заменить моторное масло, залитое в двигатель. Все дело в том, посторонние частицы которые находятся в масле рано или поздно осядут на поверхности подшипников и компрессор через какое-то время будет заклинен.

 Важно! Во избежание попадания в масло посторонних частиц недопустимо применять герметизирующие составы. Со временем они высыхают и начинают разрушаться, образуя при этом мелкие твердые частицы.

К сожалению, не все автомобильные слесаря знают и выполняют указанные выше операции. Поэтому приобретая турбину в специализированном магазине необходимо взять инструкцию по монтажу, изучить ее самому и потребовать от механика, устанавливающего компрессор ее четкого соблюдения. При этом не особо важно, компрессор будут заменять в «поле» или на станции технического обслуживания.

Интеркулер — что это?

Работу турбины сопровождает обильное выделение тепла, это приводит к следующим последствиям:

  • снижается эффективность работы, для сжатия разогретого воздуха необходимо приложить большие усилия;
  • высокий износ узлов и деталей конструкции.

Высока температура и износ деталей и служил основной причиной выхода из строя компрессора. Инженеры придумали выход из этой ситуации и был разработан интеркулер. Его главная задача — обеспечение снижение температуры компрессора до оптимальных величин, например, до 50 — 60 градусов Цельсия.

По внешнему виду это устройство напоминает радиатор охлаждения, по сути, которым он и является.

Использование этого устройства охлаждения приводит к снижению производительности компрессора, так как его устанавливают на пути движения воздуха — это приводит к снижению параметров давления воздуха.

Виды интеркулеров

В автомобилестроении используют два типа этих охлаждающих устройств:

  • воздушный;
  • жидкостный.

В первом исполнении охлаждение происходит за счет потока воздуха. Во втором для снижения температуры компрессора используют охлаждающие составы.

Охладители, относящиеся к первому типу, получили самое широкое распространение. Их устанавливают практически на всех серийно выпускаемых двигателях.

Почему турбина часто гонит масло в интеркулер?

Чтобы ответить на этот вопрос и узнать причины из-за которых турбина гонит масло, необходимо провести тщательную диагностику компрессора авто. Это необходимо сделать как можно быстрее. Лучше всего диагностику проводить на станции технического обслуживания.

Масло применяют для уменьшения трения между деталями компрессора. В противном случае произойдет быстрый их износ и как следствие будет необходимо их заменять. Масло поступает в турбину из двигателя. Кстати, его надо менять несколько чаще чем предусмотрено в технической документации.

При обнаружении масла в интеркулере компрессора автомашину необходимо загнать на смотровую яму или на гидравлический подъемник. Затем необходимо демонтировать защиту картера двигателя и внимательно осмотреть открывшиеся внутренности для обнаружения дефектов. Для осмотра необходимо максимально полное освещение.

Основные причины наличия масла в интеркулере

Среди базовых причин можно назвать следующие:

 Дефекты маслопровода

Необходимо оценить вид и состояние маслопровода. Он размещен между картером силовой установки и турбиной. Через него масло поступает из картера в компрессор.Для производства этой трубки, достаточно сложной формы, применяют сталь, которая должна оказывать большое сопротивление деформации. Но воздействие внешних факторов может привести к изменению ее формы и как следствие к нарушению ее нормальной работы. То есть снижается пропускная способность и того количества масла, поступающего через нее не хватает для эффектной работы компрессора. Это приводит к росту давления масла и в результате турбина гонит масло в интеркулер

При осмотре необходимо обратить на внешний вид маслопровода. Если заметны следы деформации, то необходимо его заменить.

Грязь в маслопроводе

Чем старше автомашина, тем больше можно найти явных и скрытых неполадок. К ним относят и попадание моторного масла в охладитель турбины. Еще одной причиной этого может быть наличие грязи в маслопроводе. С течением времени и использования не вовремя замененного масла приводит к образованию на внутренней полости наслоений, которые, в свою очередь, заужают рабочий диаметр маслопровода. Что, разумеется, приводит к скачку давления масла во впускном коллекторе. Устранить этот дефект просто. Необходимо демонтировать маслопровод и тщательно его промыть. Для этого можно использовать различные моющие средства. При этом целесообразно заменить масло в двигателе.

Повреждение воздуховода

При эксплуатации автомобиля может произойти всякое, в том числе и повреждение воздуховода. Таким образом, в его корпусе могут появиться трещины, которые способствуют созданию зоны разряжения, то есть с пониженным давлением. Наличие такой зоны приводит к тому, что масло, из объема с высоким давлением устремляется туда где оно имеет меньший размер.

Под воздействием масла, начинается разрушение прокладок и уплотнений. Таким образом, зона низкого давления расширяется и это приводит к тому, что засорение интеркулера маслом происходит лавинообразно.

Если повреждения носят некритичный характер, то их можно исправить, если нет, то эту деталь необходимо заменить, причем при этом не стоит затягивать время, так как вырастут расходы на очистку турбокомпрессора.

Загрязнение фильтра

Некоторые автовладельцы пренебрегают значение чистоте воздушного фильтра. А между тем ему принадлежит ведущая роль в обеспечении штатной работы турбонаддува. Воздух в котором содержатся механические вкрапления, микрочастицы масла может привести к нарушению в работе компрессора. Если воздушный фильтр не может выполнить качественную очистку поступающего воздуха и подачу его в необходимом объеме, то в результате произойдет образование зоны низкого давления, к чему это приводит, было рассказано в предыдущем разделе, т.е турбина погонит масло в систему охлаждения. Водитель по обыкновению не замечает течения этого процесса, а между тем процесс попадания масла в компрессор набирает обороты.

Последствия загрязнения интеркулера

Наличие масла в приводит к снижению качества охлаждения системы наддува, что в итоге приведет к перегреву компрессора. Этого можно избежать поняв почему турбина компрессора гонит масло в интеркулер.

Как определить, берёт ли турбина масло

Почему турбина гонит масло в интеркулер?

Здравствуйте, уважаемые гости и читатели автомобильного блога Автогид.ру. Мы встречаемся с вами для того, чтобы узнать почему турбина гонит масло в интеркулер и причины явления. Распространённая проблема среди различных марок дизельных автомобилей. В обычном состоянии интеркулер, не должен контактировать с моторным маслом. Надо искать причину неисправности.

Появление моторного масла в интеркулере, симптомом указывающий, что в системе турбонаддува автомобиля произошёл сбой. Нужно обратить внимание, иначе серьёзной поломки не избежать.

Попадание моторного масла в интеркулер сопровождается провалами мощности автомобиля. Использовать машину до проведения диагностики и поиска причины возникшей проблемы не желательно.

В конце статьи ждёт интересное видео, как очистить турбину и интеркуллер от масла без демонтажа. Оно дополнит текстовый материал и позволит лучше разобраться в проблеме. Приятного просмотра.

Что такое интеркулер?

За последние годы количество турбированных моторов повышается. Они выгодны для водителя. Турбированные агрегаты эффективно используют топливо и увеличивают мощность без повышения объёма двигателя.

Силовые установки с использованием турбин получили, второе дыхание. Использования сжатого воздуха турбиной мотор получает неплохое прибавление мощности.

В процессе работы турбина существенно нагревается. Это сказывается на качестве её работы (горячий воздух сложнее сжать) и механизм быстрее изнашивается. Первые турбокомпрессоры быстро выходили из строя по этой причине. Они не выдерживали высоких температур, и материал изнашивался.

Для охлаждения турбины придумали интеркулер. Главная задача задача устройства заключается в понижении температуры турбокомпрессора до приемлемых величин. Интеркулер охлаждает турбину до 50-60 градусов.

По внешнему виду интеркулер напоминает радиатор охлаждения и задачи сходные. При использовании интеркулера пришлось пожертвовать мощностью турбины. Интеркулер сдерживает потоки воздуха, играя роль барьера. Это сказывается на снижении давления наддува.

В турбированных моторах интеркулеры бывают 2 типов:

Воздушники – для охлаждения турбины используют потоки воздуха.

Жидкостники – для снижения температуры турбокомпрессора используют охлаждающую жидкость.

За счёт простой конструкции и надёжности воздушники получили широкое распространение. Они используются в массе автомобилей с турбированными моторами.

Если турбина начинает гнать масло в интеркулер, значит, турбокомпрессор нуждается в диагностике. Требует пристального внимания специалистов по ремонту. Тянуть не стоит, так как промедление увеличивает расходы на выполнение ремонта.

Почему турбина гонит масло в интеркулер?

Моторное масло используется для снижения трения между рабочими элементами турбокомпрессора. Иначе они за незначительный период эксплуатации автомобиля приходят в негодность и требуют замены. Турбина сообщается с мотором для получения масла. Специалисты рекомендуют на турбированных моторах чаще его менять.

При первых признаках появления масла в интеркулере турбокомпрессора нужно автомобиль поднять на подъёмнике или загнать на смотровую яму. Снять защиту двигателя и внимательно осмотреть для определения причины неисправности. Используется переноску для полноценного освещения передней части днища автомобиля.

Причины попадания масла в интеркулер:

Деформация сливного маслопровода

Оценивается внешний вид и состояние сливного маслопровода. Размещается между картером двигателя и турбиной. Обеспечивает доставку моторного масла из картера к турбокомпрессору.

Представлен в форме изогнутой прочной трубки. Для изготовления используют прочный стальной материал исключающий деформацию. Внешние факторы заставляют маслопровод изменить форму и его функции нарушаются.

Не может оперативно доставлять необходимое количество моторного масла турбине. Деформация снижает пропускную способность и повышает давление в системе.

Высокое давление ищет пути выхода. Масло через уплотнительный материал проникает в интеркулер. Внимание обращают на внешнее состояние маслопровода. Если нельзя вернуть первоначальный вид, требуется замена.

Загрязнение маслопровода

Чем старше автомобиль, тем больше он имеет болячек (неисправностей). В турбированных автомобилях при длительном использовании турбина начинает гнать масло в интеркулер. Причины этого явления могут быть в загрязнённом маслопроводе.

Внутренняя поверхность под влиянием времени и нарушениями интервалов замен масла обрастает отложениями. Нарушается пропускная способность маслопровода. Избыточное давление выталкивает масло в интеркулер.

Для устранения неисправности демонтируется маслопровод и очищается. Действия совмещают с очередной заменой моторного масла. Эффект от процедуры будет максимальным.

Повреждение воздуховода

При использовании машины произошло повреждение воздуховода и турбина начинает гнать масло в интеркулер. В воздуховоде начинают появляться трещины и прочие повреждения. Вызваны внешним механическим воздействием. Образуется зона разрежения.

Зона разряжения притягивает моторное масло и закидывает в интеркулер. Уплотнительный материал начинает разрушаться. Загрязнение интеркулера маслом происходит высокими темпами.

Незначительные повреждения воздуховода ремонтируются. Когда зона повреждения значительная, без замены просто не обойтись.

Загрязнение воздушного фильтра

Владельцы турбированных автомобилей не придают значения загрязнению воздушного фильтра. Он играет решающую роль в обеспечения эффективной работы турбокомпрессора.

Качественная подача очищенного воздуха важна для нормальной работы турбины. Загрязнённый и недостаточно очищенный воздух вызывает нарушения в работе.

Забитый пылью и грязью фильтр не пропускает необходимое количество воздуха. Образуется зона разрежения, втягивающая моторное масло в интеркулер. Процесс незаметен для водителя, но  загрязнении фильтрующего элемента он усиливается.

Если нет возможности приобрести воздушный фильтр его можно очистить. При первой возможности меняют фильтр. Риск попадания масла в интеркуллер снижается.

Как устранить последствия попадания масла в интеркулер?

Большое количество масла, попавшее в интеркулер, ухудшает эффективность работы. Снижается уровень охлаждения турбины и она перегревается.

Когда причина попадания масла в интеркулер устранена, приступают к его очистке. Некоторое количество моторного масла, смешиваясь с воздухом, попадает в камеру сгорания мотора. Увеличивался расход топлива и мощность мотора снижается.

Для удаления моторного масла из интеркулера он демонтируется. Можно очистить не снимая, но качество удаления масла будет низким.

Демонтаж интеркулера требует разбора передней части автомобиля до мотора. Процесс отнимает много времени, если процедуру ранее не приходилось выполнять.

Проблем с демонтажем интеркулера воздушного типа охлаждения не возникает. Если тип охлаждения водяной обращаются к специалистам. Повреждение трубопроводов, подводящих жидкость для охлаждения приводит к дорогостоящему ремонту.

Когда демонтаж интеркулера выполнен приступают к очистке. Использовать агрессивные химические вещества (бензин и различного рода растворители) не рекомендуется. Они могут вызвать повреждение материала интеркулера. Повреждённые места могут стать причиной развития коррозии.

Для очистки интеркулера используются чистящие химические вещества. Можно приобрести в магазине, торгующем автохимией. Эффективно удаляют масленые загрязнения.

Первоначально наноситься на поверхность интеркулера чистящее средство. Надо выждать некоторое время и потом смыть под небольшим напором воды.  Перед установкой интеркулера на место его сушат.

Когда турбина гонит масло в интеркулер, надо искать причину этой неисправности. Игнорирование приводит к серьёзной поломке и дорогостоящему ремонту. Реагировать надо оперативно и если не получается обращаются к специалистам.

Почему турбина гонит (кидает) масло в интеркулер? Причины здесь

Назначение интеркулера

С момента появления двигателей внутреннего сгорания конструкторы работали над повышением их мощности. Они шли двумя путями - увеличением подачи горючего и объёма цилиндров. Сначала появились большие моторы с большой мощностью. Но количественный рост возможен до определённых величин, дальше ДВС будет возить сам себя, а не машину. И в легковое авто не установишь мотор грузовика. Поэтому пробовали не изменяя объём двигателя, увеличить подачу топлива. Топливный насос легко справляется с этой задачей. Но для эффективного сгорания необходим дополнительный воздух. В обычный двигатель он самостоятельно всасывается в цилиндр из атмосферы. Поступление воздуха в этом случае ограничено. Такие двигатели называют атмосферными и увеличение подачи топлива ведёт лишь к незначительному повышению мощности. Изобретение турбонаддува решило эту проблему и мотор получил дополнительный объём воздуха.

Турбина на ДВС появилась еще в начале ХХ века. Инженеры заставили выхлопной газ раскручивать лопасти, вращать компрессор и нагнетать дополнительный воздух в цилиндры. С помощью наддува улучшилось качество сгорания топливо – воздушной смеси. Поэтому при повышении мощности двигателя расход топлива не вырос. Первый турбо двигатель получил мощность на 120% больше атмосферного собрата. Сначала их применение ограничивалось судостроением и авиацией. Так было до начала 1960-х годов.

Турбины и интеркулеры, как впрочем очень многие нововведения, появились в автомобилях благодаря автоспорту. Тяга к скорости и победам привели к установке на автомобили турбонагнетателей. При равном объёме, современный спортивный двигатель с турбонаддувом имеет в три раза большую мощность и крутящий момент.

