Главное меню:
|
Год выпуска: 2007
Язык: Русский
Формат: pdf
Размер архива:74Mb
Скачать
|
Возницкий И.В.
ПРАКТИЧЕСКИЕ РЕКОМЕНДАЦИИ ПО СМАЗКЕ СУДОВЫХ ДИЗЕЛЕЙ
4-е ИЗДАНИЕ
7. МАСЛА ДЛЯ ВСПОМОГАТЕЛЬНЫХ МЕХАНИЗМОВ И УСТРОЙСТВ
7.3. Гидравлические масла
7.4. Масла теплоносители - термические масла
Уже давно стало традицией в судовых силовых установках использовать водяной пар в качестве носителя теплоты. Однако, появившиеся в последние 10-15 лет системы транспортировки теплоты, основанные на использовании специальных минеральных масел, показали наличие ряда существенных преимуществ и завоевали популярность особенно на танкерах и химовозах, где существует необходимость передачи большого количества теплоты для подогрева груза.
7.4.1. Особенности функционирования жидких теплоносителей, их характеристики
Жидкость, используемая в качестве теплоносителя, должна обладать следующими важными свойствами:
- высокая термостабильность;
- высокие теплоемкость и способность переноса теплоты;
- хорошая теплопроводность;
- низкая вязкость в диапазоне рабочих температур и давлений для обеспечения легкой перекачки;
- малая испаряемость в рабочем диапазоне температур и давлений;
- неагрессивность по отношению к применяемым в системе материалам;
- низкая токсичность и, конечно, - малая стоимость.
Термическая стабильность
Наличие у жидкого теплоносителя высокой термической стабильности является одним из важнейших свойств.
Теплоноситель не должен деградировать при рабочих температурах, так как всякие химические изменения могут привести к изменению вязкости,
испаряемости, коррозионной активности, появлению отложений на трубках нагревателей и теплоотдающих элементов. Совершенно очевидно, что все
перечисленные изменения приведут к снижению эффективности работы теплопередающей системы. Относительно значительное падение вязкости жидкости
обычно сопровождается увеличением ее испаряемости, что влечет за собой рост давлений в системе и образованию пузырьков в ней. Это, в свою очередь,
может привести к превышению давления в системе сверх положенного, подрыву предохранительных клапанов и утечке жидкости через них, развитию
кавитационных явлений в насосах и их повреждению. Термическая деградация выражается в полимеризации углеводородов и образовании твердых и липких продуктов.
Эти продукты откладываются на теплопередающих поверхностях, снижая эффективность теплопередачи; вязкость жидкости увеличивается, перепад давления в системе падает, что обусловливает снижение скорости циркуляции в ней.
У некоторых жидкостей деградация сопровождается появлением агрессивных соединений, вызывающих коррозию материалов системы.
Теплоемкость
Общее количество поглощаемого терможидкостью тепла пропорционально ее удельной теплоемкости и диапазону рабочих температур. С увеличением удельной теплоемкости при сохранении массы циркулирующей жидкости растет количество транспортируемой ею количества теплоты.
Теплопроводность
Теплопроводность терможидкости должна быть как можно более высокой, чтобы достигнуть наиболее равномерного распределения температур в толще жидкости. Вторым фактором, определяющим количество передаваемого тепла, является скорость течения жидкости по трубкам. Желательно обеспечить турбулентный поток.
Вязкость
При рабочих температурах и давлениях в теплопередающей системе вязкость терможидкости должна быть достаточно низкой, чтобы минимизировать затраты энергии на ее прокачку и обеспечить хорошее проникновение жидкости по всем элементам системы, но, в тоже время, и достаточно высокой, чтобы исключить появление протечек в сальниках, фланцевых соединениях и пр. Следует также учитывать, что, чем ниже вязкость жидкости, тем при данной скорости ее течения выше будет турбулентность потока и, следовательно, — лучше распределение тепла в жидкости.
Испаряемость
Чем выше испаряемость терможидкости, тем выше давление образующихся паров. Применение терможидкостей с малой испаряемостью позволяет снизить требования к прочности термосистемы и тем самым ее облегчить и снизить стоимость. В то же время, следует учитывать, что заливка в систему жидкости с высокой испаряемостью может привести к чрезмерному росту внутренних давлений и возможным серьезным повреждениям.
Коррозионнось и совместимость с конструкционными материалами
Термосистема состоит из большого количества конструкционных материалов, в число которых входят сталь, медь и ее сплавы, алюминий, а также неметаллические изделия - прокладки, уплотнения. Терможидкость должна быть нейтральна по отношению к ним, не корродировать, не растворять и не образовывать на них каких-либо отложений. При подборе терможидкости важно исходить из двух аспектов:
1. Терможидкость не должна быть агрессивной по отношению к термосистеме.
2.Термосистема не должна быть агрессивной по отношению к терможидкости.
