انتخاب و تعويض روغن هاي توربين

[spow 44197]

در پاسخ به اين سئوال كه عمر روغن توربين چقدر است بايد گفت هر تخمين دقيق يا هر تلاشي در اين رابطه بستگي به متغييرات و فاكتورهاي زيادي دارد كه اين امر را غيرممكن مي سازد. براي مثال سازندگان روغن توربين، عمر روغن توربين هاي گازي را5 تا15 سال تخمين مي زنند.

عوامل اصلي تاثير گذار در طول عمر روغن توربين عبارتند از: آب، گرما، آلودگي، ساعات كاركرد و دفعات تعميرات.

ولي مساله غيرقابل انكار در مورد اين قبيل روغنها اين است كه روغنهاي توربين كه از كيفيت بالايي برخوردار بوده و بطور دقيق آزمايش و نگهداري شده اند بيشتر از روغنهاي بي كيفيت دوام مي آورند.

براي اينكه اهميت روغن توربين ازنظر اقتصادي بيشتر روشن شود به بيان چند مثال مي پردازيم: تصور كنيد در يك توربين، فولادي با وزن بيش از100 تن با سرعت 3600rpm درحال چرخش است و بوسيله ياتاقان هايي كه در بالشتكي از روغن با ضخامت كمتر از موي انسان حمايت مي شود.

اگر روغن وظيفه خود را خوب انجام ندهد خسارت زيادي وارد شده و ممكن است در يك نيروگاه خسارت مالي به ميليونها دلار برسد. يك نيروگاه معمولي تقريباً 50MWhr دلار در زمانهايي (non peak) كه پيك نداريم و1000MWhr دلار در زمانهاي پيك الكتريسته مي فروشد. انتخاب و نگهداري بد روغنهاي توربين منجر به كاهش و هدر رفتن توليد به ميزان500 هزار دلار در روز مي شود.

يكي ديگر از مسائل اساسي كه به عنوان بخشي از فرآيند انتخاب ارزيابي مي شود، خدمات و تعهد فروشندگان است كه بايد در زمان تهيه روغن براي توربين هاي بخار، گازي، آبي و هوايي در نظر گرفته شود.

 

نحوه انتخاب روغن توربين

دانستن خواص فيزيكي و شيميايي روغنهاي توربين در مقايسه با ساير روغنها قبل از وارد شدن به فرآيند انتخاب، اهميت زيادي دارد. در توربين هاي بخار، گازي و آبي از دسته اي از روغنها استفاده مي شود كه روغنهاي R&O ناميده مي شود. (ضدزنگ و ضد اكسيداسيون.)

شكل هندسي توربين، چرخ هاي عملياتي، دفعات تعميرات، دماي عملياتي و در معرض آلودگي قرار گرفتن عواملي هستند كه در انتخاب روغن براي يك توربين بايد در نظر گرفته شود. روغن توربين داراي عمري طولاني بوده و در مخزن هايي با ظرفيت بين1000 تا20000 گالن نگهداري مي شود و مقادير جبران كاهش روغن توربين كه تقريباً5 درصد در سال است از همان نوع روغن اوليه مي بايست تامين شود.

يكي از عوامل اصلي تعيين كننده روغن توربين ثبات اكسيداسيون آن است. پايداري در برابر اكسيداسيون به حرارت، هواي موجود در آب و ذرات آلاينده بستگي دارد. ادتيوهايي كه به روغنهاي توربين به منظور بالا رفتن عمر آن افزوده مي شوند عبارتند از بازدارنده هاي اكسيداسيون و زنگ زدگي و Demulsibility .

برعكس عملكرد روغن موتورهاي بنزيني و گازوئيلي روغنهاي توربين طوري فرموله مي شوند كه آب به درون آنها وارد شود. همچنين روغنهاي توربين برعكس روغنهاي موتور نيازي به تعويض در زمانهاي منظم و مكرر نداشته و همچنين به اين دسته از روانكارها افزودني پاك كننده اضافه نمي شود.

 

بررسي روغنهاي توربين در انواع توربين ها

انواع توربين ها عبارتند از: بخار، گازي، آبي و هوايي.

توربين هاي بخار: روغن توربيني كه خوب نگهداري شده و با روغن مناسب ساخته شده باشد1 تا15 سال عمر مفيد خواهد داشت. زماني كه روغن توربين بخار زودتر از موعد مقرر، نامناسب شود به علت اكسيد شدن بر اثر آلودگي آب است.

آب از مقاومت روغن توربين در برابر اكسيداسيون مي كاهد و به تشكيل ذرات كمك مي كند و در واقع همانند يك كاتاليست اكسيد كننده عمل مي كند. آب از راههاي گوناگون وارد سيستم روغنكاري توربين هاي بخار مي شود. به عنوان مثال از طريق نشتي gland . چون شنت توربين از ميان محفظه توربين (Turbine casing) عبور مي كند آب نفوذ مي كند. در نتيجه وضعيت gland seal فشار بخار سيلينگ و محل vacuum condenser تاثير بسزايي در مقدار آب ورودي به سيستم روغنكاري خواهد داشت.