Но, повысив мощность инженеры получили проблему, связанную теперь уже с качеством воздуха. Он нагревается дважды – горячей турбиной и из-за сильного сжатия. Получается, что чем сильнее давление, тем выше температура воздуха. Двигатель просто начинает «задыхаться» и плюсы турбонаддува превращаются в минусы. Двигатель в таком режиме сильнее греется, перерасходует топливо, теряет мощность и может детонировать.

Охладить воздух и уменьшить нагрев подаваемой в цилиндры топливо - воздушной смеси помог интеркулер. Как и всё гениальнее он прост и похож на обычный радиатор охлаждения. Устанавливается между турбиной и впускным коллектором. Проходя через него горячий воздух от турбины охлаждается и поступает в цилиндры с температурой 50 – 60 °C. Прохладным воздухом двигателю легче «дышится», поэтому установка охладителя может прибавить до 20% мощности.

По типу охлаждения интеркулеры различаются на два вида – воздушного и водяного.

Воздушный - это набор трубок через которые проходит воздух. Отводят тепло медные или алюминиевые пластины которые «нанизаны» на трубки. Конструкция проста и надежна. Но не лишена недостатков. Такой интеркулер имеет достаточно большие габариты и ему постоянно необходим обдув. Поэтому чаще всего располагают в бампере или перед радиатором охлаждения двигателя. В бампере делают отверстия для встречного потока воздуха.

В водяном, трубы заключены в теплообменник и охлаждаются жидкостью. Для него требуется ещё установка радиатора, насоса, труб и устройства управления. Сложная конструкция и специфика эксплуатации сделали его не очень популярным. Жидкостный приходит на помощь только, когда невозможно установить громоздкий воздушный.

Почему турбина гонит масло в интеркулер

Механизмы турбины работают на высоких оборотах и требуют хорошей смазки. Масло поступает из системы двигателя, смазывает узлы турбины и потом сбрасывается в картер. Именно это масло при неблагоприятных обстоятельствах, и может попасть в интеркулер.

Никому из автовладельцев не хочется услышать от мастера: Турбина погнала масло. Это значит, что устройство приходит в негодность и скоро потребуется ремонт или замена. Казалось бы, виновата сама турбина. Но это не так. Скорее всего её подвели помощники, по которым поступают масло и воздух. Турбина очень сложный и капризный механизм, работающий на больших оборотах. Что бы она хорошо справлялась с обязанностями нужны чистые масло и воздух, в достаточных количествах и под оптимальным давлением. Поэтому первым делом нужно обратить внимание на маслопровод, воздуховод и воздушный фильтр.

Деформация сливного маслопровода

Выяснить эту причину замасливания проще других. Достаточно осмотреть маслопровод. По нему смазка сбрасывается в картер двигателя. Если трубка пережата, деформирована или неправильно изогнута, то масло по ней плохо отходит из подшипникового узла. Оно просачивается через уплотнители в корпус турбины и нагнетается через интеркулер в цилиндры. В этом случае простая замена недорогой трубки убережёт от дорогостоящего ремонта.

Загрязнение маслопровода

Масло из турбины стекает в картер самотёком. Поэтому даже простое загрязнение трубки приводит к затруднению слива и повышению давления в узлах турбины. Причинами могут быть:

  • использование некачественного масла
  • несвоевременная замена
  • плохой герметик
  • неправильно установленные прокладки

Под воздействием температуры грязные и дешёвые масла образуют нагар на внутренней поверхности и забивают маслопровод. Плохо установленные прокладки перекрывают входные отверстия. Герметик под воздействием температуры может попасть в трубку. Поэтому нужно использовать рекомендованное автопроизводителем масло и своевременно его менять. При монтаже маслопроводов применять термо и маслостойкие герметики. Внимательно и аккуратно устанавливать прокладки под фланцы. А загрязненный маслопровод необходимо снять и промыть.

Неисправный воздуховод

Воздуховод это обычная резиновая трубка, которую можно проколоть, порвать, пережать или прожечь. Его неисправность нарушит работу турбины и вызовет появление масла в интеркулере. Обычно воздуховод легко доступен и осмотр не вызывает затруднений. Любые повреждения свидетельствуют в пользу покупки нового. Стоит он недорого и меняется легко.

Критическое загрязнение воздушного фильтра

Воздух поступающий в двигатель загрязнен пылью, абразивом, выхлопными газами и прочими вредными частицами. Вся грязь скапливается на воздушном фильтре и он успешно справляется с обязанностями до определённого времени. Засорение фильтра атмосферного ДВС ведет к потере мощности и перерасходу топлива. В турбо моторах к этим проблемам может добавиться появление масла в интеркулере.

Грязный фильтр затрудняет поступление воздуха и на входе в турбину создаётся разрежение. Разрушаются уплотнители, и масло поступает в камеру нагнетания. Турбина начинает гнать его через охладитель в цилиндры.

Турбированные двигатели потребляют много воздуха, поэтому фильтр забивается чаще обычных и требует повышенного внимания.

Очистка

Грязный интеркулер не пропускает воздух и нивелирует работу турбины. Поэтому после устранения неисправностей его необходимо очистить. Это можно сделать только демонтировав охладитель. При очистке нежелательно применение бензина, керосина, уайт-спирита и подобных веществ.

Для промывки нужно приобрести специальный очиститель масляного нагара. Важно, что бы он не был агрессивен к материалу из которого изготовлен интеркулер. Что бы промыть, нужно следовать инструкции очистителя. Затем необходимо промыть охладитель проточной водой без напора. Скорее всего потребуется пять – шесть промывок, прежде чем из трубок потечёт чистая вода. Остатки воды выгоняют воздухом. Она ни к чему в системе питания двигателя. Давление компрессора должно быть минимальным. После этого чистый и сухой кулер можно ставить на двигатель.

О важности своевременной диагностики

Масло в системе питания двигателя приводит к фатальным последствиям. Это поломка турбины, закоксовывание колец, прогорание поршней и клапанов и прочие неприятности. Даже небольшое появление масла в интеркулере должно насторожить владельца. Необходимо прекратить эксплуатацию авто и провести диагностику. Это убережёт от замены агрегатов и дорогостоящего ремонта двигателя.

Попадание масла в интеркулер - распространенная неисправность турбированных моторов. Она вызвана особенностями конструкции и работы турбины. Неприятный симптом, который сигнализирует, что двигателю нужно уделить пристальное внимание. Просто так эту проблему оставлять нельзя. Если самостоятельная диагностика не прояснила ситуацию, нужно обратиться к профессионалу.

Какие основные неисправности турбонадува?

Турбина «гонит» или «кидает» масло. Такое можно порой услышать от автомобилистов, которые озабочены внешними проявлениями моторного масла на выходе компрессора из турбины. И, знаете, не зря. Своевременное принятие мер, направленных на устранение замеченных неполадок, существенно продлит эксплуатационный срок этому важному агрегату автомобильного двигателя. Потому что, если турбина уже начала есть масло, тогда стоит ожидать скорой потери мощности и неизбежной замены турбокомпрессора. Долив масла необходимо осуществлять каждую тысячу километров.

Появившееся на выходе из турбокомпрессора масло не стоит сразу связывать с износом его уплотнительных соединений. Даже в исправном турбокомпрессоре в улитках турбины всегда имеется зона с избыточным давлением, которое не даёт подниматься маслу выше уплотнительных уровней. Придётся заняться поиском причин за пределами корпуса оси с узлом подшипников турбокомпрессора.

Назначение автомобильной турбины

Турбина автомобильного силового агрегата представляет собой специальное приспособление, которое разработано для достижения необходимой мощности силового агрегата. Своевременная подача кислорода в камеру сгорания увеличивает приёмистость двигателя и его тягу. Безусловно, в процессе сжигания топлива наблюдается сильная нехватка воздуха, из-за чего эффективность и коэффициент полезного действия двигателя существенно снижаются. Именно для того, чтобы увеличить вышеупомянутые параметры, современные транспортные средства оснащаются турбинами.

Основные причины поломки

Если Вы только заметили неисправности в турбокомпрессоре, либо появились некие подозрения на это, тогда двигатель эксплуатировать нельзя, так как это вполне может привести к тому, что он полностью выйдет из строя.

1. Повреждения после удара

Из-за попадания посторонних предметов в воздушно-газовый тракт отчётливо прослеживаются повреждения крыльчаток турбокомпрессора. Когда Вы будете монтировать новый или отремонтированный турбокомпрессор на свой автомобиль, проверьте сначала каналы, что всасывают воздух и каналы, а также те, что отводят выхлопные газы. Ни при каких обстоятельствах не выравнивайте лопасти, ибо это приведёт к их поломке в процессе дальнейшей их работы. Категорически воспрещается эксплуатировать турбокомпрессор, у которого повреждены лопасти. Если холодная крыльчатка повреждена, это, без сомнений, свидетельствует о попадании постороннего предмета во входной тракт силового агрегата, будь то болт, тряпка, гайка либо случайный предмет;

Если повреждена горячая крыльчатка, это указывает на разрушение элементов двигателя: поршней, клапанов, сёдел клапанов, выходного коллектора и прочих.

2. Загрязнённое масло

Масло, которое загрязнено, ведёт к повреждению пар трения турбины компрессора в форме абразивного износа продуктами коксования масла либо абразивными частицами. Для того чтобы предотвратить повреждения, необходимо применять масла и фильтры гарантированно высокого качества. А также необходимо их своевременно заменять согласно предписаниям завода-изготовителя.

Повреждения, которые имеют место быть вследствие загрязнённого масла, могут иметь следующие причины:

- масляный фильтр повреждён, засорён либо вовсе бракован;

- попадание загрязнений во время ремонтных работ;

- обходной клапан масляного фильтра неисправен;

- масло низкого качества с коксующимися образованиями.

3. Недостаток моторного масла

Если доступ масла прервался на краткий либо длительный срок, это приведёт к сильному износу, а иногда и к сильному перегреву на поверхностях пар трения турбокомпрессора. Происхождению этого явления способствуют следующие причины:

- турбокомпрессор был заменён без предварительного заполнения системы смазки;

- замена фильтра и масла;

- длительный простой;

- непрофессиональный старт силового агрегата, особенно в холодную пору года;

- из-за неисправностей в системе смазки давление масла сильно понижено;

- попадание антифриза или топлива в масло;

- турбокомпрессор эксплуатируется с изношенным двигателем;

- применение герметика на фланцах масляных каналов;

- оборвался маслопровод;

- недостаточный уровень масла в поддоне.

4. Перегрев турбины

Отказ турбокомпрессора в результате воздействия высоких температур отработанных газов или отключение силового агрегата без достаточного времени для остывания турбокомпрессора приводит к образованию нагара. Поэтому перед тем как остановить двигатель, необходимо дать ему немного поработать на холостом ходу, чтобы он остыл. Работа турбокомпрессора в условиях экстремальных температур ведёт к закоксовыванию масла и коррозии подшипников. Серьёзные повреждения при этом возникают на валу, его подшипниках и уплотнениях. Причины этого:

- засорение воздушного фильтра;

- остановка мотора без работы его на холостом ходу перед его отключением;

- некачественное масло;

- большой временной промежуток между заменами масла;

- неплотно соединённые каналы подводов воздуха и отводов отработанных газов;

- топливный насос, который не предусмотрен заводом-производителем;

- некондиционное топливо низкого качества.

Все причины отказа, которые были перечислены выше, могут привести к полному или частичному разрушению турбины компрессора. При этом разрушается ротор, разрушается горячая и холодная улитка кусками того самого ротора среднего корпуса. В данном случае очень трудно определить истинную причину выхода турбокомпрессора из строя. Неисправный либо полностью разрушенный турбокомпрессор может стать следствием отказов и неисправностей в системе регулирования степени наддува мотора.

Причины, по которым турбина гонит масло

1. Повышенный уровень масла в двигателе

2. Повышенное давление в картере, что возникает в результате износа поршневой группы двигателя, засора вентиляции картера.

3. Засор сливного патрубка турбокомпрессора

4. Использование герметиков и прокладок между турбокомпрессором и маслосливным патрубком, которые уменьшают диаметр маслосливного патрубка.

5. Забит или засорён воздушный фильтр

6. Вытекает масло из турбокомпрессора при долгой работе двигателя на низких и холостых оборотах.

7. Забитый катализатор (нейтрализатор выхлопных газов)

У вышеперечисленных пунктов имеются смежные ответы. Во всех этих случаях мы имеем дело с препятствием на пути слива масла из турбокомпрессора. Масло под высоким давлением подаётся в корпус турбокомпрессора через маслоподающую магистраль. Масло, проходя на большой скорости через подшипники, смешивается с выхлопными газами и воздухом. На выходе масло, смешиваясь с воздухом и выхлопными газами, уже превращается в некую масляную пену, которая под воздействием силы тяжести сначала течёт вниз корпуса турбокомпрессора, а затем в поддон силового агрегата по сливной магистрали.

Если на пути пены окажется какое-либо препятствие, то она соберётся в корпусе турбокомпрессора. Когда масляная пена превзойдёт уровень уплотнений, масло будет поступать в корпуса турбинного и компрессорного колёс через промежутки в уплотнительных кольцах. В данном случае следует убедиться в том, что сливная гидролиния находится в вертикальном положении, и что у неё нет загибов, в которых может собираться масло. Также убедитесь в том, что маслосливная гидролиния соединяется с двигателем в таком месте, которое не создаёт дополнительного сопротивления току масла и находится на более высоком уровне, чем масло в картере. Далее проверьте состояние поршневой группы и вентиляции картера.

Заблуждение про уплотнения турбокомпрессора

Ошибочным представлением о турбокомпрессоре является суждение о назначении уплотнений со сторон турбинного и компрессорного колёс. Основное назначение этих уплотнителей заключается в предотвращении попадания газов под высоким давлением в турбокомпрессорный корпус, а затем далее в картер двигателя. Факт того, что эти уплотнения не пропускают масло в корпуса турбинного и компрессорного колёс, не первичен. Турбокомпрессоры некоторых моделей производятся без уплотнителей со стороны турбинного колеса. Зачастую случаи утечки масла из турбокомпрессора не являются следствием нарушенных уплотнений, хотя возможны и исключения из этого правила.

Масло на выходе из компрессорной части турбокомпрессора

Воздушный фильтр сухого типа после продолжительной эксплуатации забивается различными абразивными частицами, его сопротивление увеличивается, а в следствии, давление в нём падает ещё стремительнее. Возникает небольшой вакуум на входе в компрессорную часть турбокомпрессора. Этот вакуум никоим образом не способствует утечке моторного масла, если двигатель подвержен средним и большим нагрузкам, потому что за компрессорным колесом присутствует избыточное давление.

