SU1417907A1

SU1417907A1 - Способ вакуумной очистки масла и установка дл его осуществлени

Info

Publication number: SU1417907A1
Application number: SU837773088A
Authority: SU
Inventors: Альтманн Йозеф; Ратислав Яромир
Original assignee: Шкода,Предприятие Концерна (Инопредприятие)
Priority date: 1982-11-03
Filing date: 1983-08-25
Publication date: 1988-08-23
Also published as: SE8305236D0; GB2129437B; CH663724A5; IT8323553A0; SE461873B; FR2535340B1; US4561866A; ATA374783A; SE8305236L; AT389239B; DD243168A3; CS234325B1; IT1194449B; DE3335263A1; GB8327895D0; FR2535340A1; GB2129437A

Abstract

Изобретение относитс к способу вакуумной очистки масла и установке дл его осуществлени и может быть использовано в электрических трансформаторах с естественной циркул цией охлаждающей среды. Способ заключаетс в чередовании сепарационного и компрессионного циклов. Сепарационный цикл включает непрерывный отвод масла и дегазацию при пониженном давлении. Компрессионный цикл включает сжатие примесей путем повышени уровн масла и возврат очищенного масла в процесс. Установка содержит вакуумный сепаратор с масл ным душем, над которым установлен аккумулирующий сосуд, отделенный от сепаратора перегородкой с обратным клапаном. Установка снабжена гравитационным сепаратором, соединенным посредством сифона с аккумулирующим сосудом. Установка имеет верхний и нижний датчики уровн , контактор и реверсивный насос. 2 с.п. ф-лы, 3 з.п, ф-лы, 1 ил. и «е е

Description

со

Изобретение касаетс способа вакуумной очистки масл ных содержаний, при которой устран ютсд нежелательные газообраз ные и жидкие примеси из этих содержаний, особенно выгодно дл дегазации и обезвоживани масел в -технологических комплексах, например электрических трансформаторах с естественной циркул цией охлаждающей ере- ды, а также касаетс оборудовани , Посредством которого можно вакуумную чистку осуществл ть.

Известные способа.дегазации и обезвоживани технологических комплексов, которые используют в качестве охлаждающих , смазывающих, изол ционных.или рабочих жидкостей масло, можно разделить по использованию химических и физических принципов (с их помощью огра Ничиваетс или устран етс загр зне- йие масел в емкости) и по типу рабоче ij-b режима, который по своему характеру может быть активным или пассивным .

В рамках активного режима очистительных установок из масл ных емкостей устран ютс загр -зн ющие примеси за технологическим комплексом центрифугированием , фильтрованием или ваку- умированием масла, в то врем как в рамках пассивн ого рабочего режима очистительной установки интенсивност загр знени масл ных содержаний в большинстве случаев лишь ограничена. Одним из наиболее распространенных методов активного устранени газообразной и водной фракции, который используетс дл ухода за масл ным содержимым масл ного хоз йства паро- вых труб, вл етс сепараци этих фракций центрифугированием масл ного содержимого. Этот физический принцип устранени веществ на основе их различной плотности иногда дополн етс и усиливаетс устранением газообразных- и паровых загр знений из пространства центрифуги при сниженном давлении (за вка ФРГ № 3005318,

кл. В 01 D 57/00, 1981).

Типичные пассивные методы защиты

масл ных содержаний используютс в устройствах, подключаемых к цеп м охлаждени масл ных электрических трансформаторов. Наиболее известными и в насто щее врем наиболее распространенными системами вл ютс такие которые используют дл понижени содержани воды в масле соответствующи

0 5

0 -

0

5

осушители, например силикагель. Ана- логично дл понижени относительной влажности масел используетс вымораживание (за вка ФРГ № 2746148, кл. Б 01 D 57/00,1978). Другим пассивным методом защиты масл ного содержани вл етс его отделение от окружающей среды или герметизаци при помощи резиновой оболочки, или при помощи создани азотной подушки над уровнем масла (патент США № 4316805, кл. В 01 D 57/00, 28.03.1982).

