Ứng dụng lọc dầu tĩnh điện trong hệ thống dầu tuabin

Tóm tắt: Chất lượng dầu bôi trơn tuabin và dầu thủy lực chống cháy ảnh hưởng trực tiếp đến hoạt động an toàn, tin cậy của tổ máy tuabin.Với xu hướng sử dụng tua bin công suất lớn, thông số cao, yêu cầu về độ sạch của dầu bôi trơn tua bin và dầu thủy lực chống cháy ngày càng cao.Bài báo này giới thiệu nguyên lý, hoạt động của máy lọc dầu tĩnh điện và trình bày ứng dụng của nó trong dầu bôi trơn tuabin và dầu thủy lực chống cháy.

Từ khóa: lọc dầu tĩnh điện, màng dầu, dầu bôi trơn, dầu thủy lực chống cháy, tuabin.

Giới thiệu
Hệ thống bôi trơn tuabin hơi sử dụng dầu bôi trơn tuabin hơi và dầu thủy lực chịu được hệ thống điều khiển thủy lực, có các yêu cầu nghiêm ngặt trong vận hành thiết bị, như độ nhớt, ô nhiễm hạt, độ ẩm, giá trị axit, khả năng chống oxy hóa, khả năng chống nhũ tương [1-2], ô nhiễm hạt đặc biệt quan trọng, liên quan đến độ mòn của trục rôto tuabin và ổ trục, hệ thống điều khiển, tính linh hoạt của van và van servo, ảnh hưởng trực tiếp đến an toàn vận hành của thiết bị tua bin hơi nước.

Với sự phát triển của thiết bị tua bin hơi nước theo hướng công suất lớn và thông số cao, nhằm giảm kích thước kết cấu của động cơ dầu, dầu thủy lực chống cháy phát triển theo hướng áp suất cao [3-4].Với việc cải thiện các yêu cầu về độ tin cậy khi vận hành thiết bị, yêu cầu về độ sạch của dầu bôi trơn tuabin hơi và dầu thủy lực chống cháy ngày càng cao hơn.Để đảm bảo chỉ số chất lượng dầu trong quá trình vận hành thiết bị luôn được kiểm soát trong phạm vi tiêu chuẩn, cần phải xử lý lọc dầu trực tuyến bằng dầu bôi trơn và dầu thủy lực chống cháy nên việc lựa chọn máy lọc dầu và hiệu quả xử lý của nó sẽ trực tiếp ảnh hưởng đến sự an toàn và độ tin cậy của hoạt động tuabin hơi.

Loại máy lọc
Các loại máy lọc dầu khác nhau tùy theo nguyên lý lọc.Máy lọc dầu có thể được chia thành lọc cơ học, lọc ly tâm và lọc hấp phụ tĩnh điện (như trong Bảng 1).Trong kỹ thuật thực tế, một số phương pháp xử lý khác nhau thường được áp dụng kết hợp.

1.1 Máy lọc dầu cơ khí
Máy lọc dầu cơ học có nhiệm vụ ngăn chặn các tạp chất dạng hạt trong dầu thông qua bộ phận lọc cơ học, tác dụng lọc của nó liên quan trực tiếp đến độ chính xác của bộ lọc cơ học, độ chính xác của bộ lọc lên tới 1 um, loại máy lọc dầu này được sử dụng rộng rãi trong hệ thống điện.Nói chung, máy lọc dầu kép, màn hình lọc dầu hồi và màn hình lọc trực tuyến được cấu hình trong hệ thống dầu bôi trơn đều thuộc về máy lọc dầu cơ học.Các tạp chất hạt lớn trong hệ thống dầu bôi trơn có thể được loại bỏ bằng máy lọc dầu cơ học, và các tạp chất hạt nhỏ có thể được loại bỏ bằng bộ phận lọc cơ học chính xác.
Nhược điểm của máy lọc dầu cơ học: độ chính xác lọc càng cao thì lực cản tương ứng càng lớn, tổn thất áp suất cấp dầu càng lớn;tỷ lệ tuổi thọ của phần tử lọc ngắn hơn, công việc cần thay thế phần tử lọc thường xuyên trong công việc, hoạt động không thể gây ô nhiễm nhân tạo;không thể lọc nước và keo trong dầu một cách hiệu quả. Chất và mảnh vụn nhỏ hơn kích thước của máy lọc.Để khắc phục những nhược điểm trên, trong các ứng dụng kỹ thuật, máy lọc dầu cơ học thường kết hợp với các phương pháp hóa học ròng khác (như khử nước chân không, v.v.), được sử dụng cùng nhau để đạt được hiệu quả hợp lý ở vị trí tốt nhất.

