Улучшение состояния трансформатора посредством сушки, дегазации и фильтрации масла
Дегазация и осушка масла с помощью вакуумно-дегазационной установки
Задачами дегазации является удаление из масла воздуха, растворенных газов и водяных паров. Учитывая, что количество растворенных горючих газов сравнительно мало, для выбора дегазационной установки учитывается в основном объемное содержание воздуха и воды.
Полагая р = 0,9 г/см3, получим, что весовая концентрация воды 10 г/т при 60 °С составляет примерно 1,36% об. Параметры процесса (расход масла, остаточное давление и температура) должны быть скоординированы с характеристиками вакуумного насоса. Быстрота откачки вакуумного насоса S должна быть достаточной, чтобы удалить при данном избыточном давлении р необходимую сумму паров воды и газов (воздуха)
S=7° - (Кюэ +0,112- и/(г/т)),
где S — быстрота откачки (м3/час); D — расход масла (м3/час); Р0 — атмосферное давление (мм рт. ст.); р — остаточное давление в дегазаторе (мм рт. ст.); Т — абсолютная температура масла (К); Квоз — содержание воздуха (%); Wr/T _ содержание влаги (г/т).
Полагая, например, содержание воздуха в масле 10 %, а подлежащий удалению объем паров 5 % об, получим, что для возможности удаления смеси за один цикл при давлении 1 мм рт. ст. и расходе масла 5 м3/час быстрота откачки однокамерного вакуумнасоса должна быть примерно 700 м3/час. Предельная концентрация газа зависит от остаточного давления и коэффициента растворимости газа в масле к (коэффициента Оствальда).
Соответственно при извлечении ацетилена (к= 120 %) предельное значение составит при тех же условиях примерно 0,16%. Некоторое количество газа практически всегда остается недоизвлеченным, особенно при однократной обработке.
Например, для достижения заданного содержания газа Ак = 0,1 % за один проход значение остаточного давления при заданной степени недоизвлечения воздуха т = = 0,05 составит примерно 0,33 мм рт. ст.
Осушка масла с помощью бумажных фильтров
Метод осушки масла с помощью бумажных фильтров (например, через фильтрпресс) является наиболее старым и наименее эффективным. По мере увлажнения бумаги возможен эффект увеличения влаги в масле. Влажная бумага может быть источником загрязнения масла частицами целлюлозы.
Осушка масла с помощью фильтров из адсорбирующей пластмассы
Технология осушки с помощью фильтров из адсорбирующей пластмассы значительно повысила эффективность обработки. Фильтрующие элементы адсорбируют и связывают воду, фильтруют механические примеси и не могут быть источником повторного загрязнения масла.
Сушка масла с помощью цеолитов
Сушка масла с помощью цеолитов позволяет достигать очень низких значений влажности за один проход масла через установку. Например, 200 кг цеолита могут эффективно высушить масло, удерживая до 40 кг воды. Влагоемкость цеолитов уменьшается при повышении температуры (от 18-20% при 20°С до 3-4% при 100°С).
Недостатком является необходимость регенерации цеолитов при высокой температуре с последующим удалением масла и продуктов его старения. При этом возможно ослабление прочности и разрушение гранул.
Процесс осушки должен сопровождаться тщательной фильтрацией.
Фильтрация масла
Целью фильтрации является удаление примесей.
Тонкость фильтрации в мкм не является достаточной характеристикой фильтра, поскольку она базируется на гравиметрических испытаниях, не учитывающих вариацию размеров частиц. Более точной характеристикой является Бэта-параметр, который определяется при многоразовом пропускании масла через фильтр и определяет эффективность очистки примесей данного размера. Например, фильтр, обозначенный БэтаЗ = = 500, означает, что он способен при многоразовой фильтрации удалять частицы размером 3 мкм с эффективностью 99,5%.
Другой характеристикой является сопротивление фильтра. Расчетный расход масла при фильтрации должен соответствовать определенному сопротивлению фильтра. Обычно фильтрация производится при постоянном расходе масла, так что увеличение сопротивления и соответствующее повышение давления характеризуют ресурс фильтра.
Следует учитывать следующие возможные проблемы при фильтрации масла.
1. Правильный выбор фильтрующих элементов, что особенно важно при очистке масла от мелких частиц, например, углерода. Измерение дисперсии частиц и микроскопический анализ инфильтрата позволит оценить эффективность очистки. Очистка масла от углерода требует применения фильтров тонкостью фильтрации 0,5—0,3 мкм.
2. Фильтрация малых и легких частиц, например, частиц сорбента (глины) при очистке посредством циркуляции масла в баке может быть малоэффективной, поскольку частицы могут увлекаться конвективными потоками и не попадать в фильтр.
3. Фильтр (особенно бумажный) может быть источником примесей; следует учитывать полезный ресурс фильтра до его замены.
4. Важно проверить правильность направления потока, а также соответствие расхода масла сопротивлению фильтра.
В табл. 4 показаны результаты очистки масла, сильно загрязненного углеродом и микроскопическими металлическими частицами.
Микроскопический анализ показал, что фильтрация значительно снизила уровень загрязнения. Удалены металлы, сажа, углерод и другие частицы размером более 1 мкм. Мелкие частицы не сохраняются в дисперсном состоянии и могут довольно быстро укрупняться.