Описанные методы чистки и защиты масла в технологических комплексах имеют некоторые недостатки. Основной недостаток активных методов устранени загр зн ющих примесей из масла, заключающихс в центрифугировании, фильтровании или вакуумировании, заключаетс в том, что они отвечают работе с временным, циклом чистки, а с.о- ответствующие установки сконструированы именно с учетом этого обсто тельства . Например, у охладительных цепей электрических трансформаторов при использовании некоторых из этих активных методов дегазаци и обезвожива- : ние охладительных масел производитс , исключенителг,но во врем контрол , причем лишь при отключенном состо нии трансформатора из сети. Если уход за этим маслом необх одим во врем вне запланированного контрол , трансформатор должен быть выключен из работы и сети на врем , необходимое дл осуществлени центрифугировани , фильтровани или вакуумирова- ни масл ного содержимого. Ввиду того , что чистка масла не производитс об зательно при каждом контроле, интервалы чистки масла в р де случаев неопределенные, а поэтому нет возможности обеспечить соответствующее состо ние масл ного содержани дл дальнейшей работы трансформатора. Така же ситуаци и у других технологических оборудований, даже у тех, где к чистоте масла не став тс высокие

требовани .

I .

Пассивные способы защиты масл ных

содержаний принос т с собой также р д функциональных недостатков. Как сушители, так и вымораживатели расположены так, чтобы они могли понижать относительную влажность в воздушном пространстве над уровнем масла в емкости . Они преп тствуют более высокой степени насыщени масла водой, но не

оказывают вли ние на насьш(ение масла газами, которые содержатс в воздухе, и газами, которые образуютс внутри масл ного содержани в результате услови эксплуатации. При герметизации поверхности масла в емкости, не имеетс доступа воздуха и вод ных паров к масл ному содержанию, но и создаетс преп тствие дл выхода паров, которые возникают в масл ном содержании технологического оборудовани во врем работы. Опасность состо ни насьпцени масел газами особенно у электрических трансформаторов общеизвестна . Про вл етс она особенно при относительно быстрых изменени х температуры трансформатора и обычно имеет выход газа и масла в форме пузырьков , что вызывает заметное понижение электрической прочности изол ционной масл ной среды. В благопри тных услови х происходит выключение трансформатора за счет газового реле, в осложненных случа х происходит электрический пробой внутри станка, авари с большим ущербом не только у самого трансформатора, но и во всей распределительной системе.

Описанные недостатки существенно ограничивают использование способа вакуумной очистки масл ного содержани , а также устанс вки дл его осуществлени , содержащей вакуумный сепа.- ратор с встроенным масл ным душем и обратным вентилем, аккумул ционный сосуд, подключенньш к вакуумному сепаратору, гравитационный сепаратор и трубопровод, которьй это оборудование соедин ет с масл ным насосом и цеп ми масл ного хоз йства.

Цель изобретени - создание спосо- ба посто нной очистки масла в услови х эксплуатации технологического оборудовани , которьй предотвращает повреждение технологического оборудовани и преждевременное ухудшение качества масла.

Способ вакуумной очистки масла заключаетс в том, что в сепарацион- ном цикле масло с газообразными и жидкими примес ми поступает в закрытый сосуд, в котором в результате откачки очищенного масла образуетс давление ниже атмосферного, которое доходит до уровн парциального давлени газообразных, а также до уровн давлени насыщени жидких примесей. В результате понижени давлени до

0

5

0

5

0

5

40

45

0

5

приведенного уровн происходит кипение примесей, в процессе которого испарени поднимаютс на поверхность масла в сосуде, образу парогазовую подушку.

Во врем компрессионного цикла вследствие нагнетани масла с газообразными и жидкими примес ми быстро по- вьш1аетс давление атмосферного и тем самым происходит вытеснение отделенных испарений из сосуда. Одновременно в сосуд поступает масло с газообразными и жидкими примес ми.