При малых нагрузках двигателя и холостых оборотах вакуум образовывается как на входе в компрессор, так и на выходе из него. Если это продлится некоторое время, то масло будет высасываться из корпуса турбокомпрессора и попадать во впускной коллектор силового агрегата. Решение этой проблемы достаточно простое. Нужно чаще заглядывать под капот и проверять воздушный фильтр, либо можно установить датчик между турбокомпрессором и воздушным фильтром, который будет сигнализировать о том, когда требуется замена фильтра.

Подобная утечка масла из турбокомпрессора может случиться и по причине долгой работы двигателя на холостых оборотах, когда турбокомпрессор не создаёт давления, а двигатель использует воздух. В таком случае создаётся разрежение между фильтром и турбиной, именно оно и высасывает масло из турбины.

Забитый катализатор (нейтрализатор выхлопных газов)

В данном случае возникает избыточное давление выхлопных газов со стороны части турбины турбокомпрессора. В свою очередь, она способствует увеличению аксиальной нагрузки на турбокомпрессорный ротор, что приводит к изнашиванию осевого подшипника и выходу уплотнений из допусков. Правда, в данном случае не обойтись, увы, без ремонта турбокомпрессора.

Что сделать, чтобы турбина не гнала масло?

Если из турбины мотора начинает вытекать масло, это означает, что она требует немедленной замены. В большинстве случаев, выполнение качественного ремонта турбокомпрессора невыполнимо. Если же подобное и можно сделать, то стоимость такого ремонта сравнима с приобретением новой турбины. Поэтому, как только Вы заметили первые признаки утечки масла, необходимо незамедлительно обратиться к специалистам на станцию технического обслуживания.

Как предотвратить течь масла через турбину?

Для предотвращения возникновения утечки масла через турбокомпрессор необходимо полностью искоренить возникающее избыточное давление. Специалисты настоятельно советуют выполнять следующие профилактические действия:

1. Проверка воздушного фильтра

Убедитесь в том, что он не засорился. Если он забился мусором и пылью, следует его безотлагательно заменять. Обязательно следует осмотреть и заборный патрубок, и коробку воздушного фильтра на предмет засорения.

2. Проверка герметичности коробки воздушного фильтра

Через неплотно прилегающие соединительные элементы воздухозаборной системы двигателя возможно попадание мелких песчинок, которые могут привести к повышенному износу рабочих элементов турбокомпрессора.

3. Промывка и очистка патрубков

Рекомендуется выполнить очистку патрубков, идущих от воздушного фильтра к турбине и от турбокомпрессора до впускного коллектора. Особое внимание следует уделить удалению песка.

4. Своевременная замена моторного масла

Зачастую экономия на периодичности и сроках замены масла в двигателе играет роковую роль в эксплуатации турбокомпрессора. Его элементы, испытывающие дефицит качественной смазки, очень быстро придут в негодность, особенно при активной эксплуатации. При необходимости замены турбокомпрессора не нужно экономить на услугах профессионалов. Как правило, самостоятельные попытки выполнить монтажные работы заканчиваются неудачей, и приходится платить дважды.

Подписывайтесь на наши ленты в таких социальных сетях как, Facebook, Вконтакте, Instagram, Pinterest, Yandex Zen, Twitter и Telegram: все самые интересные автомобильные события собранные в одном месте.

Как устроен турбокомпрессор и почему он может начать гнать масло?

Среднестатистическая турбина имеет специальные уплотненные кольца, которые установлены, как ограничитель, между системами впуска или выпуска и внутренней части корпуса подшипников. Именно эти кольца затрудняют утечку газа и воздуха, который находится между турбокомпрессором и подшипником (точнее его корпусом). При стандартном режиме функциональности турбины, давление, которое в ней образуется – сильнее, нежели в самом корпусе подшипников. Одна часть сжатых в турбине газов и воздуха попадают прямиком в корпус подшипников, далее, уже вместе с маслом они и проходят в масляный картер (нижнюю часть двигателя), пробираясь по сливному маслопроводу.

Таким же образом работает и система динамического масляного уплотнения, которое находится со стороны непосредственно самого компрессора.

Небольшой вывод:

Компрессор турбины может хорошо работать только при условии соответствующей работы вышеупомянутых уплотнителей. Уплотнители, в свою очередь, могут нормально эксплуатироваться исключительно в свободном воздушном пространстве, без масла. Если такового пространства не обеспечено, то уплотнители не могут функционировать. Следовательно, турбина гонит масло, например в интеркулер, двигателя на дизеле.

Почему турбина кидает масло?

Существует несколько причин, из-за которых турбина может находиться в масле:

  • Вентиляция в картере двигателя вышла (или выходит) из лада. Следовательно, лишнее давление из картера двигателя не уходит. Выходит, что масло не может сливаться, а начинает подпираться в корпусе подшипников.
  • Отработанное масло не сливается. Эту поломку легко могут определить наши специалисты. Зачастую причиной становится закоксованность и посторонние предметы.
  • Неработоспособность воздушного фильтра. Если фильтр забит частично или даже полностью, это приводит к «высасыванию масла» из корпуса турбины.
  • Трудности в работе выхлопной системы. Затрудняется выбрасывание газов, которые уже отработанные. Следовательно, эти газы попадают в среднюю часть турбокомпрессора, тем самым увеличивая давление, которое и вызывает выброс масла.

Наши специалисты настоятельно рекомендуют обратиться в станцию технического обслуживания за помощью, ведь наличие хотя бы одной, из этих причин может привести к выбросу масла. А это, в свою очередь, чревато последствиями.

Можно ли продолжать ездить на автомобиле, если турбина гонит масло?

Учитывая все вышеупомянутое, ездить на машине, где турбина начинает гнать или кидать масло – крайне не желательно! Ведь, если не определить и не устранить поломку в турбокомпрессоре или в том, что причиняет течь масла – может пойти в разнос и сам двигатель.

Не тяните с диагностикой и ремонтом турбины. Экономьте свое время, деньги и нервы с нашими профессионалами! Консультация и рекомендации за наш счет.

Положительный прогноз для смазочных материалов для ветряных турбин

Автор Сушмита Датта
Энергия проекта в Kline
Перепечатано с разрешения Общества трибологов и инженеров по смазкам

Эта быстрорастущая отрасль, избегающая рисков, останется привлекательной для поставщиков синтетических смазочных материалов.

Возобновляемые источники энергии, в том числе энергия ветра, быстро развивались с тех пор, как в 1992 году была принята Рамочная конвенция Организации Объединенных Наций об изменении климата для решения проблемы глобального потепления и борьбы с изменением климата.

Благодаря поддержке со стороны правительств в виде налоговых льгот, обязательной минимальной закупочной цены и субсидий, благодаря низкому уровню выбросов углерода, ветроэнергетическая отрасль продемонстрировала огромный рост за последние 25 лет. По данным Агентства энергетической информации США (EIA), энергия ветра в настоящее время является вторым по величине источником электроэнергии в мире среди всех возобновляемых источников энергии.

EIA прогнозирует, что доля ветроэнергетики в общемировом производстве электроэнергии из возобновляемых источников будет быстро расти с 11% в 2012 году до 19% в 2020 году и 23% в 2040 году.Эти цифры говорят о том, что в долгосрочной перспективе отрасль будет расти как надежный источник энергии.

Смазочные материалы и ветроэнергетика
Смазочные материалы для ветряных турбин играют решающую роль в эксплуатации оборудования, техническом обслуживании и обеспечении надежности ветряных электростанций. В ветряной турбине есть несколько точек смазки, включая коробку передач, открытую шестерню, шестерню шага, подшипник шага, вал ротора, подшипник рыскания, редуктор рыскания, гидравлические системы и подшипники генератора. Для этих точек требуются различные смазочные материалы, такие как трансмиссионные масла, гидравлические масла и консистентные смазки.

Трансмиссионное масло применяется в редукторах; Смазка нанесена на подшипник вала несущего винта, подшипник рыскания, шестерни привода шага, подшипник лопастей и подшипник генератора. Гидравлическая жидкость используется в гидравлических системах для регулирования шага лопастей. Неправильная или недостаточная смазка может привести к значительным затратам на техническое обслуживание и эксплуатацию или к простою оборудования.

Рис. 1. Мировое потребление смазочных материалов росло вместе с ростом ветроэнергетических мощностей.

Объем спроса на смазочные материалы для ветряных турбин зависит от множества факторов, таких как новые установки, рабочая мощность, частота замены масла и проникновение прямых приводов.Новые установки (например, новая ветряная электростанция) увеличат расход смазочного материала для первоначального заполнения ветряных турбин для этой ветряной электростанции. Рабочий объем, частота замены масла и проникновение турбин с прямым приводом определяют объем сервисного заполнения. Технологические аспекты каждого из этих факторов влияют на спрос на смазочные материалы.

Расход смазки на мегаватт (МВт) мощности ветряной турбины уменьшается с увеличением мощности МВт.

В результате увеличение использования турбин большей мощности приводит к снижению расхода смазочного материала.Увеличение интервалов замены масла также приводит к снижению расхода смазочного материала. Распространение прямых приводов еще больше снижает потребность в смазочных материалах, так как установки с прямым приводом не нуждаются в трансмиссионных маслах.

Спрос на смазочные материалы для ветряных турбин
Мировое потребление смазочных материалов в секторе ветроэнергетики в 2015 году оценивается от 35 до 40 килотонн. 59 ГВт в 2005 г., чтобы приблизиться к 433 ГВт в 2015 г. ( см. Диаграмму 1 ).

Трансмиссионное масло, на которое приходится 70% расхода смазочных материалов, является наиболее важной категорией смазочных материалов ( см. Рис. 2 ). Правильно подобранное трансмиссионное масло повышает надежность коробки передач и предотвращает выход из строя. Таким образом, использование трансмиссионных масел, изготовленных на основе высококачественных синтетических базовых масел, широко используется в ветроэнергетике.

Рисунок 2. Трансмиссионное масло - самая важная категория смазочных материалов.

Синтетические смазочные материалы, используемые в ветроэнергетике, являются полностью синтетическими, как правило, на основе полиальфаолефинов.По оценкам, на синтетические смазочные материалы приходится более 80% общего потребления смазочных материалов в отрасли, а трансмиссионные масла имеют наибольшее проникновение в синтетические продукты ( см. Рис. 3 ).

Факторы роста
Поскольку отказ редуктора может привести к огромным потерям из-за простоев операторов ветряных электростанций, была разработана безредукторная технология, также известная как прямой привод. Технология полностью исключает редукторы и проблемы, связанные с их выходом из строя. Поскольку турбины с прямым приводом не потребляют трансмиссионное масло, которое составляет 70% от мирового объема потребления смазочных материалов для ветряных турбин, расширение технологии прямого привода окажет сильное влияние на потребление смазочных материалов.

Однако в ближайшей перспективе потенциал увеличения доли прямого привода весьма невелик, поскольку не все OEM-производители предлагают эту технологию ( см. Рис. 4 ). Эта технология более дорогая, так как требует использования экзотических материалов для изготовления постоянных магнитов, что увеличивает стоимость установки. Для турбин большей МВт использование технологии прямого привода не является предпочтительным из-за высоких капитальных затрат.

Рис. 3. По оценкам, на синтетические смазочные материалы приходится более 80% общего потребления смазочных материалов в отрасли.

Кроме того, производители редукторов повысили надежность оборудования и значительно снизили количество отказов.

В настоящее время интервалы замены масла составляют от шести до шести лет для наземных турбин и от семи до 10 лет для морских установок. Средний интервал замены будет постепенно увеличиваться по мере того, как операторы пытаются оптимизировать расход смазочных материалов, учитывая при этом, что затраты, связанные с простоями, намного выше, чем затраты на смазочные материалы.

Поскольку отрасль не склонна к риску, операторы фермерских хозяйств постоянно пытаются сбалансировать эксплуатационные расходы и производительность.

Наиболее значительным драйвером спроса на смазочные материалы будет рост ветроэнергетических мощностей. Мировая мощность ветроэнергетики в течение следующих пяти лет будет расти со среднегодовым темпом роста 13% ( см. Рисунок 5 ). Хотя темпы роста ниже, чем в предыдущие годы, они все же намного быстрее, чем рост мирового спроса на промышленные смазочные материалы или рост спроса на смазочные материалы в других отраслях конечного использования.Факторы, которые могут помешать росту мощности, включают проблемы с подключением к сети, наличие земли для наземных установок и прекращение государственной поддержки.

Ветряные электростанции из-за их удаленности страдают от проблем с сетевым подключением в некоторых странах. Расширение сети не всегда может поспевать за темпами роста ветряных турбин, и это ограничивает рост отрасли. Например, в Китае около 25% мощности не подключено к сети. Это говорит о том, что, если в будущем в стране не будет ускорено расширение сети, рост ветроэнергетики может быть относительно медленнее, чем ожидалось.

Рисунок 4. Не все OEM-производители предлагают прямой привод, поскольку потенциал увеличения доли невелик.

Наличие подходящих мест для размещения ветряных электростанций также становится проблемой для ветряной промышленности, поскольку ветряные турбины должны располагаться вдали от населенных пунктов. Однако это привело к развитию оффшорных ветряных электростанций. Кроме того, отрасль изучает возможность разработки плавучих ветряных электростанций, которые смогут работать на больших глубинах и испытывать более стабильную скорость ветра.

В последние годы правительства Испании и США сократили денежную поддержку ветроэнергетической отрасли, но полного отказа не наблюдалось. Государственная поддержка в виде налоговых льгот, субсидий и изменений в политике сыграла важную роль в развитии ветроэнергетики в любой стране. Таким образом, отказ от государственной поддержки может замедлить рост отрасли.

Тем не менее, увеличение мощности в течение следующих пяти лет будет сопоставимо с мощностью, добавленной за последние 10 лет.Несмотря на значительный рост мощностей, ожидается, что рост спроса на смазочные материалы будет отставать от роста установок. Постепенное увеличение интервалов замены, использование турбин с более высокой МВт и внедрение прямых приводов будут иметь сдерживающий эффект на рост спроса на смазочные материалы.

Конкурентная среда
Рынок смазочных материалов для ветряных турбин сильно консолидирован, и на долю пяти ведущих поставщиков приходится от 85 до 90% рынка. Отрасль обслуживается ведущими мировыми компаниями по производству смазочных материалов, такими как ExxonMobil, Shell и BP.Преимущество этих компаний перед нишевыми или региональными поставщиками включает одобренные OEM продукты, надежность поставок, стабильное качество по всему миру и возможность производить высококачественные синтетические смазочные материалы. Барьер входа для нового поставщика смазочных материалов высок из-за длительных процессов утверждения продукта.

Рис. 5. В ближайшие годы мощность ветроэнергетики будет самым значительным драйвером спроса на смазочные материалы.

Несмотря на это, за последние пять лет в отрасли появились производители смазочных материалов среднего уровня.

