Энергетические масла. 
Компрессорные

[Введите текст]

Министерство образования и науки Российской Федерации Федеральное агентство по образованию Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования

«Ижевский государственный технический университет им М.Т. Калашникова»

Кафедра: «Тепловые двигатели и установки»

Контрольная работа

по дисциплине: «Расчет и конструирование машин и оборудования нефтяных и газовых промыслов»

на тему: «Энергетические масла. Компрессорные»

Ижевск 2013

Энергетические масла (турбинные, компрессорные и электроизоляционные) — для смазки энергетических установок и машин, работающих в условиях нагрузки, повышенной температуры и воздействия воды, пара и воздуха.

При эксплуатации энергетических масел должны быть обеспечены: надежная работа технологических систем маслонаполненного оборудования; сохранение эксплуатационных свойств масел; сбор и регенерация отработанных масел в целях повторного применения по прямому назначению. Турбинные масла — предназначены для смазывания и охлаждения подшипников турбоагрегатов: паровых и газовых турбин, турбокомпрессорных машин. Эти масла могут использовать в качестве рабочих жидкостей в системах регулирования турбоагрегатов, а также в циркуляционных и гидравлических системах различных промышленных механизмов.

Компрессорные масла, используемые в поршневых и роторных компрессорах для улучшения герметичности камер сжатия, уменьшения трения и износа, отвода теплоты.

Электроизоляционные масла — по сути, жидкие диэлектрики. Они должны обеспечивать изоляцию тонконесущих частей электрооборудования (трансформаторов, конденсаторов, кабелей и т. д.), служить теплоотводящей средой, способствовать быстрому гашению электрической дуги в выключателях. Сюда можно отнести трансформаторные масла, конденсаторные и кабельные.

Общие требования и свойства трансформаторных масел:

Электроизоляционные свойства масел определяют тангенсом угла диэлектрических потерь. Диэлектрическая прочность этого вида масел в основном определяется наличием волокон воды, поэтому механические примеси и вода в маслах должна полностью отсутствовать. Необходима также низкая температура застывания масел (ниже — 45 град. С) для сохранения их подвижности при низких температурах. Для обеспечения эффективного отвода тепла трансформаторные масла должны обладать наименьшей вязкостью при температуре вспышки от 95 град. С до 150 град. С в зависимости от марки.

Самое важное свойство трансформаторного масла — стабильность против окисления, т. е. способность масла сохранять свои параметры при длительной работе.

Для высококачественных сортов трансформаторных масел срок службы без замены может составлять 20−25 лет и более. Допускается снижение класса чистоты на единицу и увеличение содержания воздуха на 0,5%.

Конденсаторные масла.

Применяют для заливки и пропитки изоляции бумажно-масляных конденсаторов, используемых в электрои радиотехнике. Конденсаторные масла в соответствие с ГОСТ 5775–85 вырабатывают 2-х марок: из малосернистых и беспарафинистых нефтей путем фенольной очистки и низкотемпературной депарафинизации.

Общие понятия

Компрессоры — это устройства для производства сжатого воздуха, используемого во многих отраслях промышленности и народного хозяйства. В свою очередь большинством типов компрессоров не могут нормально функционировать без такого вещества как компрессорное масло. Именно от него зависит работоспособность всей установки, детали которой находятся в постоянном взаимодействии, а поэтому нуждаются в смазке.

Масло для компрессоров применяется для смазывания деталей компрессоров, а это, в свою очередь, не допускает их перегревания. Также масла необходимы для герметизации камеры сжатия воздуха. Поскольку компрессорное масло применяют в разных отраслях и для разных типов компрессоров, его можно разделить на несколько классов.

Смазочные материалы: виды и требования

Масла для поршневых и ротационных компрессоров.

