Turbinska ulja

1.1.Turbinska ulja

Turbine transformišu energiju pare, vode ili gasa u mehanički rad. U zavisnosti od vrste radnog fluida razlikuju se: parne, vodene i gasne turbine. U početku su se upotrebljavala čista bazna ulja, međutim sa povećanjem zahteva proizvođača turbina, baznim uljima se dodaju aditivi za zaštitu od rđe i korozije, EP aditivi itd. Najčešće su u upotrebi ulja mineralne osnove. Kod mlaznih motora aviona, zbog velikog opterećenja ležajeva i otežanog startovanja u oštrim vremenskim uslovima, koriste se sintetička ulja na bazi estera.

Glavne funkcije turbinskih ulja su: podmazivanje ležajeva i zupčastih prenosnika turbine, odvođenje toplote, zaptivanje sistema, sprečavanje trenja i habanja, zaštita od rđe i korozije, a često se u ulozi hidrauličnih ulja koriste kao fluidi za prenos snage u regulacionim sistemima turbina. Karakterišu ih visoka oksidaciona stabilnost, dobra mazivost, izuzetno dobra sposobnost izdvajanja vode, hidrolitička stabilnost, dobra filtrabilnost i niska tendencija ka penušanju.

Razvoj turbinskih ulja je definisan zahtevima parnih turbina jer najoštriji zahtevi se odnose na podmazivanje ovih turbina. Glavni ležajevi turbine su klizni ležajevi rukavca od belog metala koji se podmazuje u hidrodinamičkom režimu. Zbog ogromne težine turbine, ležajevi su jako opterećeni prilikom pokretanja turbine, pa je neophodno obezbediti hidrostatičko podmazivanje ležajeva u tim uslovima.

Ulja za gasne turbine imaju najteže uslove rada, te iz tog razloga moraju imati izrazito visoku termooksidacionu stabilnost. Bazna ulja API Grupe I teško mogu zadovoljiti zahteve modernih teškoopterećenih gasnih turbina. Najčešće se javljaju teškoće sa stvaranjem mulja i lakova kao posledica termooksidacione razgradnje ulja, što je najveći problem u primeni ulja za gasne turbine. Stvaranje mulja i lakova uzrokuje začepljenje ventila, smanjenje protoka ulja, povećano habanje, smanjenje efikasnosti hlađenja, povećanje temperature ulja, prevremeno začepljenje filtera, sita i uskih otvora. Dodavanje aditiva antioksidanta u većoj koncentraciji može uzrokovati suprotan efekat - stvaranje mulja i lakova u ranoj fazi.

Iz tih razloga za proizvodnju ulja za gasne turbine koriste se dubokorafinisana bazna ulja API Grupe II ili III (imaju vrlo homogenu strukturu ugljovodonika i gotovo bez aromatskih jedinjenja što smanjuje sklonost stvaranju mulja i lakova) uz pravilan odabir paketa aditiva (na primer sa aminskim antioksidantom) koji ima dobru rastvorljivost u ovim baznim uljima.

Kod parnih i gasnih turbina postoje dve vrste sistema podmazivanja:

  • centralni sistem (najčešće u primeni) – turbinsko ulje se koristi za podmazivanje kao i hidraulični medijum u regulacionom sistemu.
  • odvojeni sistemi - turbinsko ulje za podmazivanje turbine, a kao hidraulični medijum za regulaciju – teško zapaljivi hidraulični fluid.

Za podmazivanje parnih i gasnih turbina koriste se ulja sa inhibitorima oksidacije i korozije, obično gradacije ISO VG 32. Gradacije 32 i 46 obično se koriste za turbine bez zupčastih prenosnika. ISO VG 68 koristi se samo za integralno podmazivanje zupčanika pri određenim opterećenjima. VG 100 koristi se samo za parne turbine u posebnim slučajevima.

Osnovne funkcije ulja u vodenim turbinama su: podmazivanje aksijalnih i radijalnih  ležajeva preko centralnog sistema pod pritiskom, podmazivanje sistema za kontrolu podešavanja lopatica turbine, podmazivanje zupčastog prenosa i zaptivanje sistema od prodora vode. Ulja za vodene turbine ne trpe termička opterećenja. Često se za vodene turbine preporučuju ulja namenjena parnim turbinama. U tom slučaju mora se voditi računa o činjenici da su delovi opreme u toku godine izloženi temperaturama od -250C do 800C, što zahteva održavanje stalne temperature ulja u rezervoaru uz pomoć grejača. U slučaju da se zupčanici reduktora podmazuju turbinskim uljem iz istog sistema za podmazivanje, preporučuju se ulja koja su blago aditivirana sa EP aditivima hidrolitički stabilnim.