Проблемы
Рост количества морских и плавучих турбин усложнит проблемы, связанные со смазкой ветряных турбин. Влага - большая проблема для коробки передач, потому что она приводит к сильной коррозии, если не удаляется из системы. Поэтому поставщикам смазочных материалов необходимо сосредоточиться на разработке более надежных смазочных материалов, которые помогут свести к минимуму поломку коробки передач. Смешивание и загрязнение смазки грязью и водой - частые проблемы, о которых сообщают операторы ветряных электростанций.

Однако эти проблемы не так распространены для автоматических систем смазки, как для ручной смазки.Поставщики смазочных материалов должны сотрудничать с операторами хозяйств, чтобы разработать надлежащее обучение специалистов по техническому обслуживанию, чтобы свести к минимуму эти проблемы.

Заключение и возможности
Ветроэнергетика - быстрорастущая отрасль, и ожидается, что ее потребности в смазочных материалах будут иметь аналогичную тенденцию. Отрасль будет стимулировать спрос на высокоэффективные смазочные материалы, а поставщики, готовые предложить индивидуальную настройку продукции и послепродажное обслуживание, будут иметь более высокие перспективы роста. Эта быстрорастущая отрасль, избегающая рисков, останется привлекательной для поставщиков синтетических смазочных материалов, поскольку в смазочных материалах для ветряных турбин преобладают синтетические масла по сравнению с другими отраслями.

Перепечатано с разрешения [февраль 2017] выпуска TLT, ежемесячного журнала Общества трибологов и инженеров по смазке, международного некоммерческого профессионального общества со штаб-квартирой в Парк-Ридж, штат Иллинойс, www.stle. org .

Sushmita Dutta - международный поставщик консалтинговых услуг мирового уровня и высококачественной рыночной информации для отраслей, включая смазочные материалы и химические продукты.Узнайте больше на www.klinegroup.com.


В рубрике: Рекомендуемые, Смазочные материалы, Новости
С тегами: kline

Современные ветряные турбины: проблема смазки

Ветряные турбины использовались в той или иной форме в течение последних 7000 лет. Варианты энергии, генерируемой ветряными турбинами, помогали древним египтянам продвигать грузовые суда по реке Нил. Ветровые турбины использовались в Персии, современном Иране, для измельчения зерна. Эти ранние конструкции с вертикальным валом были предшественниками конструкций, которые в конечном итоге были приняты для использования в Европе и Америке во втором тысячелетии.

Путешествие и торговля принесли эту концепцию в Европу, и к 11 веку голландцы усовершенствовали и адаптировали ветряную турбину в основном для осушения озер и болот, помогая вернуть Голландию у моря. В начале 19 века ветряные турбины использовались по всей Европе для перекачки воды.

Хотя к 1950-м годам центральная электросеть широко использовалась в Соединенных Штатах для подачи электроэнергии в основном на фермы, она была расширена почти до каждого дома в Америке, что фактически приостановило разработку ветряных турбин.

В начале 1900-х годов ветряные турбины были основным экспортным товаром США. Однако с быстрым развитием альтернативных источников энергии на основе угля и нефти интерес к вариантам энергии ветра ослаб.

Только после нефтяного эмбарго Организации стран-экспортеров нефти (ОПЕК) в 1970-х годах и повышения цен на нефть мир снова серьезно заинтересовался этим природным источником энергии. Рост рынка ветроэнергетики сейчас происходит в Северной Америке, Европе и Азии после 30-процентного роста установок в течение 1980-х и 1990-х годов.

В настоящее время Германия является ведущим рынком в мире и страной с крупнейшей базой ветроэнергетики: Испания и Дания вместе составляют примерно две трети производства Германии, а Соединенные Штаты - примерно половину. Большая часть ветряных турбин в Соединенных Штатах сосредоточена в Калифорнии, где установлено более 17 000 машин мощностью от 30 до 350 киловатт каждая.

Рейтинг ветроэнергетических установок

Ветровые турбины имеют номинальную мощность, часто называемую паспортной мощностью.Например, 750 кВт означает, что ветряная турбина будет производить 750 киловатт (кВт) энергии за час работы при работе с максимальной производительностью (см. Таблицу 1 для преобразований).

Ветровые турбины вырабатывают от 0,75 МВт до 2,50 МВт в соответствии с их проектными пределами. Корпорация Flender, крупный международный производитель приводных систем и компонентов, стремится разработать усовершенствованную ветряную турбину мощностью от четырех до пяти МВт.

Ветровые турбины обычно работают около 75 процентов в год, но работают на максимальной номинальной мощности только в течение ограниченного количества часов в году.Чтобы узнать, сколько энергии производят ветряные турбины, необходимо знать распределение скоростей ветра для каждой турбины.

В случае Испании средние ветряные турбины будут давать 2300 часов работы при полной нагрузке в год. Чтобы получить общее производство энергии, умножьте 3337 МВт установленной базовой мощности на количество часов работы (3337 x 2300 = 7 675 100 МВтч), чтобы получить общую мощность, которая составляет 7,7 Тераватт (ТВтч) энергии.

Для сравнения: общая установленная мощность ветроэнергетики в мире составляет около 25 000 МВт, что эквивалентно примерно 10 000 крупных ветряных турбин.Сто пятьдесят таких больших машин могут сравниться с мощностью атомной электростанции.

В 2001 г. в Европе было произведено 17 000 МВт генерирующей мощности (TW = установленная база x среднее количество часов работы на единицу при полной нагрузке). Этой энергии достаточно для содержания 10 миллионов средних домов. Для выработки эквивалентной энергии от угольных турбин потребуется шестнадцать миллионов тонн угля. Сжигание такого количества угля также приведет к выбросу 24 миллионов тонн CO2.

Основные компоненты

Ключевыми механическими и энергетическими элементами ветряной турбины являются редуктор и генератор, к которому он прикреплен.Различные конструкции ветряных турбин включают оригинальные голландские ветряные мельницы старых времен до странных обручальных турбин Дарье «взбивания яиц». Для этого объяснения мы рассмотрим типичную ветряную турбину пропеллерного типа (рис. 1).


Рис. 1. Ветряная турбина пропеллерного типа

Проще говоря, пропеллер ветряной турбины улавливает энергию ветра, которая вращает вал, который приводит в действие генератор и вырабатывает электричество.

Следующие структурные компоненты составляют большинство современных ветряных турбин наряду с системами, которые помогают им эксплуатировать наиболее эффективно:

Башня поднимает узел турбины над турбулентными воздушными потоками у земли.Инновационная конструкция башен позволяет строить башни с меньшими затратами с увеличением высоты до более чем 300 футов.

Лопасти, которые вращаются на ветру и приводят в движение турбогенератор вместе со ступицей, называются ротором. Турбина с электрическим генератором мощностью 600 кВт обычно имеет диаметр ротора 44 метра (144 фута), но более новые конструкции имеют размах лопастей 75 метров.

Ротор присоединяется к гондоле, которая находится наверху башни и включает в себя редуктор, генератор, контроллер и тормоз.Крышка защищает компоненты внутри гондолы. Вся гондола поворачивается, чтобы поддерживать точечный контакт с меняющимся ветром.

Привод рыскания с помощью компьютерного управления удерживает гондолу направленной против ветра. Лопасти поворачиваются или наклоняются против ветра, чтобы ротор не вращался при ветре, слишком сильном или слишком низком для выработки электричества.

Дисковый тормоз, который может приводиться в действие механически, электрически или гидравлически, используется для остановки ротора в аварийных ситуациях или при слишком высокой температуре.Современные турбины имеют системы защиты, предотвращающие повреждение при чрезмерно сильном ветре.

Генератор обычно представляет собой стандартный индукционный генератор, который вырабатывает электричество переменного тока с периодом 50 или 60 циклов. Электроэнергия передается в хранилище, экспортируется в сеть или напрямую подключается к приложению. Используются генераторы с регулируемой скоростью, которые могут работать в непостоянных ветровых условиях.

Контроллер ветряной турбины оценивает ветровые условия и регулирует работу турбины, чтобы максимизировать количество вырабатываемой энергии, одновременно защищая ее от износа.Эти интеллектуальные контроллеры запускают машины, когда скорость ветра достигает от 8 до 16 миль в час (миль в час), и выключают машину, когда скорость ветра достигает примерно 65 миль в час.

Некоторые турбины сконфигурированы для передачи данных о рабочем и механическом состоянии в центр управления для наблюдения и анализа.

Шестерни соединяют низкоскоростной вал с высокоскоростным валом и увеличивают скорость вращения от примерно 40 до 60 оборотов в минуту (об / мин) до примерно 1500–1800 об / мин, скорости вращения, необходимой большинству генераторов для производства электроэнергии.Для этого требуются массивные шестерни и валы. Например, в ветряной турбине мощностью 3,2 МВт входной крутящий момент составляет 2,5 миллиона Н · м.

Надежность

Учитывая экстремальные экологические и механические нагрузки, которые должны выдерживать ветряные турбины, их надежность впечатляет. Это намного выше, чем у большинства традиционных технологий генерации, и обширные исследования показывают, что лучшие производители турбин неизменно достигают доступности - обычно используемого эксплуатационного показателя надежности - более 98 процентов.

Структурные и механические отказы (которые могут привести к обрушению башни) в первую очередь связаны с ошибками системы управления и отсутствием эффективного обслуживания.

Многие отказы в полевых условиях являются следствием выхода из строя подшипников коробки передач. Считается, что этот тип неисправности напрямую связан с плохой смазкой и отсутствием текущего обслуживания.

Подшипники в редукторе ветряной турбины должны выдерживать чрезвычайно высокие нагрузки, и критерии рабочих характеристик подшипников в редукторе будут разными.В некоторых условиях эксплуатации требуется выдерживать нагрузки среднего размера на низких скоростях, в то время как в других местах подшипники должны нести гораздо меньшие нагрузки, но на гораздо более высоких скоростях.

Условия высокой нагрузки / низкой скорости, возникающие при слабом ветре, могут привести к разрушению смазочной пленки, которая обычно требуется для длительного срока службы подшипников. Это было выявлено разработчиками и будет исправлено в ходе испытаний подшипников для будущих спецификаций трансмиссионного масла для ветряных турбин.

Текущее обслуживание и повторная смазка

Коробка передач расположена там, где дует самый сильный ветер - на высоте до 300 футов. Кроме того, морские установки встречаются в неспокойном море. Инженеру придется подняться на башню по внутренней лестнице (или в некоторых случаях на лифте), что является сложной и специализированной работой.

Многие подшипники смазываются автоматической системой смазки. Специальный масляный фильтр коробки передач, отдельный от обычной системы охлаждения масла, обеспечивает высокую чистоту масла.Это ключевой фактор в пустыне или засушливых условиях, когда переносимая по воздуху пыль может попадать в редукторы, действовать как абразив и в конечном итоге приводить к (трехчастным) контактным усталостным повреждениям.

Тем не менее, интервалы замены масла составляли от 8 до 12 месяцев, при этом один крупный производитель только что увеличил интервал до 16 месяцев после шестилетней полевой оценки смазочных материалов. Ожидания от масел нового поколения для морских применений могут заключаться в интервале замены до трех лет.

Тенденции в отношении смазочных материалов для ветряных турбин

Большинство производителей редукторов ветряных турбин составили или находятся в процессе составления новых спецификаций смазочных материалов. Эти спецификации более строгие, чем для промышленных редукторов, и более точно отражают реальные условия эксплуатации, включая условия низких температур.

Ожидаемые рабочие характеристики смазочных материалов, используемых в морских ветряных турбинах, выше из-за требований к увеличению срока службы.Некоторые новые тенденции и меры включают:

  1. Все производители редукторов требуют проведения испытания подшипников FAG FE 8, которое является частью стандарта DIN 51517, часть III. Другие испытания подшипников также оцениваются для включения в новые спецификации масла.
  2. Наблюдается переход к синтетическим составам (на основе PAO / сложных эфиров, сложных эфиров и PAG). Синтетические масла обеспечивают более длительный срок службы и, следовательно, уменьшают потребность в замене масла.
    • ПАО (поли альфа-олефин) обеспечивают отличный индекс вязкости и низкую температуру застывания.Эти свойства делают их предпочтительными для применений, характеризующихся широким диапазоном рабочих температур.
    • Смесь ПАО / сложного эфира. Были проблемы с гидролизом (разложение в присутствии воды), что делало выбор гидролитически стабильных продуктов критической проблемой.
    • PAG (полиалкаленгликоль) обладают повышенной устойчивостью к микропиттингу, но имеют проблемы совместимости с покрытиями и материалом уплотнения.
  3. Новые спецификации совместимости масел для красок, лаков, герметиков и подшипниковых материалов.
  4. Новые испытания уплотнений с увеличенным сроком службы как для статических, так и для динамических уплотнений.
  5. Испытание SKF Emcor на ржавчину оценивается, чтобы включить испытания с соленой водой.

Д-р Хелен Райан, руководитель отдела глобального промышленного развития компании Ethyl Petroleum Additives, сказала: «Тесты, проводимые производителями редукторов, являются известными организациями, и уже существуют технологии, отвечающие этим требованиям. Именно включение новых испытаний подшипников, которые оценивают не только износ подшипников и сепараторов подшипников, но также коррозионную язвенную коррозию и окрашивание подшипников, приведет к изменению парадигмы в том, как формулируются промышленные смазочные материалы для зубчатых передач.

Для предотвращения такого типа повреждения подшипников потребуется отказаться от очень активных и агрессивных противозадирных присадок. Лучшее трансмиссионное масло для ветряных турбин должно обладать термической стабильностью гидравлического масла высшего уровня в сочетании с противозадирными свойствами современных трансмиссионных масел. Кроме того, компоненты, добавленные для предотвращения микропиттинга, должны быть тщательно отобраны, чтобы обеспечить сбалансированную поверхностную активность ».

Последствия для будущего

В связи с последней тенденцией, связанной с парками морских ветряных турбин, доступ к ним даже сложнее, чем на суше, поэтому упреждающее прогнозирование срока службы смазочных материалов становится новой стратегией технического обслуживания, а не реактивной стратегией, основанной на измерении кислотного числа и вязкости.

Операторы турбин, аналитические лаборатории и производители компонентов сотрудничают в разработке методов, характеризующих условия эксплуатации смазочных материалов для решения новых задач. Например, производитель подшипников SKF обратился к компании Fluitec с просьбой о разработке процедуры испытаний смазочных материалов и пластичных смазок для подшипников в процессе эксплуатации, которые можно было бы рекомендовать клиентам (SKF), чтобы спрогнозировать оставшийся срок службы смазочного материала.

Еще одним совместным усилием была создана система мониторинга действующих смазочных материалов для ветряных турбин, которая обнаруживает и отслеживает остаточную концентрацию антиоксидантов.В качестве быстрой проверки состояния жидкости операторы турбины должны как минимум измерить: чистоту (загрязнение по классу ISO), степень окисления, воду и вязкость.