1.2 Máy lọc dầu ly tâm

Công nghệ lọc ly tâm của máy lọc dầu là sử dụng máy ly tâm để lọc sạch dầu trong bể.Bằng cách quay các hạt chứa dầu và các chất ô nhiễm khác ở tốc độ cao, mật độ lớn hơn các tạp chất dầu ly tâm ra ngoài, để đạt được mục đích tách dầu sạch.Ưu điểm của nó là việc loại bỏ nước tự do và các hạt tạp chất lớn có tác dụng tốt, khả năng xử lý lớn, nhược điểm là việc loại bỏ các hạt nhỏ kém và không thể loại bỏ nước không tự do.Máy lọc dầu ly tâm được sử dụng rộng rãi trong xử lý nhiên liệu trong nhà máy tuabin khí và thường được sử dụng kết hợp với xử lý lọc cơ học trong hệ thống dầu bôi trơn tuabin hơi.Do vòng quay tốc độ cao của máy ly tâm cũng lớn nên thiết bị ồn ào, môi trường làm việc kém, khối lượng lớn và nặng nề.

1.3 Máy lọc dầu tĩnh điện

Máy lọc dầu tĩnh điện chủ yếu sử dụng trường tĩnh điện cao áp do máy phát tĩnh điện tạo ra để làm cho các hạt ô nhiễm trong dầu chứa các ion tĩnh điện và được gắn vào sợi dưới tác dụng của điện trường.Nguyên lý được thể hiện trên Hình 1. Do nguyên lý hấp phụ chứ không phải qua lọc, máy lọc dầu tĩnh điện có thể loại bỏ tất cả các loại tạp chất có kích thước 0,02 μm, kể cả vật liệu kim loại cứng, các hạt mềm.

Đặc điểm của máy lọc dầu tĩnh điện:

(1) Độ chính xác tinh chế cao, độ chính xác của bộ lọc lên tới 0,1 μ m, Có thể loại bỏ các chất ô nhiễm dưới micron;
(2) có thể kết hợp hiệu quả hệ thống chân không và hệ thống kết hợp, Có thể nhanh chóng loại bỏ nước và khí;
(3) tốc độ thanh lọc nhanh, Có thể xử lý nhanh các hạt, làm sạch nhanh;Tốc độ dòng chảy lớn, Có thể đáp ứng nhu cầu giặt giũ;
(4) Hệ thống làm sạch, thông qua công nghệ lọc trùng hợp tĩnh điện sẽ không chỉ loại bỏ các tạp chất và hạt trong dầu mà còn có thể loại bỏ các sản phẩm axit, keo sống, bùn dầu, vecni và các chất có hại khác để làm sạch, ngăn ngừa tái sinh, cải thiện dầu chỉ số sản phẩm;
(5) Phạm vi ứng dụng rộng rãi, ngay cả khi độ ẩm trong dầu vượt quá tiêu chuẩn, nhưng cũng có thể hoạt động bình thường.

2 Sơn bóng
2.1 Nguy hiểm của vecni
"Véc ni" còn được gọi là sự tích tụ carbon, keo, vật liệu sơn mài, hóa chất oxy đàn hồi, da sáng chế, v.v., là một dung dịch không hòa tan có màu cam, nâu hoặc đen của trầm tích màng, là sản phẩm của sự suy giảm dầu.Sau khi lớp sơn bóng xuất hiện trong hệ thống dầu bôi trơn tuabin hơi, trượt vào bên trong ổ trục. Lớp sơn bóng được hình thành sẽ dễ dàng bám vào bề mặt kim loại, đặc biệt là ở hầu hết các vòng bi. Khe hở nhỏ dẫn đến độ dày màng dầu tối thiểu và áp suất màng dầu tối đa Lớn, khả năng chịu lực giảm, nhiệt độ dầu bôi trơn tăng, độ an toàn của bạc lót ổ trục sẽ ảnh hưởng xấu [4,10-11].
Hiện tượng vecni và tác hại của nó ở Châu Âu và Châu Mỹ, Nhật Bản đã được đánh giá cao, Hoa Kỳ Quốc gia này đã xây dựng tiêu chuẩn phát hiện vecni (ASTM D7843-18), và Chỉ số xu hướng vecni được đưa vào chỉ số đánh giá thay dầu.Nước ta cũng đã liệt kê sơn bóng là hạng mục thử nghiệm tính theo GB/T 34580-2017.

