Nowe aspekty badań i wymagania stawiane olejom turbinowym w energetyce krajowej

Rozwój w dziedzinie produkcji energii elektrycznej, związany z rosnącym wykorzystaniem turbin gazowych i turbin jednowałowych o cyklu kombinowanym, spowodował konieczność aktualizacji klasyfikacji cieczy do turbin, z uwzględnieniem zastosowania środków smarowych spełniających wymagania środowiskowe do turbin wodnych.

Klasyfikacja środków smarowych Klasy L Grupy T

Zgodnie z międzynarodową klasyfikacją środków smarowych, olejów przemysłowych i produktów podobnych według zastosowania (ISO 6743-5:2006) oleje turbinowe należą do klasy L grupy T. W postanowieniach ogólnych tej normy w części 99 w klasie L zdefiniowano 18 grup produktów, zgodnie z obszarami ich zastosowań. Każdy rodzaj jest oznaczony literami, które w całości stanowią kod.

Pierwsza litera kodu wskazuje grupę, do której dany produkt należy, kolejne litery rozpatrywane oddzielnie nie mają samodzielnego znaczenia. Odpowiednikiem normy ISO 6743-99:2002 jest polska norma PN-ISO 6743-99:2009 [1], która zastępuje normę

PN-C-96099-01:1984 i jest tłumaczeniem angielskiej wersji normy międzynarodowej. Oznaczenie każdego z produktów może być uzupełnione poprzez dodanie do kodu grupy klasy lepkości zgodnej z ISO 3448 dla ciekłych produktów smarowych. Szczegółowa klasyfikacja zgodnie z ISO 6743-5:2006 dotyczy tylko Grupy T (Turbiny). Litera T oznacza olej turbinowy, litera S – turbiny parowe, a litera G – turbiny gazowe, litera C – systemy kontroli, a litera H – turbiny wodne. Na trzecim miejscu podano symbol literowy – od A do S – opisujący warunki eksploatacji (warunki normalne, wysokotemperaturowe, obciążeniowe). Odpowiednikiem wyżej wymienionej normy jest polska norma PN-ISO 6743-5:2009[2], która zastępuje normę PN-C-96099-15:1991 i jest tłumaczeniem angielskiej wersji normy międzynarodowej ISO 6743-5:2006. W przedstawianym systemie klasyfikacji produkty oznaczane są w jednolity sposób. Na przykład konkretny produkt może być oznaczony w pełnej formie ISO-L-TSA 46 lub w formie skróconej L-TSA46.

Nowa klasyfikacja obejmuje:

  • nowe typy olejów do turbin gazowych, łącznie z produktami syntetycznymi,
  • nowe typy olejów do turbin gazowych jednowałowych o cyklu kombinowanym (np. turbiny, w których ten sam środek smarowy stosowany jest do turbiny gazowej i parowej),
  • nowe typy olejów syntetycznych do turbin lotniczych stosowanych na lądzie,
  • szczegółową klasyfikację turbin wodnych, łącznie z produktami spełniającymi warunki ochrony środowiska.

Zgodnie z tą normą produkty grupy T dzieli się według zastosowania szczegółowego, warunków stosowania oraz typu produktu (właściwości). Oleje przeznaczone do turbin dzieli się w zależności od typu turbiny na:

  • oleje do turbin parowych (TSA, TSE, TSD),
  • oleje do turbin gazowych sprzężonych bezpośrednio lub za pomocą obciążonych przekładni (TGA, TGB, TGCH, TGCE TGD TGE, TGF),
  • oleje do turbin jednowałowych o cyklu kombinowanym ze wspólnym systemem smarowania (TGSB, TGSE),
  • ciecze do mechanizmów kontrolnych turbin parowych, gazowych, hydraulicznych (TCD),
  • oleje i ciecze do turbin wodnych, hydrauliczne (THA, THCH, THCE, THE).

Z klasyfikacji wyłączone są produkty przeznaczone do turbin lotniczych i smarowania turbin wiatrowych. Zdarza się jednak, że niektóre środki smarowe do turbin mogą być używane w rożnych typach turbin. Generalnie do smarowania turbin rekomenduje się stosowanie zaleceń podanych przez producenta.