Анализируя эти четыре основных параметра, можно за короткое время получить доступ к 90% информации о смазочных материалах и компонентах на месте. Также ключевое значение имеет контроль качества поступающих партий масла. При заправке новой консистентной смазкой и смазочными материалами важно контролировать качество и следить за тем, чтобы в резервуар было добавлено правильное масло, чтобы избежать смешивания и образования отложений в коробке передач.

«На сегодняшний день мы наблюдаем очень плохие процедуры обслуживания в полевых условиях. Их придется кардинально изменить, особенно для больших размеров ветряных турбин и коробок передач, где быстро будут происходить повышенные окислительные нагрузки и износ », - сказал Джо Амей, менеджер по глобальным продажам и маркетингу Fluitec International.

Ветры перемен

Какие выводы можно сделать в отношении общей смазки оборудования, исходя из задачи поддержания эффективных условий смазки в современной ветряной турбине? Смазка для ветряных турбин существует в самых крайних случаях применения в промышленных редукторах с точки зрения температуры, веса нагрузки, износа подшипников, технического обслуживания, доступности и основных смазочных характеристик.

Все чаще для морских применений разрабатываются синтетические и биоразлагаемые жидкости. Кроме того, спецификации трансмиссионного масла для турбин начинают отражать потребность в более высоких характеристиках смазочного материала за счет испытаний на повышенную стойкость к окислению и коррозии, а также на улучшенные подшипники и долговременные эксплуатационные характеристики.

Ветроэнергетика - быстроразвивающаяся отрасль. Развитие смазочных материалов для этого механического применения продвигается аналогичными темпами.Игроки, разрабатывающие смазочные материалы и стратегии технического обслуживания для этого «экстремального» применения, прокладывают путь к новому стандарту смазки зубчатых передач и подшипников.

Фотографии любезно предоставлены Nordex GmbH.

Как работают газотурбинные электростанции

Турбины внутреннего сгорания (газовые), устанавливаемые на многих современных электростанциях, работающих на природном газе, представляют собой сложные машины, но в основном они состоят из трех основных частей:

  • Компрессор , который втягивает воздух в двигатель, нагнетает давление его и подает в камеру сгорания со скоростью сотни миль в час.
  • Система сгорания , обычно состоящая из кольца топливных форсунок, которые впрыскивают постоянный поток топлива в камеры сгорания, где оно смешивается с воздухом. Смесь сжигается при температуре более 2000 градусов по Фаренгейту. При сгорании образуется высокотемпературный газовый поток под высоким давлением, который входит и расширяется через турбинную секцию.
  • Турбина представляет собой сложный набор чередующихся неподвижных и вращающихся лопастей с профилем крыла. Когда горячий газ сгорания расширяется через турбину, он раскручивает вращающиеся лопасти.Вращающиеся лопасти выполняют двойную функцию: они приводят в движение компрессор, чтобы втягивать больше сжатого воздуха в секцию сгорания, и вращают генератор для выработки электроэнергии.

Наземные газовые турбины бывают двух типов: (1) двигатели с тяжелой рамой и (2) авиационные двигатели. Двигатели с тяжелой рамой характеризуются более низким коэффициентом давления (обычно ниже 20) и имеют тенденцию быть физически большими. Степень давления - это отношение давления нагнетания компрессора к давлению воздуха на входе.Двигатели на базе авиационных двигателей являются производными от реактивных двигателей, как следует из названия, и работают при очень высоких степенях сжатия (обычно превышающих 30). Двигатели на базе авиационных двигателей имеют тенденцию быть очень компактными и полезны там, где требуется меньшая выходная мощность. Поскольку турбины с большой рамой имеют более высокую выходную мощность, они могут производить большее количество выбросов и должны быть спроектированы таким образом, чтобы обеспечивать низкие выбросы загрязняющих веществ, таких как NOx.

Одним из ключевых факторов удельного расхода топлива турбины является температура, при которой она работает.Более высокие температуры обычно означают более высокую эффективность, что, в свою очередь, может привести к более экономичной эксплуатации. Газ, протекающий через обычную турбину электростанции, может иметь температуру до 2300 градусов по Фаренгейту, но некоторые из критических металлов в турбине могут выдерживать температуры только от 1500 до 1700 градусов по Фаренгейту. Следовательно, воздух из компрессора может использоваться для охлаждения. ключевые компоненты турбины, снижающие конечный тепловой КПД.

Одним из главных достижений программы передовых турбин Министерства энергетики было преодоление прежних ограничений по температурам турбин с использованием комбинации инновационных технологий охлаждения и современных материалов.Усовершенствованные турбины, появившиеся в результате исследовательской программы Департамента, смогли повысить температуру на входе турбины до 2600 градусов по Фаренгейту - почти на 300 градусов выше, чем в предыдущих турбинах, и достичь КПД до 60 процентов.

Еще один способ повышения эффективности - установка рекуператора или парогенератора с рекуперацией тепла (HRSG) для рекуперации энергии из выхлопных газов турбины. Рекуператор улавливает отходящее тепло в выхлопной системе турбины, чтобы предварительно нагреть воздух на выходе компрессора перед его поступлением в камеру сгорания.ПГРТ вырабатывает пар за счет улавливания тепла из выхлопных газов турбины. Эти котлы также известны как парогенераторы-утилизаторы. Пар высокого давления из этих котлов можно использовать для выработки дополнительной электроэнергии с помощью паровых турбин, такая конфигурация называется комбинированным циклом.

Газовая турбина простого цикла может достигать КПД преобразования энергии в диапазоне от 20 до 35 процентов. С учетом более высоких температур, достигнутых в турбинной программе Министерства энергетики, будущие газотурбинные установки с комбинированным циклом, работающие на водороде и синтез-газе, вероятно, достигнут КПД 60 процентов или более.Когда отработанное тепло улавливается из этих систем для отопления или промышленных целей, общая эффективность энергетического цикла может приближаться к 80 процентам.

Основы смазывания

Турбины: что происходит вокруг приходит примерно

Д-р Роберт М. Грешем, редактор | Основы смазки TLT Июнь 2015 г.

Эти трудолюбивые машины играют жизненно важную роль в промышленности и на транспорте.



www.canstockphoto.com

КЛЮЧЕВЫЕ ПОНЯТИЯ
• Три основных типа турбин: гидро-, паровые и газовые.
• Гидротурбины приводятся в действие водой и подключаются к генератору электроэнергии для производства электроэнергии.
• Промышленные паровые турбины имеют множество применений, обычно для привода компрессоров, турбогенераторов, воздуходувок, насосов и т.п.

Я НЕ ПРЕТЕНЗИВАЮ, ЧТО Я ЭКСПЕРТ В ТУРБО-МАШИНАХ, , но эти устройства всегда меня интриговали. Я считаю их как класс машин интересными.Большинство учебных курсов и практических работ STLE, как правило, не обращают внимания на смазку турбомашин.

Итак, поехали.

В мире турбин основными типами являются гидро-, паровые и газовые. Что ж, я думаю, вам также следует включить ветряные турбины, но они немного отличаются от трех вышеупомянутых. Хотя они были бы частным случаем газовой (воздушной) турбины, для меня это большой винт с ветровым приводом, подключенный к коробке передач, которая, в свою очередь, подключена к генератору или генератору переменного тока.

Гидротурбины приводятся в движение водой (немного более мощной, чем воздух, но в основном похожи на ветряные турбины) и подключены к генератору электроэнергии или, точнее, к турбогенератору для производства электроэнергии. Эти турбины находятся на низком уровне с точки зрения требований к применению, а не потому, что они незначительны. Таким образом, смазочное масло имеет температуру в масляном картере порядка 40-60 C (104-140 F) с пиковыми температурами в системе циркуляции, возможно, до 70-95 C (158-203 F).

Скорость также умеренная, около 50-600 об / мин. Масло также должно смазывать направляющие лопатки и компоненты системы управления. Основные проблемы со смазкой для таких турбин - это загрязнение водой и срок службы. Таким образом, необходимы масла R&O на основе минеральных масел с хорошей деэмульгирующей способностью. Длительный срок службы желателен для снижения затрат на техническое обслуживание и времени простоя. Это важно из-за физического расположения этих турбин и из-за необходимости бесперебойной выработки электроэнергии.


Схема микрогидрогенератора.


Различные части генератора и турбины.

Промышленные паровые турбины имеют множество применений, обычно для привода компрессоров, турбогенераторов, воздуходувок, насосов и т.п. В компрессорных установках паровые турбины и сам компрессор похожи в том, что они оба являются турбомашинами. Таким образом, они могут вести себя одинаково с точки зрения скорости и производительности. Таким образом, паровые турбины отлично подходят для турбокомпрессоров с регулируемой скоростью.Паровые турбины могут иметь множество различных конфигураций, анализ которых выходит за рамки данной статьи. Однако все многоступенчатые паровые турбины требуют подачи холодного чистого масла в подшипники скольжения.


Различные части промышленной паровой турбины.


Промышленная паровая турбина на предприятии.

Это масло поставляется из нескольких типов систем, но главное - масло должно подаваться с правильным расходом, давлением и температурой.Часто приводимое оборудование, такое как компрессор, также смазывается тем же маслом, и опять же с надлежащим уровнем чистоты, расхода, давления и температуры. Кроме того, с помощью этой же системы можно смазывать дополнительное оборудование, такое как различные регулирующие клапаны. В общих чертах, паровые турбины могут работать со скоростью до 3000 об / мин, маслосборники около 40-70 ° C (104-158 F) с пиковыми температурами или горячими точками до 150 ° C (302 F).

Очевидно, что помимо загрязнения твердыми частицами, которое всегда является проблемой, паровые турбины подвержены воздействию воды и пара.Обычно турбинные масла для паровых турбин должны быть в первую очередь устойчивыми к ржавчине и окислению, так называемые масла R&O. Дополнительно турбинные масла могут содержать противоизносные и противозадирные присадки. Кроме того, они должны демонстрировать хорошую деэмульгируемость воды и иметь низкое пенообразование.

Интересно, что когда кто-то думает об автомобильных маслах с высокой формулой (10-20% присадок), турбинные масла, напротив, обычно содержат не более 1% присадок. Поэтому базовые масла важны. Они могут варьироваться от Группы II, III, III + или IV.Масла с более высокой степенью очистки имеют тенденцию иметь более присущую им устойчивость к окислению, но, особенно в прежние времена, они также имели тенденцию проявлять большее образование лака, вероятно, потому, что менее очищенные масла имели тенденцию растворять лак, а не позволять ему образовывать отложения. Более современные составы, наряду с эффективной фильтрацией, обычно справляются с чрезмерным образованием лака или должны. Такие масла обычно имеют индекс вязкости в диапазоне 95-100, так что вязкость не слишком сильно меняется от начальной до пиковой температуры.


Газовая турбина General Electric.

Промышленные газовые турбины, которые в основном представляют собой реактивные двигатели наземного базирования (не считая ветряных мельниц), имеют некоторое сходство с паровыми турбинами, за исключением того, что пар заменяется горячими газами сгорания. Таким образом, загрязнение воды не является проблемой для газовых турбин. Однако температура поддона может колебаться от 50 до 100 ° C (122–212 F) с пиковыми значениями температуры до 280 ° C (536 F). Скорости также выше, порядка 3-7000 об / мин. Поэтому требования к характеристикам смазочного масла обязательно выше, в то время как смазочные масла на основе гидроочищенных базовых масел используются для более строгих требований.

Очевидно, что газовые турбины - хорошее применение для синтетических смазочных материалов, таких как полиальфаолефины и масла на основе сложных эфиров. Многие из более крупных и высокопроизводительных промышленных газовых турбин часто используют сердечник авиационного двигателя и требуют аналогичных смазочных материалов. Для более совершенных авиационных реактивных двигателей, которые на самом деле являются просто более производительными газовыми турбинами, мы должны поднять его на ступеньку выше. В этих турбинах используются в основном смазочные материалы на основе сложных эфиров из-за их возможностей в широком диапазоне температур, например, описанных в военных спецификациях Mil-L-7808 и Mil-L-23699.Или, для еще более высокой термостойкости при рабочих температурах до 300 ° C (572 F), можно использовать смазки на основе полифенилового эфира, как описано в Mil-L-87100. Но они не для слабонервных в финансовом отношении, а полифениловые эфиры имеют плохие низкотемпературные характеристики, что не так критично для промышленной газовой турбины, но может стать препятствием для самолета.

Очевидно, что турбомашины, как и описанные выше приложения, во многом влияют на нашу повседневную жизнь.Если держать их в движении, мы можем двигаться дальше.


Боб Грешем - директор по профессиональному развитию STLE. Вы можете связаться с ним по адресу [email protected]

Кондиционирование масла для паровых турбин и воздействие на окружающую среду и эксплуатацию

Кондиционирование масла для паровых турбин и воздействие на окружающую среду и эксплуатацию

2019-09-06

Аргумент

Исходя из фактов утверждение, что КПД паровой турбины сложнее, чем просто, мы могли бы начать с простого разбора того, что значит прагматично говорить о эффективность.С точки зрения как эксплуатационных, так и экологических проблем, поскольку название этого документа приводит к тому, что эффективность проще всего рассматривать как отношение между затрачиваемой энергией. системой к энергии, вложенной в систему. Например, для паровой турбины, работающей на угле, это КПД будет обратной величиной энергетической ценности БТЕ угля, используемого для производства пар, приводящий в движение турбину, для выработки энергии от турбогенератора, переведенной в ее Значение БТЕ.1 Из-за потерь тепла и трения подводимая энергия теряется в каждой подсистеме пара. турбина, помимо турбин высокого и низкого давления: измельчители угля, котлы, гидравлические системы управления, влагоотделители, генераторы, даже система смазки маслом и т. д.Каждый мог анализироваться отдельно при исследовании эффективности, чтобы определить, где происходят основные потери, так как каждая система имеет или характеризуется разной эффективностью. Полное понимание паровой турбины эффективность заключается в сложной взаимосвязанности каждой из этих подсистем. Для турбины и производители компонентов, цель - производить и продавать наиболее эффективную систему; для растений которые их эксплуатируют, цель состоит в том, чтобы поддерживать максимальную операционную эффективность в каждом независимая система.

На этом последнем пункте мы сосредоточим обсуждение здесь - максимизация операционной эффективности на на уровне завода и, таким образом, обеспечивает максимальную отдачу от инвестиций по стоимости система паровой турбины и связанные с ней расходы на техническое обслуживание, но также приводит к наименьшему влиянию на окружение. Будет легче предложить аргумент в пользу уменьшения общего воздействие электростанций на окружающую среду, особенно при их эффективной и рентабельной эксплуатации

1 Даже это не учитывает уже произведенную электроэнергию для каждой подсистемы, которая будет отдельной от энергетической ценности потребляемого угля.

