روغن کاری توربین گاز

[bigbang]

هدف اصلی روغنکاری جلو گیری از برخورد بین قطعات و اصطکاک است . روغنکاری به تزریق یک سیال بر روی دو جسم که بر روی هم در حال لغزش و حرکت هستند به منظور کاستن برخورد آن دو جسم گفته می شود . وظایف اصلی که معمولا بر عهده ی سیستم روغنکاری است و به طور معمول در یک فرایند ساخت و استفاده از سیستم روغنکاری مورد انتظار است عبارت هستند از :
- تسهیل حرکت -
کاهش اصطکاک
–دفع حرارت
- دفع برخی از ناخالصی ها
- جلو گیری از خورد گی مکانیکی
- کاهش ارتعاشات .
در توربین های گاز که وزن زیادی دارند ودر دور های بالا فعالیت می کنند و همچنین حرارت زیادی در آن ها تولید می شود نقش و اهمیت بهره گیری از یک سیستم روغنکاری مناسب بسیار پر رنگ تر است . ا گر در عملکرد سیستم روغنکاری توربین اختلالی رخ دهد صدمات جدی و جبران ناپذیری را می توان در توربین متصور بود که این صدمات می تواند ناشی از برخورد های شدید قطعات ، ارتعاش بیش از اندازه ، سایش و خورد گی مکانیکی شدید ، داغ شدن و اعمال تنشهای حرارتی زیاد به قسمت های دوار توربین و ...... باشند .
به همین علت است که در توربین های گاز هم از سیستم کنترل و حفاظت برای کنترل سیستم روغنکاری توربین گاز استفاده می کنند و هم از قطعات یدکی بهره می گیرند و در هنگام راه اندازی و خاموش کردن واحد هم نظارت جدی بر روی عملکرد سیستم روغنکاری اعمال می شود .
به علاوه هنگام ترتیب اضطراری واحد اولین سیستمی که از دیزل اضطراری نیرو گاه می توان دریافت مینماید سیستم روغنکاری توربین است . این ها همه نشان دهنده ی اهمیت روغنکاری و استفاده از یک سیستم روغنکاری خوب ، دقیق و ایمن را در توربین گاز میرساند که در ادامه به این موضوع می پردازیم . نحوه ی عملکرد و اجزای مختلف سیستم روغنکاری توربین گاز
در این قسمت اجزای مختلف سیستم روغنکاری توربین گاز بررسی شده ، وظایف ، نحوه ی عملکرد و تعادلش با سایر اجزا مورد تجزیه و تحلیل قرار خواهد گرفت.
مخزن :
یکی از بخش های مهم سیستم روغنکاری توربین گاز مخزن روغن آن است که بر خلاف این که در منظر نخست به نظر می رسد قسمت ساده و کم اهمیتی است ولی از اهمیت زیادی برخوردار است .این مخزن وظیفه نگهداری روغن را برعهده دارد و روغن از این بخش به داخل قسمت های مورد نظر پمپ می شود . اضافه کردن روغن تازه به سیستم نیز از این قسمت صورت می گیرد . معمولا در کنار مخزن اصلی از یک مخزن ذخیره نیز به عنوان مخزن یدک در سیستم روغنکاری توربین گاز استفاده می شود .
معمولا مخازن روغن در سیستم روغنکاری توربین گاز بخشی دارند به نام نمونه گیر که وظیفه این بخش گرفتن نمونه از روغن موجود است البته نمونه گیر باید طوری طراحی شود که نمونه ای که به دست می دهد همگن و از بخش های میانی مخزن باشد .
پمپ روغن :
پمپ روغن مهمترین قسمت سیستم روغنکاری توربین گازاست . وظیفه آن پمپ کردن و فرستادن روغن به قسمت های مختلف مورد نیاز ( ازجمله قسمت های متحرک و دوار ) است .
از آن جا که ویسکوزیته روغن مورد استفاده در سیستم روغنکاری توربین گاز نیروگاهی زیاد است از پمپ های سانتریفوژ معمولا در این قسمت نمی توان استفاده کرد . معمولا پمپ مورد استفاده در سیستم روغنکاری توربین گاز از نوع پمپ دنده ای است .
به جهت اهمیت زیاد سیستم روغنکاری توربین گاز همواره از دوپمپ روغن در سیستم های روغنکاری استفاده می شود به طوری که با از کار افتادن یا دچار مشکل شدن یکی از پمپ های مورد استفاده ، پمپ ئیگ به جا ی آن در مدار قرار گیرد . در برخی از نیروگاه ها حتی از سه عدد پمپ در سیستم روغنکاری استفاده میشودیعنی از دو پمپ یدک بهره می گیرند .