Сущность устройства дл реализации этого способа заключаетс в том, что его представл ет вакуумный сепаратор, к ко торому присоединен аккумулирующий сосуд, причем в вакуумном сепараторе установлен масл ный душ, соединенный при помощи трубы с источником масла с.примес ми. Между вакуумным сепаратором и аккумулирующим сосудом находитс перегородка с обратным клапаном, причем аккумулирующий сосуд снабжен гравитационным сепаратором. В аккумулирующем сосуде установлен сифон, обратный конец которого помещен в гравитационном сепараторе,которьй присоединен к источнику масла с примес ми через нисход щий трубопровод которьй вместе со сливным трубопроводом и трубой масл ного дуща выходит из общего узла. К вакуумному сепаратору присоединен нижний датчик уровн , соединенный через нижнюю сигнальную линию с контактором. Далее к аккумулирующему сосуду присоединен верхний датчик Уровн , соединеннЕзй через верхнюю сигнальную линию также с контактором , вывод которого через управл ющую линию присоединен к регулирующим органам реверсивного насоса. Ре- версивньй насос присоединен подключающей трубой к источнику масла с лримес ми и соединительным трубопроводом к вакуумно1 1у сепаратору. I

Вакуумна сепараци газообразных

и жидких примесей масла продолжаетс компрессией отделенных газов и паров и способна понижать концентрацию загр знений в масл ном содержании тех нологического оборудовани как мини- мум на пор док, по сравнению с содержанием этих загр знений в масле в нормальньсх атмосферных услови х, причем так, что нежелательные примеси активно и непрерывно отвод тс

51

во врем работы за пределы технологического оборудовани .

Предлагаема установка приспосабливаетс к изменению концентрации загр зн ющих примесей в масл ном содержании в результате изменени периода сепарациоиного цикла. Если произойдет повьипение концентрации содер жаир хс загр знений, происходит сокращение времени сепарационного цикла а поэтому к повышение отвода газообразных и паровых загр знений. У электрических трансформаторов, охлаждаемых маслом, обеспечено посто нно низко.е содержание воды и газов в масле, а тем самым и его высока электрическа прочность; значительное понижение содержани кислорода замедл ет процесс старени масла и изол ционных материалов, продолжает их долговечность. Общее понижение содержани газов устран ет опасность прорыва газов при изменени х температуры и ограничивает, таким образом отключение трансформатора газовым реле, в более серьезных случа х предотвращаетс авари трансформатора , котора при прорыве газов веро тна , особенно у машин, работающих на напр жении 100 кВ и выше. Предлагаема установка по изобретению вл етс составной частью технологического оборудовани и находитс посто нн в работе во врем нормальной эксплуатации технологического оборудовани , например турбины, трансформатора, гидравлической масл ной системы и т.п., сохран ет посто нно высокую чистоту масла во все врем работы. Установка дл вакуумной очистки масл ных содержаний содержит только одну дви:кущуюс деталь, реверсивный насос, и вл етс достаточно прочной , чтобы вьщержать непрерывную работу в течение времени эксплуатации технологического, оборудовани , составной частью которого она вл етс . При исключении из работы не вли ет на технологическое оборудование, к которому подключена.

На чертеже-изображено оборудование дл варсуумной чистки охладительного масла, подключенное к охлаждающей цепи электрического трансформатора с естественной циркул цией охладительного масла.

Установка состоит из резервуара 1 масла, вакуумного сепаратора 2 с ак79076

кумулирующим сосудом 3, из гравитационного сепаратора А,, из контактора 6, из реверсивного насо-са 7 и из комплекта труб 17, 32, Д2 и 52, которые соедин ют это оборудование с резервуаром 1 электрического трансформатора . Из этого резервуара выходит труба 52 масл ного душа 5, на котором 0 Изготовлено разветвление 12 дл подключени сливного трубопровода 32 и нисход щего трубопровода 42. Труба 52 масл ного душа 5 снабжена фильтром 56, дроссельной заслонкой 55 и

5 масл ным душем 5, которьш вставлен в вакуумный сепаратор 2. Нисход щий трубопровод 42 снабжен ограничивающей заслонкой 45 и подключен к гравитационному сепаратору 4, в днище ко- 0 торого расположен обезвоживающий вентиль 40. Из гравитационного сепаратора 4 выходит сифон 14, в пространстве этого гравитационного сепаратора 4 перфорированный, который кончаетс

5 в аккумулирующем сосуде 3, Этот аккумулирующий сосуд 3 подключен к в ерх- ней части вакуумного сепаратора так, что вместе образуют один сосуд, разделенный внутри перегородкой 23 с