همچنين حرارت نيز بدليل افزايش اكسيداسيون عمر روغن توربين را پايين مي آورد. به طور معمول در عملكرد توربين بخار، درجه حرارت ياتاقانها71 تا69 درجه سانتيگراد و دماي مخزن روغن69 درجه سانتيگراد است. به ميزان هر10 درجه سانتيگراد بالاتر از60 درجه سانتيگراد مقدار اكسيداسيون21 برابر مي شود. يك روغن با پايه معدني در حرارت هاي بالاي82 درجه سانتيگراد به سرعت شروع به اكسيد شدن مي كند.

البته ياتاقانهاي گرد (Tin-babbited) تا دماي121 درجه سانتيگراد تحمل دمايي دارند كه اين عدد كمي بيش از محدوده دماي روغنهاي توربين مي باشد.

توربين هاي گازي: علت اصلي خراب شدن زود هنگام روغن در بيشتر توربين هاي گازي دماي زياد عمليات است. پس براي توربين هاي گازي مي بايست روغنهاي توربين مقاوم در برابر حرارت انتخاب شود واحدهاي بزرگ امروزي روغن را در محدوده دمايي بين71 تا121 درجه سانتيگراد روغن را مورد استفاده قرار مي دهند.

به همين جهت OEM تاكيد دارد كه آزمايشهاي RPVOT- ASTM D2272 و TEST- ASTM D943 و آزمايش هايي براي اندازه گيري پايداري اكسيداسيون در روغن توربين هاي گازي انجام گيرد تا پايداري اكسيداسيون روغن در دماهاي بالا اندازه گيري شود.

از اواسط دهه1990 اصول نوين روانكاري توربين هاي گازي مطرح شد. اين اصول عبارتند از: چرخه هاي عملياتي، مشخصه هاي روغنكاري و ... .

توربين هاي آبي: عمده گريدهايي از روغن توربين كه در اين توربين ها مورد استفاده قرار مي گيرند عبارتند از ISO VG 46، 68 . با توجه به حضور دائمي آب در اين سيستم ها، خاصيت هاي Demulsibility، R&O (جدايش از آب) و پايداري هيدروليكي از جمله پارامترهاي كليدي در انتخاب روغنهاي مورد استفاده هستند.

توربين هاي بادي: اين قبيل توربين ها احتياج به روغن توربيني دارند كه پايداري زيادي در برابر اكسيداسيون داشته باشد. در اين نوع توربين ها روغن به طور مستقيم با سطح فلزي در تماس است كه دمايي در حدود316 تا204 درجه سانتيگراد دارند. همچنين دماي مخزن روغن نيز بين121 تا71 درجه سانتيگراد است.

علاوه بر اينكه روغن در توربين هاي گازي براي روانكاري به كار مي رود، براي انتقال حرارت به مخزن روغن نيز مورد استفاده قرار مي گيرد. همچنين سيكل چرخشي اين روغنها، استرس گرمايي و اكسيدكنندگي قابل توجهي را به روغن وارد مي كند.

كليه موارد ذكر شده لزوم استفاده از روغنهاي بسيار مرغوب را الزامي مي كند.

توربين هاي بادي با مخازن روغن بسيار كوچكتري كار مي كنند ظرفيت مخازن اين توربين ها بطور معمول كمتر از 50 Gal است. سرعت روتر اين توربينها بين 8000 rpm تا 20000 rpm است و با ياتاقانهاي غلتنده محافظت مي شوند. روغنهايي كه براي اين توربين ها فرموله شده اند داراي پايه سنتزي هستند.

 

سيستم Flushing در روغنهاي توربين

 

سيستم Flushing روغن توربين و فيلتراسيون داخلي آن بايد در ارتباط با انتخاب نوع روغن توربين بيان شود. در اينجا2 نوع Flushing مطرح مي شود يكي Flush جابجايي و ديگر Flush سريع.

Flush جابجايي همزمان با تعويض روغن انجام مي شود و Flush سريع براي خارج كردن آلودگي هايي طراحي شده كه از طريق انتقال و بكارانداختن يك توربين جديد وارد مي شود. در Flushهاي جابجايي براي خارج كردن روغن اكسيد شده كه با تخليه خارج نشده است از يك روغن جداگانه استفاده مي شود. اين نوع Flash در فاصله زماني معين براي خارج كردن آلودگي قابل حل و غيرقابل حل كه بوسيله فيلتر خارج نمي شوند بكار گرفته مي شود. البته OEM هاي توربين در بيشتر مواقع Flushing با سرعت بالايا سريع را توصيه مي كنند و اعتقاد دارند اين نوع Flushing زمان و هزينه را كاهش مي دهد.

در آخر بايد به اين مطلب اشاره كرد كه روغنهاي استانداردي كه براي توربين هاي بخار، گازي و آبي ساخته شده اند از روغنهاي پايه با كيفيت بالا و درصد كمي از افزودني هاي مورد نياز و عموماً ISO VG 32، 46، 68 OEM تشكيل شده اند. روغن پايه اي با كيفيت شناخته مي شود كه داراي درصد زياد اشباع و درصد پايين آروماتيك ها و سولفورو نيتروژن باشد. همچنين افزودنيها كه عموماً بازدارنده اكسيداسيون و خوردگي (R&O) هستند مي بايست با دقت مورد آزمايش قرار گرفته و در يك فرآيند به شدت كنترل شده و در شرايط خاص با روغن مخلوط شوند.