Первый класс — это масло для компрессоров поршневого типа. В этом виде компрессорных установок масло, предназначенное для смазки поршней и цилиндров, находится в непосредственном контакте со сжатым газом. Газ имеет высокую температуру, а также специфические состав и свойства, а поэтому требования к маслу для такого механизма весьма жесткие. В частности, масла, применяемые в поршневых и ротационных компрессорах, должны быть высокого качества, чтобы не допускать образования нагара на деталях механизма, поскольку присутствие нагара может привести к пожару. По статистике, именно это является главной причиной возгораний, случающихся в компрессорных установках. В связи с этим ещё во времена СССР Госгортехнадзором были утверждены правила, в соответствии с которыми температура воздуха после каждого этапа сжатия компрессоров не должна превышать 170 градусов для общепромышленных установок и не выше 180 градусов, если это компрессоры промышленного назначения.

Рис. 1

Также масло должно иметь высокую термоокислительную стабильность, определенный уровень вязкости. Качество масла в данном случае обеспечивает не только высокие рабочие характеристики механизма, безопасность, но и его долговечность.

Масла этого типа широко применяют для смазывания компрессоров, эксплуатируемых в различных отраслях промышленности и на транспорте. В поршневых и ротационных компрессорах смазочное масло находится в прямом соприкосновении с сжатым газом, имеющим высокую температуру. Состав и свойства газа в значительной мере определяют требования к маслу и его работоспособность.

К-19 -вырабатывают из малосернистых нефтей методом селективной очистки. Предназначено для смазывания поршневых компрессоров среднего и высокого давления технологических установок, где требуются масла с низким содержанием серы.

КС-19- вырабатывают из сернистых парафинистых нефтей методом селективной очистки. Предназначено для смазывания поршневых компрессоров среднего и высокого давления.

К 3−10 -содержит композицию присадок, снижающих образование отложений кокса на нагнетательной линии компрессора, а также улучшающих антиокислительные, антикоррозионные, смазывающие и антипенные свойства. Предназначено для смазывания поршневых теплонапряженных компрессоров с температурой нагнетания до 200ос, а также ротационных компрессоров, где необходимы повышенные смазывающие свойства.

К 2−24 -вырабатывают из смеси волгоградских и малосернистых западно-сибирских нефтей методом селективной очистки. Содержит присадку, улучшающую антиокислительные и противоизносные свойства. Применяют для смазывания многоступенчатых поршневых компрессоров высокого давления, в том числе компресоров воздухоразделительных установок.

К 3−20 -вырабатывают из малосернистых нефтей путем селективной очистки. Содержит композицию присадок, снижающих образование кокса в нагнетательной линии компрессора, а также улучшающих смазывающие и антипенные свойства. Предназначено для смазывания теплонапряженных поршневых компрессоров высокого давления.

К 4−20 -вырабатывают из малосернистых нефтей методом селективной очистки. Содержит прсадки, улучшающие смазывающие, диспергирующие и антипенные свойства, а также повыщающие термическую стабильность. Предназначено для смазывания поршневых корабельных воздушных компрессоров высокого давления с единой системой смазки цилиндров и механизма движения.

К 2−220 -вырабатывают из смеси волгоградских и шаимских нефтей методом селективной очистки. Содержит присадки, улучшающие антиокислительные, противоизносные и антипенные свойства. Предназначено для применения в теплонапряженных воздушных компрессорах.

Компрессорные масла для турбокомпрессоров.

Для смазывания турбокомпрессорных и центробежных машин в основном применяют турбинные масла, среди которых наиболее распространены масла для этой цели масла ТП — 22С и ТП — 22Б. В турбокомпрессорах, спаренных с высоконагруженными редукторами, условия работы часто диктуют применение специально разработанных более вязких компрессорных масел КП-8С (ту 38.1 011 296−90). В тех случаях, когда от масла требуется высокая устойчивость к образованию осадка и антиокислительная стабильность, в компрессорах следует применять масла ТП 22Б и КП-8С. Преимущества этих масел перед Тп-22С особенно ярко проявляются при работе в компрессорах, перекачивающих аммиак.

Как и в случае с маслом для поршневого типа компрессорных установок, здесь большое значение имеет обеспечение герметичности в зазорах между всеми зубьями и впадинами. Также важно, чтобы пары, подвергающиеся сжатию, охлаждались до оптимальной температуры. Все это обеспечивается с помощью введения масляного раствора в работу компрессоров. Масла образуют пленку, что и становится залогом герметичности и нормальной температуры паров. Впрыскивание масла помогает контролировать температуру в завершительном процессе сжатия воздуха. Помимо этого картеру обеспечивается минимальная разница температур.