Практики

, безусловно, являются лучшими практиками для окружающей среды, как, возможно, и в случае смазочные масла для ухода. Для нашей заявленной цели мы приведем аргументы в пользу лучшего возможного кондиционирования системы смазки турбинным маслом и теоретически рассмотрим, как связь между КПД системы паровой турбины и качеством смазки может предложить снижение выбросов в окружающую среду. Это экологическое преимущество дополнительно поддерживает аргумент в пользу оптимального кондиционирования масла при техническом обслуживании.Но Во-первых, как мы можем определить «оптимальное кондиционирование масла» и каковы эксплуатационные преимущества это практика?

Операционные преимущества

Чтобы дать определение, мы должны сначала понять, что оптимальная подготовка масла не может быть отделены от эксплуатационных преимуществ, которые он предназначен для предоставления. Для электростанции первичный цель - производство электроэнергии для удовлетворения рыночного спроса в любое время. Для этого состояние оборудования должно поддерживаться как почти новое, то есть пиковое. эффективность, насколько это возможно.Следовательно, с точки зрения смазки все металлические компоненты должны быть должным образом смазаны для защиты от износа. Состояние масла должно как минимум соответствовать рекомендации производителя оборудования, но превышение этих рекомендаций, возможно, лучше / лучшая практика. К частному случаю серии паровых турбин (как высокого давления, так и низкое давление), которые составляют единую систему, и критически важный интерфейс между подшипниками и валы турбин в этой системе, стандартные рекомендации по турбинному маслу требуют минимального поддерживала чистоту масла 5 μ для твердых частиц и 150 ppm для всей воды.Эти спецификации выполняет две задачи: удерживает частицы размером 5 мкм и микрон и более из системы смазки. с определенной эффективностью (например, Beta 1000) сводит к минимуму до минимума абразивный износ, который

может возникнуть при расчетных на сегодняшний день зазорах между цапфой и подшипником; адекватный «Сухость» масла при спецификации 150 ppm или даже ниже, поддерживает смазывающую способность масла. и, следовательно, надлежащая толщина пленки между цапфой и подшипником, предотвращая отрицательный эффект «протирания» цапфы и подшипника от контакта металла с металлом.В каждый случай повреждения металлических компонентов системы частицами или водой приводит к потере эффективность, но также потенциально дорогостоящий ремонт вала турбин и нескольких подшипников. Таким образом, мы не можем отделить оптимальное кондиционирование масла от эксплуатационных преимуществ: то есть поддержание оптимальное состояние масла, которое соответствует требованиям производителя турбины или превышает их, обеспечивает самые низкие эксплуатационные расходы за счет максимального срока службы подшипников или L10, самого длительного масла жизни, и наименьшее возможное время простоя из-за вынужденных отключений, возможно, самая большая угроза для основная цель электростанции, как указано выше.2 (Мы вернемся к долларовой стоимости эти стоит немного позже.)

Теперь вопрос в том, как поддерживать масло в оптимальном состоянии, чтобы максимальная эффективность и непрерывная выработка электроэнергии по мере необходимости. Возможно, это слишком просто и очевидно, что «чтобы поддерживать масло в оптимальном состоянии, мы должны сначала знать, что мы», но это то, что нужно без вопросов принять. Правильная программа анализа масла, благодаря которой мы знаем состояние масла в системе в любой момент времени и как на него влияют различные события, в том числе смена сезонов, могут убедить нас в отсутствии повреждений к этим критическим компонентам в системе.Программа анализа масла должна быть реализована при установке турбинной системы: это, пожалуй, нигде более критично, чем с паровой турбины, где существует большая вероятность попадания воды, а не только из-за влажности в

2 Согласно общепринятому определению, срок службы L10 - это время, которое в среднем требуется для того, чтобы 90% группы подшипников подверглись воздействию такие же нагрузки начнут показывать усталость. Цель для правильного поддержания смазки подшипника и журнал в случае паровых турбин должен выдержать и, возможно, продлить это время, прежде чем какой-либо ремонт должен быть несущий.

и возникающая в результате конденсация, но из-за потенциально опасной утечки через уплотнение. 3 Общие положения рекомендация в отрасли - не реже одного раза в три месяца, но эффективная анализ каждого отдельного основного резервуара смазки, предназначенного для каждой паротурбинной системы на порядок каждого месяца было бы лучше установить тенденцию того, как состояние масла может изменяются, даже незначительно, в течение года из-за условий окружающей среды, но также различные требования к системе в часы пик и вне его.4 Плюс, большая осведомленность частота может позволить предпринять действия, которые могут сэкономить сотни тысяч долларов. В чем дольше система работает, когда состояние масла ниже оптимального, тем больше потенциал повреждать.

Мониторинг состояния масла, как рекомендовано выше, позволит предположить, что кондиционирование масла Система, независимо от ее типа, работает эффективно, удаляя вредные частицы и от загрязнения водой и защиты шейки, подшипников и других компонентов, подверженных критическому износу.Но предлагаемая и предоставляемая защита зависит от времени для данного момента времени масла. образец. Удержание твердых частиц на приемлемом уровне и поддержание этих уровней предотвращает абразивное повреждение, которое может произойти, и фильтрация твердых частиц, обеспечиваемая гофрированным микростеклом картриджи широко, если не исключительно, считаются лучшим методом. Но вода, которая может быть более разрушительный загрязнитель, поскольку он влияет на вязкость, смазывающую способность и, следовательно, на толщину пленки, заслуживает особого внимания.Просто потому, что общая вода достигает или падает ниже рекомендованная спецификация 150 частей на миллион не означает, что турбинная система работает надлежащим образом.

3 «Уплотнение вала ротора турбины. . . представляет собой длинный извилистый путь для утечки пара через уплотнение. Печать поэтому не предотвращает утечку пара. Утечка пара собирается и возвращается в систему низкого давления. часть парового контура ». (http://www.energy.qld.gov.au/electricity/infosite/index.htm). Во многих случаях утечка пар попадет в систему смазки.

4 Исследовательский институт электроэнергетики (EPRI) рекомендует проводить определенные минимальные испытания каждые три месяцев, включая твердые частицы, воду, вязкость и смазывающую способность, но в целях аргументации здесь мы будем Подчеркнем, что подсчет твердых частиц согласно ISO 4406: 1999 и подсчет общего количества воды по Карлу Фишеру следует проводить каждый месяц, так как эти два теста сообщат, есть ли изменение в состоянии масла, которое само по себе может повредить металлические компоненты, такие как увеличение количества твердых частиц или то, что может привести к долгосрочному снижению вязкости, смазывающей способности масла и, как следствие, потеря толщины пленки с увеличением общего количества воды.

защищены. Здесь мы конкретно поговорим о системе паровой турбины и о том, что требуется для его адекватная защита; потому что всегда есть случай «а что, если». 5 Технология удаления воды защищает от этого «а что, если». Если происходит утечка через уплотнение и допускает внезапное попадание воды в масляный резервуар турбины, то системы кондиционирования масла больше нет, чтобы поддерживать состояния масла, а скорее для предотвращения перебега системы и для защита металлических компонентов в таком случае.Он нужен для того, чтобы вынуть воду и сохранить масло как можно более сухой, до того момента, когда можно будет произвести ремонт уплотнения. С этой целью лучшие защита обеспечивается технологией, которая может удалить воду быстрее всего, удалить больше всего вредная вода (свободная, эмульгированная или растворенная) и является наиболее надежной при необходимости и наиболее рентабельный для долгосрочной эксплуатации; это означает, что вы можете запускать систему постоянно что система паровой турбины работает с наименьшими затратами в эксплуатации и наибольшей вероятность работы в такой аварийной ситуации.

При оценке технологии удаления воды мы делаем это по следующим четырем критериям:

Скорость процесса или (Скорость удаления воды)
Способность удалять наиболее разрушительную воду или (Общее удаление воды) Надежность
Экономическая эффективность в эксплуатации и обслуживании

Во-первых, не каждая электростанция принимает политику или может присвоить необходимый капитал для эта политика, что лучшая защита (и кондиционирование масла) для системы паровой турбины - это специализированная система подготовки турбинного масла, способная удалять как твердые частицы, так и воду.Слишком часто реабилитационные компании используются для «очистки» масляного резервуара турбины один или два раза в год. год во время планового простоя. Или, что еще хуже, их вызывают при возникновении чрезвычайной ситуации, когда

5 Вот почему мы можем увидеть, что в случае операций с комбинированным циклом такой производитель, как GE, укажет системы удаления твердых частиц как на газовых, так и на паровых турбинах, но технология удаления воды будет указана только на паровая турбина. Технология удаления воды предназначена для «а что, если»: что, если произойдет значительное проникновение попадание воды в систему смазки в результате утечки через уплотнение.В каждом случае технология для обоих продается на резервуар с системой, указанной GE. Не каждый производитель следует этой модели, но оставляет ее на усмотрение управление проектом для установки указать.

Отбор проб

показывает, что состояние масла выходит за рамки требуемых спецификаций. Другая практика - иметь внутреннюю систему промывки для регулярной очистки масляного резервуара или для аварийные водные ситуации; предприятия много раз будут использовать центрифугирование для этого система из-за ее высокой скорости удаления воды.Но если он соответствует первым критериям, указанным выше, почему бы и нет посвятить центрифугу резервуару на постоянной основе? Это может быть по разным причинам, но первичным надежность и эксплуатационные расходы центрифуги: центрифуга с ее множество движущихся частей требует регулярного планового обслуживания, аж каждые три месяцев, а затем капитальный ремонт один раз в год. инженеры предполагают, что требования к техническому обслуживанию центрифуги делают ее ненадежной в условиях кризиса. ситуации.Кроме того, существует дополнительная проблема: может ли центрифуга эффективно сломать эмульсии и, таким образом, удалить всю свободную воду из турбины - вода, не содержащая масла, вероятно, является вода, которая сильно повреждает подшипники и шейки и приводит к их протиранию.

Во многих случаях электростанции выделяют ресурсы и имеют специальное оборудование. для каждого водоема. Это может быть четырех основных типов: центрифуга, как уже говорилось, система гравитационного разделения, система коалесценции / разделения или одна из форм вакуумной технологии (перегонка или обезвоживание).Центрифуга и система гравитационного разделения используют та же сила, за исключением того, что центрифуга механически увеличивает силу тяжести в 2200 раз. Система гравитационного разделения очень распространена на старых электростанциях, и многие до сих пор ею пользуются. но, как и центрифуга, она имеет свои недостатки, основанные на приведенных выше критериях.7 В случае силы тяжести разделение, казалось бы, не соблюдается ни один критерий, но он может поддерживать и поддерживает масло в оптимальном состоянии.

6 Этот комментарий основан на нескольких беседах с электростанциями, которые все еще используют центрифуги из-за нехватки капитала или другие смягчающие обстоятельства.
7 Такие системы, как Bowser 832-P, все еще используются во всем мире, от США до Китая, независимо от того, в каком направлении вы путешествуете. Обычно здесь вы будете инженером по надежности или специалистом по смазке Электростанции клянутся этими системами: «Я использую их четыре 50 лет и никогда не испытывал проблем с водой». Но это утверждение порождает вопрос, на который мы пытаемся здесь ответить: если в вас внезапно проникнет вода, сможет ли технология в системе справиться с этой задачей?

, если нет внезапного проникновения воды.Как система, которая в первую очередь полагается на гравитацию и пропуская масло через серию гидрофобных фильтров, оно имеет один из самых низких показателей удаления воды, не будет эффективно разрушать эмульсию, и из-за низкой скорости удаления воды не является надежным в случае утечки уплотнения. Однако это относительно просто и недорого в обслуживании. Этот приводит нас к сравнению двух других технологий (объединение / разделение и вакуума), которые чаще встречаются в более новых паротурбинных установках, по крайней мере, в последние 20 лет, но также и для многих старых паровых турбин, где электростанции были модернизированы до более новых технология фильтрации, потому что угроза утечки уплотнения может быть даже больше, чем в турбинах с новые технологии и более жесткие допуски.Для более подробного объяснения различия между технологиями коалесценции / разделения и вакуумными технологиями см. в обложке, «Нефть и вода не должны смешиваться», Power Engineering , апрель 2006 г. Мы просто заявим, что современная передовая технология коалесценции / разделения в настоящее время лучше всех соответствует критериям создана и, таким образом, обеспечивает лучшую и самую надежную специализированную систему кондиционирования турбинного масла. решение для резервуаров главных турбин на электростанциях, даже лучше, чем эти гибридные коалесцирующие / вакуумные системы, доступные сегодня на рынке.8 Коалесцирующая технология обеспечивает наилучшая общая скорость удаления воды из общих эксплуатационных расходов в случае утечки аварийного уплотнения.

Теперь вернемся к потенциальным затратам, связанным с неадекватной подготовкой турбинного масла. Целью специальной фильтрации является выполнение только одной задачи, необходимой для электростанции; как указывалось ранее, это «производство электроэнергии для удовлетворения потребностей рынка. спрос в любое время ». Это «любое время», когда специальная фильтрация абсолютно необходима.Это Это достигается за счет постоянной очистки масла для поддержания идеальной смазывающей способности, что снижает до пренебрежимо малый коэффициент трения между цапфой и подшипником и минимизирует износ, поскольку

8 Для математического сравнения коалесценции с комбинированными технологиями коалесценции / вакуума на основе опубликованных скорости водоотведения, обращайтесь к автору. Похожая модель была использована для сравнения вакуумной перегонки с в упомянутой выше статье Power Engineering .

как можно меньше. В этих целях - чистое масло, незначительное трение и минимальный износ - мы можем связать определенные затраты, которых следует избегать, окупаемость инвестиций в специализированное кондиционирование масла система. Экономия достигается в первую очередь за счет (1) меньшего количества плановых ремонтов, (2) более длительного срока службы масла, (3) максимальный срок службы подшипников (срок службы L10) и (4) более высокая энергоэффективность (возможно, наиболее сложно измерить, но о чем мы поговорим позже).

Во-первых, плановое техническое обслуживание на большинстве объектов проводится два раза в год осенью и весенние отключения, когда спрос на электроэнергию не находится на пике.За это время, которое может охватывать 2-3 недель на турбину или дольше, если количество турбин на установку меньше, несколько процедур могут должны быть выполнены: промывка маслом (обычно, если специальная фильтрация не является нормой), добавление при необходимости поднять масло, более подробный анализ масла, чем при обычном отборе проб, осмотр резервуара, ремонт уплотнения, если требуется, и другие проверки, чтобы определить, есть ли дополнительные необходимо обслуживание подсистем: насосы, двигатели, вентиляторы, редукторы, измельчители угля, котлы, генераторы и др.Как, возможно, будет видно ниже, при правильной подготовке масла и комплексная программа отбора проб для установления подробной линии тренда, техническое обслуживание может быть планируется только один раз в год для многих текущих практик два раза в год. Единственное, что может Специальная система подготовки масла нуждается в обслуживании два раза в год.