روغن :
روغن مورد استفاده در سیستم روغنکاری توربین گاز باید مشخصات و خواص خاصی داشته باشد که در بخش های آینده دقیقا به آن پرداخته خواهد شد اما آن چه مهم است این است که به جهت حساسیت و پیچیدگی های خاص کار روغن مورد استفاده باید دقیقا همان روغن مورد نظر در دستورالعمل بهره برداری توربین باشد و مداما نیز مورد کنترل کیفیت قرار گیرد . در بخش بعدی به تفصیل در رابطه با روغن بحث خواهد شد .
***** روغن :
از آن جا که وجود ناخاصی و ذرات جامد معلق درون روغن مورد استفاده سبب تغییر برخی از پارامتر های روغن می شود و بر عملکرد آن تاثیر نامطلوب می گذارد باید ذرات معلق احتمالی موجود در روغن گفته شود . به همین منظور از دو یا سه عدد ***** روغن ( با منفر های متفاوت ) در مسیر هدایت روغن استفاده می شود تا ذرات معلق احتمالی موجود در روغن را به دام انداخته و مانع ورود آن ها به درون سیستم شوند .
جاذب رطوبت :
وجود آب در داخل روغن نیز همانند آن چه در قسمت قبل برای ذرات معلق گفته شد میتواند تاثیرات نامطلوبی بر روی مشخصه های عملکرد روغن بگذارد و عملکرد کل سیستم را مختل کند برای جلوگیری از وقوع چنین امری از یک جاذب رطوبت در سیستم روغنکاری توربین گاز استفاده می شود . این جاذب در برخی از سیستم ها قبل از مخزن و در برخی از سیستم ها درون مخزن قرار دارد .
شیر ها ومجاری :
سیستم روغنکاری توربین گاز دارای لوله ها ، مجاری و شیر های مختلفی است که وظیفه انتقال و تنظیم جریان روغن را بر عهده دارند .
سیستم حفاظت :
از آن جا که همانطور که گفته شد کارکرد مناسب سیستم روغنکاری توربین گاز نقش به سزایی در کارکرد مناسب سیستم روغنکاری توربین گاز دارد برای حفاظت از آن و صدور دستورات لازم در مواقع مورد نیاز از یک سیستم حفاظت جانبی برای صدور فرامین خاص به هنگام تغییر برجسته و بیش از اندازه ی مشخصه ها مختلف سیستم از جمله سطح روغن درون مخزن ، دمای روغن ورودی ، دمای روغن خروجی و ..... استفاده می شود .
ابزار دقیق :
حسگرهای مختلفی درون سیستم روغنکاری وجود دارند تا پارامتر های گوناگونی همچون درجه حرارت روغن ورودی به سیستم ، درجه حرارت روغن خروجی از سیستم ، سطح روغن موجود در مخزن ، سطح روغن موجود در تانک ذخیره ، فشار روغن در قسمت های گوناگون و ..... را در هر لحظه اندازه گیری کنند و به سیستم های حفاظت ، کنترل و بهره برداری بفرستند .
تانک روغن :
معمولا به جهت مسائل اقتصادی و امنیتی مقدار زیادی روغن خریده می شود و در نیروگاه ذخیره می شود تا به تدریج از آن استفاده شود . وظیفه نگهداری و ذخیره این روغن بر عهده ی تانکی به نام تانک ذخیره روغن است که معمولا با خود توربین نیز فاصله دارد . ( بر عکس مخزن که باید بسیار به توربین نزدیک باشد ) .
سیستم آنالیز روغن :
برای اطمینان از کارکرد مناسب روغن و سیستم روغنکاری نیاز است روغن قبل و بعد از ورود به سیکل روغنکاری آنالیز شود که این کار توسط سیستم آنالیز روغن انجام می شود.