Những mối nguy hiểm của vecni như sau

(1) do nhiệt độ làm việc của bề mặt ổ trục cao nên lớp sơn bóng dễ bám vào bề mặt làm việc của con thoi, theo thời gian bề mặt sẽ ở trạng thái nóng chảy (xem hình 2);

:(2) giải phóng khối và tăng ma sát;
(3) chặn máy lọc và gây hư hỏng thiết bị;
(4) lớp sơn bóng bám trên bộ làm mát dẫn đến khả năng tản nhiệt kém, nhiệt độ dầu tăng và quá trình oxy hóa dầu;
(5) Véc ni có tính phân cực, dễ bám vào kim loại hoặc các hạt rắn, gây hao mòn thiết bị.

2.2 tẩy sơn bóng

Dầu bôi trơn “hạt mềm” của vecni và bùn thải chiếm hơn 80% tổng lượng chất ô nhiễm [12-13], do kích thước “hạt mềm” nhỏ nên nếu sử dụng phương pháp lọc cơ học vi mô rất dễ gây ra hiện tượng máy lọc , hiệu ứng lọc và tắc nghẽn của bộ lọc lõi không phải là lý tưởng, và sự hấp phụ trường hạt của bộ lọc tĩnh điện trên bộ thu, do đó, có thể loại bỏ hiệu quả các hạt nhỏ trong các chất ô nhiễm dầu và công suất quy mô lớn, do đó được sử dụng rộng rãi ở nước ngoài để loại bỏ vecni và bùn trong dầu.Máy lọc dầu tĩnh điện không chỉ có thể loại bỏ hiệu quả lớp sơn bóng trong dầu bôi trơn mà còn rửa sạch lớp sơn bóng bám trên bề mặt kim loại để đảm bảo thiết bị vận hành an toàn và kéo dài tuổi thọ của dầu.

1.Ứng dụng lọc dầu tĩnh điện trong hệ thống dầu bôi trơn

Khi một nhà máy điện ở Phòng Thành Cảng đại tu máy 3 # vào tháng 6 năm 2019, người ta phát hiện hiện tượng sơn bóng rất rõ ràng trên gạch trục (như trong Hình 3) và các vết xước rõ ràng.Phát hiện sơn bóng sau khi thử nghiệm lấy mẫu dầu Chỉ số xu hướng màng vượt tiêu chuẩn, đạt 18,2.Hệ thống dầu bôi trơn của đơn vị Được trang bị máy lọc dầu kép, máy lọc dầu hồi, máy lọc trực tuyến nhưng đều thuộc về máy lọc cơ học nên khó loại bỏ lớp sơn bóng.Ngoài ra, nhà máy điện đã mua một máy lọc dầu ly tâm thương hiệu nhập khẩu, cũng không thể đánh bật được lớp sơn bóng.
Thùng dầu bôi trơn của máy 3# này có dung tích 43 m³, sử dụng dầu tuabin hơi Great Wall TSA 46 (loại A).Để buộc chặt lớp dầu bôi trơn này trong lớp sơn bóng được loại bỏ hoàn toàn, đồng thời ngăn chặn lớp sơn bóng quay trở lại, người ta thiết kế VOC-E-5000 với lưu lượng 3000 L/h, loại máy lọc tĩnh điện được sản xuất Máy dầu (như hình 4), và áp dụng cho dầu bôi trơn của nhà máy điện Fangzhenggang Tái sinh tinh khiết.Dầu tinh khiết được lấy mẫu thường xuyên ở mức 1000 mL. Trong phòng thí nghiệm của các tổ chức thử nghiệm bên thứ ba, Shanghai Runkai và Viện Nghiên cứu Quảng Châu, phân tích.