0 вставленным обратным клапаном 33. Нижн часть вакуумного сепаратора 2 снабжена нижним датчиком 21 высоты уровн , в то врем как верхн часть аккумулирующего сосуда 3 снабжена верхним датчиком 31 высоты уровн и деаэрационным сосудом 30. В его верхнюю часть входит также сливна труба 32. Нижний датчик 21 высоты уровн св зан с контактором 6 нижней

.Q сигнальной линией 26, в то врем как верхний датчик 31 высоты уровн св зан с контактором 6 верхней сигналь- ной линией 36. Выход контактора 6 подключен к .элементам управле.ни реверсивного насоса 7 линией управлени 67. Реверсивный насос 7 оснащен с одной стороны соединительной трубой 27, котора соедин ет его с нижней частью вакуумного сепаратора 2, с другой стороны - соединительной трубой 17, котора соедин ет его с резервуаром 1 трансформатора.

5

0

Работа оборудовани дл вакуумной очистки масл ных содержаний основана 55 ка непрерывном чередовании сепарационного и компрессионного циклов.

Установка дл вакуумной очистки масл ньсх содержаки.й переведена в се- парационный рабочий цикл в заключи 71

тельной фазе предшествующего компрессионного рабочего цикла так, что в результате вытекани масла из вакуумного сепаратора 2 в аккумулирующий сосуд 3 в последнем повышаетс уровень масла вплоть до уровн включени верхнего датчика 31 высоты уровн . Это вызывает электрический сигнал , который этим верхним датчиком 3 высоты уровн посылаетс в верхнюю сигнальную линию 36 и по ней в контактор 6, который по линии управлени 67 дает команду элементам управлени реверсивлого насоса 7 дл обращени его хода, а тем самым дл пуска сепарационного цикла. Это. означает , что реверсивный насос 7, который до сих пор качал масло во внутреннее пространство вакуумного сепаратора 2, начинает теперь из этого пространства через соединительную трубу 27 и соединительную трубу 17 откачивать масло обратно в резервуар 1 трансформатора. В результате обратного втекани масла из пространства аккумулирующего сосуда 3 в пространство вакуумного сепаратора 2 закрыт обратный клапан 33, ,и в пространстве вакуумного сепаратора 2 происходит понижение общего давлени на уровень парциальных давлений газообразных примесей и далее вплоть до уровн давлени насыщенности жидких примесей. Скорость понижени уровн масла в вакуумном сепараторе 2 определена разницей объемов мезкду втекае- мостью масл ного душа 5 и поглощаемостью реверсивного насоса 7, причем втекание через масл ный душ 5 зависит не только от статических величин , как например сечение протекани у дроссельной заслонки 55, но от времени общепеременной разницы величин давлени мелоду внешним атмосферным давлением и достигнутым уровнем вакуума в парогазовой подушке.

В результате понижени давлени на приведенном уровне наступает кипение примесей во всем объеме вакуумного сепаратора 2 и газообразна и парова фракции примесей проникают через слой масла и собираютс в форме газопаро-. вой подушки над понижающимс уровнем масла. Процесс вакуумной сепарации значительно интенсифицируетс , когда из масла выплывает масл ньш душ 5, через который посто нно протекает масло с примес ми в пространство ва7907о

куумного сепаратора 2. Сепарационный рабочий цикл завершен, когда уровень

масла достигнет уровн включени 5 нижнего датчика 21 высоты уровн . Это состо ние вызывает в нижнем датчике 21 электрический сигнал, который по нижней сигнальной линии 26 поступает в контактор 6, почле-чего

0 этот контактор 6 дает команду посредством линии управлени 67 элементам управлени реверсного насоса 7 дл обращени его хода. Тем самым начинаетс компрессионный рабочий цикл.