نکات لازم الاجرا در بهره برداری توربین گاز ازنظر روغنکاری
سیستم روغن و آب بندی های آن باید مداوم مورد بازرسی قرار گیرد تا به هیچ وجه روغن به درون توربین نشت نکند . مخرن روغن باید در نزدیکی توربین گازباشد تا بتواند به هنگام راه اندازی به سرعت روغن را به توربین برساند . مخزن روغن و سیستم ابزار دقیق آن باید در زمان های مشخص مورد بازبینی قرار گیرد . سیستم روغنکاری نباید نشتی روغن داشته باشد و باید بتواند در بلند مدت روغن مورد نیاز را طراحی کند . ***** روغن باید دائما مورد بازرسی قرار گیرد و در صورت نیاز تعویض شود . در مخزن روغن باید تدابیری اندیشیده شود تا از تجمع روغن بلند مدت در کف مخزن جلوگیری شود ( برای این منظور می توان از روش first in / first out استفاده کرد . مخزن ذخیره روغن و مجاری انتقال باید در فواصل زمانی مشخص رسوب زدایی شوند . قطعات مختلف سیستم ( به ویژه پمپ ها ) باید در فواصل زمانی مشخص ( مطابق دستورالعمل بهره برداری ) مورد بازبینی و نظارت قرار گیرند . روغن نیروگاه باید مداوم در معرض آزمایش های کنترل کیفیت قرار گیرد . از نفوذ آب به درون سیستم باید جلوگیری شود . برای این منظور باید موارد زیر را رعایت کرد : تهیه روغن حتی المقدور به صورت بسته بندی و خارج نکردن زود هنگام روغن از آن اجرای تست های لازم در فواصل زمانی مشخص بر روی آب بندی اجزای مختلف بازرسی جاذب های رطوبت در فواصل زمانی مشخص روغن مورد استفاده در
سیستم روغنکاری توربین گاز :
به طور کلی روغن ها بسته به نوع سیستم روغنکاری و وظیفه ای که بر عهده دارد باید ویژگیهای خاصی داشته باشند .روغن هایی که در سیستم های یک بار گذر ( سیستم هایی که در آن ها روغن سیرکوله نمی شود ) باید ویژگی هایی چون روان بودن ، چسبندگی مناسب ، پایداری نسبی و ویسکوزیته مناسب داشته باشند . اما روغن هایی که در سیستم های سیکلی استفاده می شوند باید دارای خواصی چون روان بودن ، پایداری حرارتی ، مقاومت در برابر اکسیداسیون ، پایداری ویسکوزیته و مقاومت در برابر خوردگی داشته باشند . با توجه به توضیحاتی که در باره ی سیستم روغنکاری توربین گاز و ویژگیهای آن گفته شد می توان گفت روغنی که در این سیستم استفاده می شود باید دارای ویژگی های زیر باشد :
- مقاومت در برابر دمای زیاد
- مقاومت در برابر اکسیداسیون
- دارا بودن درصد کم ذرات معلق
- تغییرات کم ویسکوزیته با دما
- تحمل تنش ها و بارهای زیاد
- دارا بودن نقطه ی فلش پوینت بالا
- پایداری هیدرولیکی
از همین رو معمولا روغن مورد استفاده در سیستم روغنکاری توربین گاز با روغن مورد استفاده در سایر سیستم های روغنکاری متفاوت است . روغنی که در سیستم روغنکاری توربین گاز استفاده می شود یک استر است . یک استر ماده ای هیدروکربنی است که از واکنش شیمیایی میانیک اسید ارگانیک و یک الکل پدید می آید :
Organic acid + alcohol = ester + water
البته فرایند تولید روغن بسیار پیچیده تر از این است . به علاوه به علت وجود ناخالصی هایی در میان مواد واکنش دهنده ی این واکنش ، محصولات احتراق این واکنش نیز بیش از این هستند .
کنترل کیفیت روغن
کنترل کیفیت روغن موجود در سیستم روغنکاری توربین گاز معمولا به دو روش اسپکتوگرافیک و آنالیز روغن ورودی انجام می شود که هر دوی این روش ها باید در کنار هم و توام اجرا شوند .
آنالیز اسپکتوگرافیک :
در این روش روغن خروجی از توربین مورد بازرسی و تجریه و تحلیل قرار می گیرد و در صد فلزات اضافه شده به آن اندازه گیری می شود . نتایج به دست آمده از این آنالیز میتواندنشان دهنده ی بسیاری از موارد از جمله میزان سایش و خوردگی در میان قطعات دوار باشد که این می تواند در تعیین کیفیت روغنکاری و تعیین عملکرد سیستم روغنکاری بسیار مفید باشد . البته برای قابل اتکا و دقیق بودن نتایج این آنالیز لازم است که عمل نمونه گیری در دفعات گوناگون و زمان ها ی مختلف اجرا شود . آنالیز روغن در ورود : در این آنالیز که قبل از ورود روغن به درون سیکل صورت می گیرد موارد مختلفی از جمله درصد وجود ناخالصی ها ، مواد خورنده ، رطوبت ،ویسکوزیته روغن و .... معین می شوند . این آزمایش نیز باید متناوب و در زمان های خاص بر روی روغن اجرا شود .