Klasyfikacja lepkościowa

Kolejną uaktualnioną klasyfikacją jest klasyfikacja olejów przemysłowych w zależności od lepkości kinematycznej, w temperaturze 40ºC. Klasyfikację lepkościową podaje norma ISO 3448:1992. Odpowiednikiem tej normy jest polska norma PN-ISO 3448:2009[3], która zastępuje normę PN-C-96098:1978. W niniejszej normie określono system klasyfikacji lepkości przemysłowych ciekłych środków smarowych i cieczy podobnych. Uwzględniono w niej oleje mineralne, ciecze hydrauliczne, oleje izolacyjne i inne. Klasyfikacja definiuje 20 klas lepkości w zakresie od 2 do 3200mm2/s w temperaturze 40ºC. Obejmuje także ciecze ropopochodne, w przybliżeniu od nafty do olejów cylindrycznych. Każda klasa lepkości jest oznaczona liczbą całkowitą, najbliższą wartości średniej lepkości kinematycznej wyrażonej w milimetrach kwadratowych na sekundę (mm2/s) w temperaturze 40ºC; zakres dopuszczalnych granic wynosi ±10%. Zaleca się, aby temperatura odniesienia dla klasyfikacji była zbliżona do średnich temperatur występujących w trakcie obsługi. Powinna być również relatywnie bliska innym wybranym temperaturom stosowanym przy definiowaniu właściwości, takich jak wskaźnik lepkości, które pomagają w określaniu środków smarowych. Klasyfikacja nie zakłada oceny jakości, a dostarcza jedynie informacji o lepkości w temperaturze 40ºC.

Wymagania dla olejów smarowych do turbin

Wymagania techniczne dla olejów turbinowych określono zgodnie z normą ISO 8068:2006, której odpowiednikiem jest Polska norma PN-ISO 8068:2009[4]. Oleje turbinowe lub ciecze poddawane testom według zalecanych metod powinny być zgodne z wymaganiami przedstawionymi w dziesięciu osobnych tablicach, w zależności od typu produktu (właściwości) środka smarnego. W tablicach rozpatrywane są następujące środki:

  • oleje mineralne,
  • syntetyczne środki smarowe, estry i polialfaoleiny przeznaczone do wysokotemperaturowych turbin gazowych,
  • syntetyczne środki smarowe, estry i polialfaoleiny dopuszczone ze względu na środowisko, do użytkowania w turbinach hydraulicznych,
  • środki smarowe typu ognioodporne estrów fosforanowych.

Oleje turbinowe lub ciecze poddawane testom występują w trzech klasach lepkościowych: 32, 46, 68 – otrzymywane z selektywnie rafinowanych olejów mineralnych, uszlachetnione zestawem odpowiednich dodatków. W przypadku olejów turbinowych TSE i TGE kompozycje olejowe będące olejami mineralnymi z odpowiednimi przeciwutleniaczami i inhibitorami korozji wzbogacone są dodatkami smarnymi typu EP do smarowania układów przekładni. Wymagania techniczne dla olejów TSE i TGE przedstawia tabela 1.

Tabela 1. Wymagania techniczne dla olejów turbinowych L-TSE i L-TGE.

Tabela 1. Wymagania techniczne dla olejów turbinowych L-TSE i L-TGE.

Krajowe oleje turbinowe stosuje się zgodnie z przeznaczeniem oraz wymaganiami stawianymi przez dostawcę urządzeń. Oleje turbinowe muszą spełniać wymagania normy przedmiotowej PN-ISO 8068:2009. Wymagania te uwzględniają parametry podane zarówno przez producentów turbin, jak i olejów. Nie tylko jednak producenci olejów i turbin definiują swoje specjalne oczekiwania zgodne z własnymi specyfikacjami wynikającymi z wcześniej zebranych doświadczeń. Liczące się laboratoria również precyzują swoje własne oczekiwania co do jakości olejów, publikując swoje własne specyfikacje.

Oleje turbinowe, oprócz wymaganych własności fizykochemicznych, tzn. lepkości, wskaźnika lepkości, temperatury zapłonu, temperatury płynięcia, muszą się charakteryzować następującymi właściwościami:

  • wysoką odpornością na utlenianie,
  • zdolnością do ochrony powierzchni obiegów olejowych przed korozją,
  • krótkim czasem rozdziału emulsji olej – woda,
  • dobrą zdolnością do wydzielania powietrza,
  • odpornością na pienienie,
  • niską skłonnością do wydzielania osadów,
  • odpowiednią czystością.

Właściwości te decydują o prawidłowej pracy układu smarowniczego w turbinach oraz maksymalnym czasie pracy olejów i stanowią istotne kryteria jakości olejów turbinowych.

Zakres i metodyka badań olejów (czytaj na stronie 2)

Pages: 1 2