5 Масло во внутреннее пространство вакуумного сепаратора 2 закачиваетс реверсивным насосом 7, и втекает в это пространство из масл ного душа 5, причем втекание через этот масл ньш

0 душ 5 постепенно понижаетс в соответствии с понижением разницы давлени между внешним давлением в резервуаре 1 трансформатора и далением в парогазовой подушке, образованной

в вакуумном сепараторе 2. Так как компрессионный рабочий цикл представл ет собой дина.мический процесс со значительной скоростью наращивани уровн масла и давлени над этим уровнем, существует реальна опасность обратного потока газов и паров из газопаровой подушки в пространство масл ного душа 5 и даже в трубу 52 масл ного душа 5. Это может цроизой5 ти лишь при превьш1ении уровн давлени над уровнем внешнего давлени в резервуаре 1 трансформатора, например при задержании открыти обратного клапана 33. Така ситуаци однако

0 исключена удачным расположением масл ного душа 5 на достаточное рассто - ние под перегородкой 23. Быстрое наращивание давлени в парогазовой подушке продолжаетс вплоть до достиже5 ни такого уровн , который необходим дл раскрыти обратного клапана 33. В результате дальнейшего повышени давлени произойдет раскрытие этого обратного клапана 33, через который

0 начинает в пространство аккумулирующего сосуда 3 быстро вытекать сжата смесь газов и паров. Непосредственно после вьщавливани парогазовой подушки из верхнего пространства вакуумно5 го сепаратора 2 начинает вытекать в аккумулирующий сосуд 3 также масло, а в результате его поступлени в этом пространстве повышаетс уровень вплоть до уровн включени верхнего датчи0

ка 31 высоты уровн , и установка дл вакуумной очистки масл ного содержани переводитс в сепарационный цикл.

Из . пространства аккумулирующего сосуда 3, куда нагнетаетс масло и Где происходит частична конденсаци при прохождении пузырьков паровой фракции через относительно холодное масло, масло с примес ми выт гиваетс сифоном 14 из самого нижнего места в гравитационньгй сепаратор 4. В относительно .спокойной среде гравитационно го сепаратора 4 происходит дополни- тельньй сепарационный процесс в ре- зультате различных плотностей, более легкий компонент, т.е. масло отводитс нисход щим трубопроводом 42 обратно в резервуар 1 трансформатора, более т желые фракции, в этом случае вода, выпускаетс из пространства гравитационного сепаратора 4 обезво- живающз ш вентилем АО за пределы оборудовани дл чистки масл ных содержаний ..

Claims

Формула изобретени

1. Способ вакуумной очистки масла, сепарационнь1Й цикл которой включает непрерывньш отвод масла из резер вуара и вьделение газообразных примесей при пониженном давлении в вакуумном сепараторе, отличающийс тем, что после сепарационного цикла масло подвергают компрессионному циклу , включающему сжатие примесей путем повышени уровн масла в вакуумном сепараторе и последующий вывод их из процесса, причем очищенное масло воз- вращают в резервуар.

,
2. Способ по п. 1, отлича ю- щ И- и с тем, что сепарацнонный и

компрессионньй циклы периодически повтор ют .

3.Установка дл вакуумной очистки масла, содержаща вакуумный сепаратор аккумулирующий сосуд, резервуар масла , насос, переливные и сливной трубопроводы , отличающа с тем, что она снабжена гравитационньм сепаратором, аккумулирующий сосуд размещен над вакуумным сепаратором, а вакуумный сепаратор снабжен масл ным душем, соединенным с резервуаром масла , перегородкой с обратным клапаном установленной между вакуумным сепаратором и аккумулирующим сосудом, и устройством выпуска газа, при этом сливной трубопровод соединен с резервуаром масла.
4.Установка .по п. 3, отличающа с тем, что аккумулирующий сосуд снабжен сифоном, другой конец которого ра.змещен в гравитационном сепараторе, причем гравита- ционньй сепаратор соединен с.резервуаром масла.
5.Установка по п. 3, о т л и-- чающа с тем, что вакуумный сепаратор снабжен нижним датчиком уровн , аккумулирующий сосуд - верхним датчиком уровн , при этом уста- новка снабжена соединенным с нижним и верхним датчиками контактором и реверсивным насосом, Ьоединенным с выходом контактора, резервуаром масла и вакуумным сепаратором.
Признано изобретением по результатам экспертизы, осуществленной Ведомством по изобретательству Чехо- словацко Социалистической Респуб- . лики.