В качестве примера типичных для терможидкостей характеристик ниже
приводятся характеристики терможидкости BP Transcal N:
Плотность при 15°С кг/мЗ 870
Температура вспышки (РМС) °С 210
Температура горения °С 243
Кинематическая вязкость: при40°С сСт 31 при 100°С сСт 5,2
Температура застывания °С -12
Температура самовоспламенения °С 350
Величина нейтрализации мг КОН/г < 0,05
Кокс, число % < 0,05
Коэф. теплового расширения на °С 0,00077
Эта жидкость рекомендуется для жидкофазных закрытых термосистем с рабочим диапазоном температур до 320°С. Минимально допустимая температура -10°С. Во избежание снижения или прекращения движения терможидкости из-за образования отложений парафина на участках стенок труб, находящихся в зонах действия низких температур (t < -10°), последние при запуске системы в действие необходимо подогревать, используя для этого паровые или электрические спутники.
7.4.2. Изменение состояния терможидкости и контроль ее качества в эксплуатации
Меры безопасности
Контроль качества терможидкости осуществляется путем периодического отбора проб и их анализа. Проба считается представительной лишь при условии, что она отбирается в процессе циркуляции терможидкости при рабочих давлениях и температурах. При этом следует избегать каких-либо потерь легких фракций в виде паров. Частота отбора проб жидкости диктуется соображениями о работе системы, но, по крайней мере, не реже 2 раз в год. Терможидкость обычно деградирует под действием процессов окисления и термического крекинга. Окисление происходит при контакте терможидкости с воздухом, что в самой термосистеме маловероятно, так как воздух в ней при нормальной работе должен отсутствовать. Контакт с воздухом возможен в расширительной цистерне, но здесь температура жидкости должна поддерживаться ниже 60°С, при которой скорость процессов окисления очень мала.
Процесс окисления включает несколько стадий. Первая стадия состоит в образовании нестабильных гидропероксидов, в последующем
переходящих в сложные соединения спиртов, альдегидов, кетонов и кислот. Часть из этих соединений под действием полимеризации и конденсации образуют смолы и иные осадкообразующие соединения. Окисление сопровождается увеличением вязкости терможидкости, осадкообразованием и проявлением коррозионной активности, обусловленной наличием органических кислот.
Учитывая изложенное, состояние терможидкости оценивается по изменению значений вязкости и общего кислотного / щелочного числа в сопоставлении с их значениями у свежей жидкости.
Рекомендация
Во избежание термических перегрузок терможидкости очень важно не допускать работы системы при чрезмерно высоких температурах и, особенно следить за температурами в области нагревающих элементов. Здесь температуры поверхностей нагревательных элементов со стороны масла не должны выходить за пределы 350°С. Перегрев углеводородов приводит к разрыву молекул с образованием углеводородов с низкой молекулярной массой, присутствие которых ведет к снижению температуры вспышки и вязкости. Часть углеводородов объединяются с образованием тяжелых молекул, способствующих увеличению вязкости и осадкообразованию. Внутри нагреватечъных элементов этот тип процессов крекинга может привести к большим опиожениям кокса на горячих поверхностях труб, снижению циркуляции масла и еще большему их перегреву и интенсификации отложений.
Понижение вязкости терможидкости и температуры вспышки следует использовать в качестве_индикатора наличия перегревов в термосистеме. Но нужно иметь в виду, что при деградации терможидкости вязкость может заметно и не изменяться, так как окисление и крекинг оказывают на нее противоположное действие.
Если изменяется только температура вспышки без изменения общего кислотного числа, это свидетельствует о присутствии крекинга; если изменяется общее кислотное число, но неизменной остается температура вспышки, то имеют место окислительные процессы.
Допустимые пределы изменения характеристик терможидкостей (BP)
Вязкость ± 20%
Число нейтрализации меньше выше 0, 6 мг КОН/ г
Температура вспышки 150°С
Срок службы терможидкостей может исчисляться годами, но при нарушении режимов работы системы, при перегревах и деградации жидкости ее замена может
потребоваться и через несколько месяцев. Деградация вызывает появление в системе отложений, ухудшающих ее работу. Поэтому необходимо при смене
жидкости принимать меры к очистке труб, особенно нагревательных элементов, и системы в целом.
Меры безопасности при обслуживании термосистем
При работе термосистемы рабочие температуры терможидкости обычно превышают характерную для них температуру вспышки, а это означает, что, во избежание возгорания, необходимо:
Исключить какие- либо утечки жидкости из системы и наличие вблизи источников открытого пламени или искрообразования.
Не допускать слив терможидкости из системы до тех пор, пока ее температура не снизится до уровня ниже teen (< 200°С).
При пополнении системы терможидкостью и ее вентиляции (спуск воздуха) тщательно следить, чтобы горячая жидкость не попадала в расширительную цистерну, в которой может существовать опасность воспламенения ее паров.
Любая часть термосистемы, выводимая из действия и опорожняемая, перед пуском в работу должна быть полностью освобождена от воздуха. В противном случае не исключается возможность образования в ней взрывоопасной смеси.
|
Полезные и проверенные программы:
|
STAR
Последние поступившие программы