Что касается более трудоемкого и дорогостоящего ремонта, например, замены подшипников или повторного ремонта. баббитом, их можно продлить в среднем на более длительные интервалы с помощью соответствующего специального масла кондиционирование.Это обеспечивает максимальный срок службы подшипников, известных как L10. жизнь - как можно дольше продлить время до появления первых признаков износа. Избегая эти более дорогостоящие ремонты и есть цель; необходимость тянуть подшипники для замены или ремонта может стоить более 100 000 долларов США на подшипник за счет совмещенных часов ремонта и технического обслуживания

9 Техническое обслуживание может состоять из полдня для слива масла из системы до уровня, достаточного для замены. критические элементы для удаления твердых частиц и воды и замена уплотнений; поддержание оптимальной производительности системы условия до следующего планового техобслуживания.

для поломки и повторной установки.10 Преимущество постоянного кондиционирования масла во время использования, поддержание его даже ниже спецификаций производителя турбины обычно приводит к потенциал для максимального срока службы подшипников. Акцент снова делается на том, что вода является наиболее важной. загрязнение необходимо контролировать и свести к минимуму в системе смазки. График ниже показывает теоретическое сравнение между общим содержанием воды и сроком службы подшипников.11

100 80 60 40 20 0

Влияние общего количества воды в турбинном масле на срок службы подшипников

Рекомендуемая 100 частей на миллион

Нефть кажется мутной, нефть кажется мутной, Температура окружающей среды 23C Рабочая температура 50C

0500

1000 1500

PPM Всего воды в масле

2000 2500

Это указывает на то, что сухость в диапазоне 100-150 частей на миллион даст наилучшие шансы реализовать самый долгий срок службы подшипника.Типичный опрос инженеров по надежности и смазке Специалисты на многих предприятиях показывают, что общее количество воды в 200-250 ppm часто является приемлемым. уровень; По мнению многих, это не проблема воды. Возможно, это специалист по фильтрации, который удивлен, насколько этот уровень приемлем вообще или при любых обстоятельствах.

Срок службы подшипников и меньшее количество плановых ремонтов являются результатом увеличения срока службы масла: это логично, если масло правильно кондиционируется во время использования, особенно в отношении сохраняя масло как можно более сухим.Обычно, когда специализированная фильтрация является нормой,

10 Стремясь продлить срок службы подшипников и надежность оборудования, производители турбин всегда более совершенные и, следовательно, дорогие сплавы для баббитирования подшипников и покрытий турбинных лопаток и другие металлические предметы износа. В результате затраты на ремонт и замену могут быть только выше, чем простая регулировка. из-за инфляции.

11 График экстраполирован на основе аргументов, указывающих на пагубное воздействие даже небольшого количества воды к жизни.См., Например, Крис Реманн, «Увеличение срока службы подшипников с помощью новой технологии уплотнения». Материалы Двадцать второго Международного симпозиума пользователей насосов, 2005 г.

% Срок службы подшипника

промывка (промывка здесь будет определяться как однократная очистка масляного резервуара для возврата масла как можно ближе к новому состоянию), поскольку можно избежать ежегодной или двухгодичной практики; это приводит к экономии примерно 25 000 долларов на промывку резервуара на 10 000 галлонов.И, как мы можем обычно видят, где выделенная фильтрация является политикой, срок службы масла может быть увеличен до 25 лет или дольше. Но без соответствующей фильтрации мы могли бы видеть замену масла примерно каждые 5 минут. годы; в недавнем разговоре с менеджером по работе с корпоративными клиентами Chevron из Малайзии было указано, что замена турбинного масла каждые 5 лет является нормой для большей части Азии, Индонезия и Малайзия. Разница между 5-летней заменой и 25-летней замена при нынешних ценах на турбинное масло (на резервуаре емкостью 10 000 галлонов) приведет к Стоимость на 600 000 долларов выше при замене каждые 5 лет.12 Должно быть легко увидеть простой обоснование, необходимое для системы кондиционирования масла для резервуара емкостью 10 000 галлонов, которая может стоить всего 100000 долларов США. Добавьте к затратам на замену потенциальные затраты на утилизацию, которые могут быть как около 5 долларов за галлон, и трудно понять, почему замена масла каждые 5 лет будет приемлемая практика.

Воздействие на окружающую среду

Это подводит нас к более сложному измерению энергоэффективности пара. турбинной системы, поскольку это может быть результатом оптимальной подготовки масла.Именно здесь мы можем постулировать теоретически выгода для окружающей среды, которую может оказать кондиционирование масла, просто с точки зрения сокращая отходы масла и, более комплексно, уменьшая количество потребляемой энергии (энергия ввод) паротурбинной установки. Для окружающей среды это особенно важно в случае уголь, как уже предлагалось, и, безусловно, является предметом большинства экологических проблем, в результате в регулировании, но также и в улучшенных технологиях, чтобы сделать то, что 12 Оценка основана на консервативной цене 15 долларов США за галлон стандартного турбинного масла ISO 32.

по-прежнему является наиболее распространенным и практичным ресурсом для производства электроэнергии. Помимо нового сплава материалы для покрытия как шейки, так и подшипников для повышения эффективности, недавние попытки уменьшить воздействие сжигания ископаемого топлива на окружающую среду включает улавливание и связывание CO2, представлены в усилиях по обезуглероживанию топлива, кислородном сжигании и улавливании дожигания, которое распространены несколькими способами.13 Другие попытки кажутся более сложными, но все же более сложными. перспективная технология газификации угля с ожидаемым повышением эффективности электростанций за счет От 33% до 60% при сокращении выбросов CO2 на 50%.14 В приведенной ниже таблице указаны исторический рост выбросов CO2 по отношению к общему эффекту парниковых газов15.

(В то время как CO2 увеличивается, SO2 и NO уменьшаются, увеличивая выбросы CO2. беспокойство.) Хотя каждая из вышеупомянутых идей по сокращению выбросов CO2 имеет свои преимущества, они могут отрицательно повлиять на общую эффективность процесса производства электроэнергии из-за их значительные потребности в энергии, а в некоторых случаях и в инфраструктуре. Это становится компромиссом, указывает на необходимость проведения большего анализа для лучшего общего плана уменьшения воздействия на окружающую среду.

13 Для более подробного объяснения этих процессов, а также привлекательности или отвращения к каждому из них как к жизнеспособным средствам уменьшая воздействие на окружающую среду, см. «Контроль выбросов CO2 на электростанциях: взгляд на перспективу», Марион, J., Nsakala, N., Griffin, T., and Bill, A .; www.netl.doe.gov/publications/proceedings/01/carbon_seq/1b2.pdf.
14 Цитируется в «Высокоэффективном угле / твердом сырье: усовершенствованная система газификации», US Climate Change Технологическая программа: технологические варианты на ближайшую и долгосрочную перспективу , ноябрь 2003 г., стр. 63.

15 Выдержка из «Технологии улавливания углерода и плана дорожной карты на 2006 год», Национальная энергетическая технология. Лаборатория, июнь 2006 г.

Если мы можем предположить связь между эффективностью и сниженными выбросами, то программа, направленная на повышение эффективности, поскольку она является результатом стандартных наилучших операционных Практика, как и в случае с кондиционированием масла, может рассматриваться как простая задача. Принимая во внимание финансовые показатели выше, обоснование и очевидная рентабельность инвестиций должны сделать это простым вывод сделать, но там, где предприятия по всему миру все еще заменяют масло каждые 5 лет, что-то не так.На следующем графике мы видим очевидную корреляцию между эффективностью и снижение воздействия на окружающую среду: 16

В то время как диаграмма фокусируется на первичной корреляции с выбросами и эффективностью для комбинированных газовые турбины цикла ALSTOM Power, проектирование и установка, информация актуальна показывают, что выбросы могут быть резко сокращены на 22% при увеличении всего на 12-15%. в эффективности всей турбинной системы. Эти цифры соответствуют прогнозу, приведенному выше. сокращения выбросов CO2 на 50% для повышения эффективности на 27%.Таким образом, можно ожидать сокращение выбросов на 1,4-1,8% на каждое повышение эффективности на 1,0%; мы будем использовать медиана 1,6% для любых будущих расчетов, финансовых или иных.

16 См. Примечание 12 для получения информации об источнике на диаграмме.

Мы снова возвращаемся к тому, с чего началась эта диверсия: влияние оптимального турбинного масла от кондиционирования до КПД турбины и связанного с этим воздействия на окружающую среду, теперь не зависящего от прозрачная экономия средств, оправдывающая использование специального оборудования для подготовки масла отдельно от заботы об окружающей среде и соблюдения любых нормативных требований, и даже отдельно от экономия потребляемой энергии.Чтобы продолжить, соединение должно быть выполнено теоретически, но логически, так как не проводилось всестороннего исследования идеальной смазывающей способности масла между металлическими компонентами паровых турбин. сделано; по крайней мере, не было обнаружено этим автором в то время, когда это было написано. Мы возвращаемся к соотношение, что идеальная смазывающая способность приводит к уменьшенному и минимальному коэффициенту трения, который в очередь приводит к большей эффективности:

Идеальная смазывающая способность ≈ Минимальный коэффициент трения ≈ Повышенная эффективность Исторически сложилось так, что промышленность слишком часто утверждала, что минимальное увеличение трения легче компенсируются увеличением энергии в системе для преодоления трения: «В то время как увеличенный крутящий момент, необходимый для преодоления повышенного сопротивления трения, очень мало беспокойства, побочные эффекты повышенной температуры подшипника и износ подшипника и / или журнал вызывают серьезную озабоченность.”17 Цель заключалась не в уменьшении экологических воздействие, которое считается незначительным, но, скорее, как указано, предотвращает более «дорогостоящие» подшипники и журнал износа. Такой образ мышления, возможно, отражает исторические обстоятельства низких цен на топливо, которые сделает незначительным дополнительное значение BTU, необходимое для увеличения крутящего момента привода.

Мы постоянно утверждали, что вода потенциально более опасна. загрязнение в системе смазки турбины; потому что вода имеет самый большой отрицательный удар по толщине пленки между цапфой и подшипником.Нарушение вязкости, окисление и потеря смазывающей способности масла сводят к минимуму толщину пленки - что является следствием

17 Научно-исследовательский институт электроэнергии, Руководство по обслуживанию систем смазки паровых турбин , «Подшипник Принципы смазки », 1986, стр. 6-3.

14

вредное влияние общего количества воды превышает точку насыщения турбинного масла. Эта «потеря» увеличивает нагрузку на вал и подшипник, что приводит к протиранию и снижению потенциала реализованный срок службы подшипника.Как минимум, это способствует большему риску преждевременного отказ, приводящий к дорогостоящим вынужденным отключениям. Повышенный коэффициент трения и соответствующий ввод энергии в систему для преодоления этого трения - вот что приводит к потере эффективность системы. Теоретически это можно представить на следующем графике:

Теоретическая потеря операционной эффективности из-за повышенного трения

10 8 6 4 2 0

0,1 0,2

0.3 0,4

0,5 0,6 0,7

0,8 0,9 1,0

Коэффициент трения

Эффективность Потеря

<0 0-2 2-4 4-6 6-8 8-10 > 10

Коэффициент полного удара может варьироваться; в зависимости от негативного воздействия, которое вода может присутствовать на всех подшипниках и валах, из которых состоит современная главная паровая турбина. система (обычно состоит из одной турбины высокого давления и трех турбин низкого давления).Первичные переменные включают нагрузку, скорость и результирующую вязкость масла; вторичные переменные включают зазор, поток масла и шероховатость поверхности в результате возможного истирания. Мы можем только предполагают, без дополнительных исследований, что потеря эффективности может быть в пределах менее 1%. до более чем 10%. Возвращаясь к рассмотрению того, что может быть незначительным или «второстепенным» энергозатратом. чтобы преодолеть повышенное трение, результирующее увеличение выбросов может быть порядка 1- 16% - конечно, немаловажно в сегодняшних условиях.

Параметр силы трения

Выводы

Если мы возьмем средний размер паровой турбины около 350 МВт и потеряем более 10-12 лет срока службы подшипников L10 - всего (по консервативным оценкам) 3% эффективности системы, это может привести к потере 10,5 МВт генерирующих потерь в любой момент времени или к увеличению энергии на 10,5%. вход для преодоления. Глядя на это с точки зрения рынка, есть более легкая ценность, которую можно ассоциировать с это 10.Убыток в эквиваленте 5 МВт (при типичной EBIT в размере 25 долларов США за МВт / час): при 300 рабочих днях на в среднем на турбинную систему, за 24 часа в течение этих 300 дней и потери 10,5 МВт в час, при рыночной стоимости EBIT в 25 долларов, убыток по консервативным оценкам может составить 1,9 млн долларов США. Мы можем посмотрите, как это приводит к увеличению энергозатрат, необходимых для поддержания эффективности системы при эти обстоятельства; потенциально обходится в 20-25% от этой цифры, что снова оправдывает финансовую специальная система кондиционирования масла для предотвращения возможных потерь.Воздействие на окружающую среду проявляется в увеличении выбросов CO2, а также выбросов SO2 и других вредных выбросов угольные электростанции. Если уголь останется основным источником топлива для выработки энергии поколения (примерно 40% в мире), то имеет смысл оптимизировать операционные эффективность, которая положительно влияет на сокращение текущих расчетных глобальных выбросов: 18

7,7 миллиона метрических тонн SO2
3,1 миллиона метрических тонн оксида азота
5,9 миллиарда метрических тонн CO2

Если специализированная система кондиционирования турбинного масла легко оправдывает «все», то почему бы нам не избежать культуры и политики прошлого, когда топливо и энергия были дешевыми? Опять же, обычное смысл должен применяться.Необходимость уменьшения воздействия на окружающую среду должна быть мотиватором, если не по сравнению с эксплуатационной выгодой, а затем в качестве существенного дополнения к ней.

18 Управление энергетической информации, отчет №: DOE / EIA-0383 (2006).

Система смазочного масла

- обзор

Детали двигателя W64

Блок двигателя : Wärtsilä предполагает, что чугун с шаровидным графитом был естественным выбором для современных блоков цилиндров из-за его свойств прочности и жесткости, а также свободы, которую дает литье.Оптимальное использование современных литейных технологий позволило объединить большинство масляных и водяных каналов, что привело к созданию двигателя практически без труб с чистым внешним видом. Упругая установка, ставшая теперь обычным явлением, требует жесткой рамы двигателя; Интегрированные каналы, разработанные с учетом этого, служат двойной цели.

Коленчатый вал и подшипники : достижения в области развития горения требуют кривошипно-шатунной передачи, которая может надежно работать при высоком давлении в цилиндре. Коленчатый вал должен быть прочным, а удельные нагрузки на подшипник должны поддерживаться на приемлемом уровне; это было достигнуто за счет оптимизации ходовых размеров кривошипа и галтелей.Удельные нагрузки на подшипники консервативны, а расстояние между цилиндрами (важно для общей длины двигателя) сведено к минимуму. Помимо низких нагрузок на подшипники, другим важным фактором безопасной работы подшипников является толщина масляной пленки. Большая толщина пленки в коренных подшипниках обеспечивается за счет оптимальной балансировки вращающихся масс, а в подшипниках шатуна - за счет не имеющих канавок опорных поверхностей в критических областях. Все эти особенности обеспечивают свободный выбор наиболее подходящего материала подшипника.Применяются и другие концепции подшипников с толстыми подушками, проверенные на двигателе Wärtsilä 46 (см. Стр. 698).