Рис. 2

Рис. 3

Масло для турбокомпрессоров должно отвечать нескольким требованиям. Минимальной величиной вязкости должен быть показатель не ниже 7, а температура возгорания не должна быть ниже 180 градусов. Перед тем, как использовать масло, нужно учитывать такую особенность как рабочая температура масла. Если она меньше 90 градусов, период между сменами масла удлиняется. Если рабочая температура более высокая, это увеличивает расход масла, поскольку появляется необходимость его частой замены. Чтобы работа механизма была максимально эффективной и долговечной, специалисты рекомендуют для винтовых компрессоров использовать только высококачественные масла, разработанные специально для этих целей.

Компрессорные масла для компрессоров холодильных машин

К компрессорным маслам для холодильных машин предъявляют специфические требования, обусловленные непрерывным контактом смазывающего материала с хладогентом, а также постоянным изменением температуры и давления среды. Для компрессоров холодильных машин следует применять минеральные и синтетические масла с достаточно низкой температурой застывания и высокой химической стабильностью.

Рис. 4

Под химической стабильностью следует понимать склонность компрессорных масел к взаимодействию с хладагентами на основе галогенопроизводных углеводородов жирного ряда при повышенных температурах и давлении. Важнейшими эксплуатационными характеристиками холодильных масел является их способность к взаимному растворению с хладонами, а также температура, при которой из растворов выпадают хлопья парафина. Температура хлопьеобразования в растворе хладона R-12 составляет для масла: ХФ12−16 — минус 50, ХА-30 — минус 40, ХС-40 — минус 55 °C. Необходимо также контролировать агрессивность смесей хладагента с маслом по отношению к металлам и другим материалам, применяемых в холодильных машинах. Для компрессоров холодильных машин применяют компрессорные масла серии ХА и ХФ в соответствии с ГОСТ 5546–86. При эксплуатации необходимо также учитывать возможную агрессивность смесей хладоагента с маслом по отношению к металлам и другим материалам, применяемым в холодильных машинах.

ХА — 30-смесь дистилятного и остаточного масел. Предназначено для компрессоров холодильников, работающих на аммиаке и углекислоте.

Масла для компрессоров, работающих на фреоне:

— ХФ12−16-нефтяное дистилятное масло кислотно-щелочной очистки с антиокислительной присадкой;

— ХФ22−24- нефтяное дистилятное масло кислотно-щелочной очистки, загущенной вязкостной присадкой;

— ХФ22с-16-синтетической масло с антиокислительной присадкой;

— ХС-40- предназначено для компрессоров холодильных машин всех типов, работающих в диапазоне температур от -50 до +150°С.

компрессор масло замена хладагент

Основные характеристики масел для компрессоров холодильных машин

Обслуживание воздушных компрессоров. Масло для компрессора

Масло для компрессора имеет наибольшее значение в зимний период времени. Это обусловлено возрастанием нагрузки на оборудование и соответственно увеличением вероятности поломки воздушных компрессоров. Для предотвращения этих неблагоприятных ситуаций необходимо регулярно смазывать все детали и элементы компрессорным маслом. Предпочтительно использовать продукцию самого высокого качества, обладающую большей эффективностью в эксплуатационных условиях.

Компрессорное масло применяют для уменьшения сил трения и скорости изнашивания трущихся поверхностей, герметизации и защиты их от коррозии. Расход этого продукта определяется техническим состоянием установки и ее режимом работы. Существуют определенные нормы расхода масла для компрессора, которые допускается изменять в зависимости от ситуации. Определенная зависимость имеется также между расходом вещества и его вязкостью.