Поршень и кольца : жесткий композитный поршень со стальной головкой и юбкой из чугуна с шаровидным графитом уже много лет применяется для дизельных двигателей с высокими номинальными характеристиками, чтобы обеспечить надежность в условиях высокого давления в цилиндре и температуры сгорания. Запатентованная Wärtsilä смазка юбки применяется для минимизации потерь на трение и обеспечения надлежащей смазки поршневых колец и юбки.Каждое кольцо в пакете из трех колец имеет размеры и профиль для конкретной задачи. Баланс давления над и под каждым кольцом имеет решающее значение для предотвращения отложений нагара в кольцевых канавках двигателя, работающего на тяжелом топливе (рис. 24.28).

Рис. 24.28. Пакет из трех колец для поршня двигателя Wärtsilä 64; обратите внимание на антиполировочное кольцо, встроенное в верхнюю гильзу цилиндра (вверху справа).

Гильза цилиндра и антиполировочное кольцо : толстая гильза с высоким воротником спроектирована с жесткостью, необходимой для того, чтобы выдерживать как силы предварительного напряжения, так и давления сгорания, практически без деформации.Его температура регулируется за счет охлаждения отверстия в верхней части манжеты, что позволяет снизить тепловую нагрузку и избежать коррозии, вызванной серной кислотой. Охлаждающая вода распределяется по вкладышам с помощью простых водораспределительных колец на нижнем конце манжеты. На верхнем конце гильзы установлено антиполировочное кольцо, которое устраняет полировку отверстия и снижает расход смазочного масла. Функция кольца заключается в калибровке углеродных отложений, образующихся на верхней контактной площадке поршня, до толщины, достаточно малой, чтобы предотвратить любой контакт между стенкой гильзы и отложениями в любом положении поршня.Когда нет контакта между гильзой и отложениями на верхней поверхности поршня, поршень не может соскребать масло вверх; в то же время значительно снижается износ футеровки.

Шатун : трехкомпонентный стержень со всеми обработанными сильно нагруженными поверхностями является самой безопасной конструкцией для двигателей такого размера, предназначенных для непрерывной работы при высоких давлениях сгорания, согласно Wärtsilä. Для облегчения обслуживания и доступа верхняя поверхность шарнира расположена прямо над корпусом подшипника шатуна.Для одновременного затягивания всех четырех винтов разработан специальный гидравлический инструмент. Промежуточная пластина со специальной обработкой поверхности расположена между основными частями, чтобы исключить любой риск износа контактных поверхностей.

Головка блока цилиндров : высокая надежность и простота обслуживания требовались от жесткой конической / коробчатой ​​конструкции, способной выдерживать высокое давление сгорания и обеспечивать как круглость гильзы цилиндра, так и равномерный контакт между выпускными клапанами и их седлами.Конструкция головки основана на четырехвинтовой концепции, разработанной Wärtsilä и применяемой более 20 лет. Такая конструкция также обеспечивает свободу, необходимую для проектирования впускных и выпускных отверстий с минимальными потерями потока. Конструкция порта была оптимизирована с использованием анализа вычислительной гидродинамики (CFD) в сочетании с полномасштабными измерениями расхода. Обширный опыт Wärtsilä в сжигании тяжелого топлива способствовал разработке конструкции выпускного клапана, основным критерием для которой является правильная температура; это достигается за счет тщательно контролируемого охлаждения и отдельного контура охлаждения седла для обеспечения длительного срока службы клапанов и седел.

Система впрыска топлива : технология сплит-насоса, впервые представленная в двигателе W64, предлагает преимущества с точки зрения эксплуатационной гибкости, механической прочности и экономической эффективности. Время впрыска топлива можно свободно регулировать независимо от количества впрыска, а настройка параметров впрыска в соответствии с условиями работы двигателя улучшает характеристики двигателя и снижает выбросы выхлопных газов. Меньшие элементы насоса закрытого типа, полученные в результате крупносерийного производства двигателей меньшего размера, снижают механические нагрузки и повышают надежность, в то время как более низкие нагрузки на ролики, толкатели и кулачки повышают надежность привода насоса.

Это новое решение было продиктовано, когда производители ТНВД предположили, что для такого большого среднеоборотного двигателя будет очень сложно изготавливать плунжеры насоса такого размера и точности, которые необходимы для обеспечения надежности, присущей двигателям меньшей конструкции. Поскольку мощность Wärtsilä 64 примерно вдвое больше, чем у установленной Wärtsilä 46, было решено использовать два поршня (каждый размером примерно W46) на цилиндр двигателя.

Два поршня имеют несколько разные функции (рис.24.29). Оба нагнетают топливо на каждом такте и подключены к одной и той же магистрали, откуда топливо подается в форсунку по единой магистрали высокого давления. Хотя оба поршня перекачивают топливо одинаково, для регулировки количества топлива необходимо управлять только одним из них. Это позволило зарезервировать другой плунжер для другой задачи: поворачивать его для управления моментом впрыска во время работы двигателя. Таким образом, открылись новые возможности для управления различными режимами нагрузки и качества топлива, включая возможность замедления впрыска, когда требуются более низкие значения выбросов NOx.

Рис. 24.29. Функции сдвоенных плунжеров топливного насоса для двигателя Wärtsilä 64.

Конструкция топливного насоса способствует повышению надежности за счет разделения нагрузки плунжера между двумя кулачками и роликами, что снижает нагрузку на эти компоненты и гарантирует безопасную работу при давлении впрыска до 2000 бар. Соответствующие толкатели для этих компонентов интегрированы в тот же корпус, что и толкатели для впускных и выпускных клапанов.

Топливная система высокого давления была спроектирована и испытана на долговечность при давлении 2000 бар; фактическое давление впрыска около 1400 бар, таким образом, представляет собой значительный запас прочности.Для насосного элемента не требуется смазочное масло, поскольку плунжер имеет износостойкое покрытие с низким коэффициентом трения. Профилированная геометрия плунжера сохраняет зазор между плунжером и цилиндром небольшим, позволяя лишь минимальному количеству масла проходить вниз по плунжеру; небольшая утечка собирается и возвращается в топливную систему. Исключается возможность смешивания топлива со смазочным маслом. Форсунки и держатели форсунок изготовлены из высококачественной закаленной стали, чтобы выдерживать высокие давления впрыска и, в сочетании с масляным охлаждением форсунок, увеличивать срок их службы.

Безопасность топливной системы низкого давления обеспечивается запатентованной Wärtsilä концепцией нескольких корпусов. Топливопровод состоит из каналов, просверленных в литых деталях, которые прочно закреплены на блоке двигателя и соединены друг с другом простыми вставными соединениями для облегчения сборки и разборки. Насосы соединены вместе, образуя полную топливную магистраль низкого давления с подающим и обратным каналами; отпадает необходимость в сварных трубах. Безопасность дополнительно повышается за счет размещения всех систем низкого и высокого давления в полностью закрытом отсеке.

Система турбонаддува : на основе неохлаждаемых турбонагнетателей с внутренними подшипниками скольжения, смазываемыми из системы смазочного масла двигателя. Система турбонаддува Spex является стандартной, с опцией перепускной заслонки выхлопных газов или байпаса воздуха в зависимости от области применения. Spex, который использует импульсы давления, не нарушая продувку цилиндра, описан в разделе «Wärtsilä 46». Интерфейс между двигателем и турбонагнетателем усовершенствован, что исключает необходимость использования всех приспособлений и трубопроводов, которые раньше использовались.

Система охлаждения : разделена на отдельные контуры HT и LT (рис. 24.30). Температура гильзы цилиндра и головки блока цилиндров регулируется по контуру HT; температура системы поддерживается на высоком уровне (около 95 ° C) для безопасного воспламенения / сжигания некачественного тяжелого топлива, в том числе при работе при низких нагрузках. Дополнительное преимущество - максимальная рекуперация тепла. Чтобы еще больше увеличить рекуперируемое тепло от этого контура, он подключен к высокотемпературной части двухступенчатого охладителя наддувочного воздуха.Водяной насос HT встроен в модуль крышки насоса на свободном конце двигателя; Таким образом, весь контур HT практически не имеет труб.

Рис. 24.30. Система водяного охлаждения двигателя Wärtsilä 64.

Контур LT обслуживает часть LT охладителя наддувочного воздуха и встроенный охладитель смазочного масла. Он полностью интегрирован с такими частями двигателя, как водяной насос LT с модулем крышки насоса, термостатический клапан LT с модулем смазочного масла и передаточные каналы в блоке двигателя.Кроме того, контур LT обеспечивает отдельное охлаждение седел выпускных клапанов и более низкую температуру седла / клапана, что способствует увеличению срока службы этих компонентов. Насосы с прямым приводом обеспечивают безопасную работу даже при кратковременном отключении электроэнергии.

Система смазочного масла : все двигатели W64 оснащены полностью встроенной системой смазки, состоящей из:

Модуль крышки насоса: главный винтовой насос с приводом от двигателя со встроенным предохранительным клапаном; модуль предварительной смазки; винтовой насос предварительной смазки с электрическим приводом; клапан регулирования давления; и центробежный фильтр для индикации качества смазочного масла.

Модуль смазочного масла: охладитель смазочного масла; масляные термостатические клапаны; полнопоточный автоматический фильтр; и специальные фильтры для приработки перед каждым коренным подшипником, распределительным валом и турбокомпрессором.

В двигателях с рядным цилиндром модуль смазочного масла всегда расположен на задней стороне двигателя, в то время как в двигателях V-образного сечения он может быть установлен на двигателе на маховике или на свободном конце, в зависимости от положения турбонагнетателя. Фильтрация смазочного масла основана на использовании фильтра с автоматической обратной промывкой, который требует минимального обслуживания и не требует одноразовых фильтрующих картриджей.

Система автоматизации : интегрированная в двигатель система WECS является стандартной и имеет следующие основные элементы:

Шкаф главного блока управления (MCU), который включает сам MCU, релейный модуль с резервным функции, локальный дисплей (LDU), кнопки управления и резервные инструменты. MCU обрабатывает всю связь с внешней системой.

Распределенный блок управления (DCU), обрабатывающий передачу сигнала по шине CAN на MCU.

Блоки мультиплексирования датчиков (SMU), передающие информацию датчика в MCU.

Программное обеспечение, загружаемое в систему, легко настраивается в соответствии с приборами и функциями безопасности и управления, необходимыми для каждой установки. Шкаф MCU хорошо защищен и встроен в двигатель; большая часть оставшегося оборудования размещена в специальном электрическом отсеке рядом с двигателем.

Газотурбинная установка для морской добычи нефти (пересмотренная) | Западное региональное совещание SPE

Американский институт горных, металлургических и нефтяных инженеров, Inc.

Этот документ был подготовлен для 45-го Ежегодного Калифорнийского регионального собрания Общества инженеров-нефтяников AIME, которое состоится в Вентуре, Калифорния, 2–4 апреля 1975 г. Разрешение на копирование ограничено тезисом не более 300 слов. Копирование иллюстраций запрещено. Аннотация должна содержать четкое указание на то, где и кем представлена ​​статья. Публикация в другом месте после публикации в JOURNAL OF PETROLEUM TECHNOLOGY или ОБЩЕСТВЕ публикации в JOURNAL OF PETROLEUM TECHNOLOGY или SOCIETY OF PETROLEUM ENGINEERS JOURNAL обычно предоставляется по запросу редактору PETROLEUM ENGINEERS JOURNAL по запросу. журнал при условии, что дано согласие на предоставление должного кредита.

Приглашаем к обсуждению данной статьи. Три копии любого обсуждения следует отправлять в офис Общества инженеров-нефтяников. Такое обсуждение может быть представлено на вышеупомянутом заседании и вместе с докладом может быть рассмотрено для публикации в одном из двух журналов SPE.

Реферат

За последние восемь лет газовые турбины превратились в надежные, не требующие технического обслуживания и универсальные первичные двигатели, легко адаптируемые к эксплуатации на нефтяных месторождениях. Это продемонстрировано компанией Union Oil, управляемой компанией Grayling Platform, Кук-Инлет, Аляска, которая имеет двадцать одну газовую турбину мощностью 1100 л.с., приводящую в движение центробежные газовые компрессоры, центробежные насосы для нагнетания воды, насос для транспортировки нефти и генераторы переменного тока.

Газовые турбины, оборудование с их приводом и принадлежности могут эксплуатироваться и обслуживаться при добыче нефти на шельфе Аляски всего за 4,38 доллара США в месяц. Это по сравнению с 4,22 долл. США на л.с. в месяц в 1971 году.

Доступность турбины постоянно превышает 99 процентов, а доступность компрессорной установки превышает 98,7 процента.

Все данные основаны на накопленных 750 000 часов работы двигателя в период с 1968 по 1974 год.

Введение

Платформа Grayling, залив Кука, Аляска, в настоящее время оснащена двадцатью одним газотурбинным двигателем Solar Saturn мощностью 1100 л.с., приводящим в движение различные типы оборудования.

Шесть из этих турбин со скоростью 22 300 об / мин используются в качестве первичных двигателей, приводящих через коробки передач многоступенчатые центробежные насосы для нагнетания воды, способные подавать более 70 000 баррелей в сутки при давлении 3500 фунтов на кв. Четыре другие турбины развивают мощность 750 кВт, фунт / кв. Четыре другие турбины приводят в действие генераторы мощностью 750 кВт, 480 В, 60 Гц для всей платформы переменного тока. блок питания переменного тока платформы. Для сжатия газа требуется самый большой блок лошадиных сил, потому что скважины Grayling добываются с помощью газлифта. Две газлифтные установки произведены с газлифтом.В эксплуатации находятся две газлифтные установки, одна с тремя центробежными компрессорами с турбинным приводом, работающими последовательно и производящими от 15 до 18 MMCF / D при давлении 1300 фунтов на квадратный дюйм. Другой завод имеет пять турбин в качестве первичных двигателей, каждая из которых приводит в действие центробежные компрессоры. Три компрессора нижней ступени работают параллельно, нагружая два компрессора верхней ступени параллельно и обеспечивая от 22 до 27 MMCF / D при давлении 1250 фунтов на кв. Дюйм, с коэффициентами сжатия, приближающимися к пяти на ступень. Две турбины приводят в движение центробежные компрессоры для транспортировки газа на берег.

Одна дополнительная турбина приводит в движение центробежный насос, перекачивающий нефть на берег. Все эти агрегаты перекачивают нефть на берег.