Химия масла для компрессора

Компрессорные масла, с химической точки зрения, представляют собой нефтяные или синтетические масла, используемые в поршневых и роторных компрессорах с целью улучшения герметичности камер сжатия, уменьшения трения и износа, а также для отвода теплоты. Вязкость компрессорных масел находится в диапазоне 7−30 мм2/с при 100 °C, температура воспламенения 190−275°С. Они обладают низкой испаряемостью, хорошими противоизносостойкими свойствами, высокой термической стабильностью (до 250 °С) и химической стойкостью по отношению к сжимаемым в компрессорах газам (воздух, О2, СО2, С2Н2 и др.). К маслам для компрессоров холодильных установок предъявляются особые требования, обусловленные постоянным контактом их с хладагентом, а также непрерывным изменением давления и температуры среды. Иногда для придания повышенной морозостойкости смазочный материал сгущают полимерными присадками. С этой целью для компрессорных масел используют полиметилметакрилаты и полиизобутилены.

Замена компрессорного масла

Рекомендуемый срок замены минерального компрессорного масла составляет 2000 часов. Рекомендуемый срок замены синтетического компрессорного масла составляет 8000 часов. При проведении технического обслуживания можно перейти с масла одного производителя на другого, однако категорически не рекомендуется смешивать масла разных производителей!

На сегодняшний день на Российском рынке наиболее часто встречаются компрессорные масла следующих марок: SHELL, MOBIL, TEXACO, ESSO, CASTROL, АGIP.

Основные задачи компрессорного масла:

Смазка трущихся элементов в компрессорах.

Впрыск для охлаждения нагреваемых частей компрессора при работе.

Обеспечение герметичности (уменьшение зазоров, как следствие уменьшение перетечек).

Фильтрующая функция компрессорного масла.

Требования к компрессорным маслам К смазочным маслам для винтовых компрессоров, предъявляются очень высокие требования. Компрессорные масла должны быть стойкими к старению, обладать антикоррозийным свойством, предотвращать окисление, пенообразование и уменьшать износ деталей трущихся пар. Важнейшим критерием выбора масла для компрессора является вязкость.

Фирмы, производящие винтовые блоки, рекомендуют к применению минеральные и синтетические компрессорные масла с вязкостью по ISO — 32, 46, 68 в, зависимости от типа винтового блока, скоростей вращения роторов и температуры окружающего воздуха. Верхний температурный предел длительной работы компрессорных минеральных масел составляет 80−90°С, кратковременно эту температуру можно повышать до 110−120°С.

Вследствие активного контакта масла и воздуха в проточной части винтового блока, в масле образуются пузырьки воздуха. В маслобаке может также конденсироваться часть влаги, содержащейся в воздухе. Несмотря на создаваемые в маслобаке условия для разделения, масло с частичками воздуха и влагой попадает на смазку винтового блока. Эти примеси, а так же загрязнение компрессорного масла приводит к некоторому повышению вязкости компрессорного масла. В допустимых небольших количествах это не представляет опасности для работы компрессора. Значительное количество воды и абразивные загрязнения, которые являются следствием нарушения условий эксплуатации, могут вызвать срезные повреждения винтового блока и самого компрессора в целом.

При больших отрицательных температурах компрессорное масло густеет, теряется его текучесть, вязкость возрастает в десятки раз. Это приводит к значительному возрастанию пусковой мощности, а иногда и к невозможности запуска, поэтому температура запуска винтовых компрессоров с минеральным маслом для компрессора ограничена температурой — 10 °C.

Заключение

Компрессорные масла являются одним из важнейших составляющих в компрессорных установках. Только правильно подобранное, качественное масло сможет обеспечить полноценную работу любой компрессорной установки, увеличит её КПД и сведет износ деталей к минимуму, тем самым обеспечит её длительное использование.

1. Химическая технология неорганических веществ: В 2 кн. Кн.2: Учеб. Пособие (ГРИФ) / Т. Г. Ахметов, Р. Т. Порфирьева и др.; Под ред. Т. Г. Ахметова. — М.: «Высшая школа», 2005.533 с.

2. Химическая технология неорганических веществ: В 2 кн. Кн.1: Учеб. Пособие/ Т. Г. Ахметов, Р. Т. Порфирьева и др.; Под ред. Т. Г. Ахметова. — М.: «высшая школа», 2005. — 688 с.

3. Аверченков В. И., Горленко О. А. Технология машиностроения: Учеб. Пособие (ГРИФ). — 2-е изд., перерб. и доп. — М.: ИНФРА-М, 2006. — 288 с.