Uljni rezervoar može da sadrži od 450 litara do 100 000 litara ulja (mora se obezbediti 5 do 10 ciklusa na čas). Temperatura ulja u rezervoaru je od 50 do 75 0C. Vek trajanja turbinskih ulja je veoma dug, posebno u sistemima podmazivanja vodenih turbina, zato se izbor ulja vrši sa posebnom opreznošću. Ulja sa neodgovarajućim karakteristikama koje se menjaju u toku korišćenja (posebno antipenušave karakteristike), veoma brzo to i pokažu – na površini ulja u rezervoaru se stvara velika količina pene, koja u krakterističnim slučajevima ističe iz rezervoara. Ulje, kod koga je došlo do poremećaja antipenušavih karakteristika treba obavezno zameniti. Ne preporučuje se korekcija te karakteristike dodavanjem aditiva antipenušavca. Turbinska ulja ne smeju da sadrže aditive poboljšivače indeksa viskoznosti.

Kako se turbinsko ulje može koristiti dugi niz godina, treba naglasiti da u principu nije dozvoljeno mešanje ulja različitih proizvođača, jer to može dovesti do poremećaja karakteristika ulja koje su za rad turbinskog postrojenja veoma važne.

Tabela 1: Klasifikacija turbinskih ulja prema ISO standardu

ISO L - TSA
Mineralno ulje koje se koristi u parnim turbinama za proizvodnju energije, u industrijskim i brodskim pogonima, gde se ne zahteva povećana sposobnost podnošenja opterećenja na zupčasti prenos.
ISO L - TGA
Mineralno ulje koje se koristi u gasnim turbinama za proizvodnju energije, u industrijskim i brodskim pogonima, gde se ne zahteva povećana sposobnost podnošenja opterećenja na zupčasti prenos
ISO L - TSE
Mineralno ulje koje se koristi u parnim turbinama za proizvodnju energije, u industrijskim i brodskim pogonima, gde se zahteva povećana sposobnost podnošenja opterećenja na zupčasti prenos (EP svojstva).
ISO L - TGE
Mineralno ulje koje se koristi u gasnim turbinama, kontrolnim, industrijskim i brodskim pogonima, gde se za zupčasti prenos zahteva povećana sposobnost podnošenja opterećenja (EP svojstva).
ISO L - TGB
Mineralno ulje koje se koristi u gasnim turbinama za proizvodnju energije, u industrijskim i brodskim pogonima, gde se zahteva otpornost prema visokoj temperaturi na mestima pregrevanja
ISO L - TGC
Sintetičko ulje koje se koristi u gasnim turbinama, pogonima i kontrolnim sistemima koji su sa njima povezani gde se od ulja zahteva visoka oksidaciona stabilnost i dobra svojstva na niskim temperaturama.
ISO L - TGSB
Ulje za gasne i parne turbine gde se zahteva veća otpornost prema višim temperaturama ulja
ISO L - TGF
Mineralno ulje za gasne turbine gde se zahteva otpornost prema višim temperaturama i povećane sposobnosti podnošenja opterećenja (EP svojstva)
ISO L - TGSE
Ulje za gasne i parne turbine gde se zahteva veća otpornost prema višim temperaturama i boljim EP svojstvima ulja
ISO L - TGCH
Sintetičko turbinsko ulje za visoke radne temperature
ISO L - TGCE
Turbinsko ulje za visoke radne temperature, naročito aviona
ISO L - THA
Turbinsko ulje za normalne temperature rada i za granične i mešovite uslove podmazivanja
ISO L - THE
Turbinsko ulje za normalne temperature rada, za granične i mešovite uslove podmazivanja sa povišenim otpornostima na opterećenje (EP svojstva)
ISO L - TSC
Sintetičko ulje koje se koristi u parnim turbinama, pogonima i kontrolnim sistemima koji su sa njima povezani gde se od ulja zahteva visoka oksidaciona stabilnost i dobra svojstva na niskim temperaturama.
ISO L - TSD
Nezapaljivo sintetičko ulje na bazi fosfatnih estera koje se koristi u parnim turbinama i pratećim kontrolnim sistemima.
ISO L - TGD
Nezapaljivo sintetičko ulje na bazi fosfatnih estera koje se koristi u gasnim turbinama i pratećim kontrolnim sistemima koji su sa njima povezani.
ISO L - THCH
Turbinska biorazgradiva ulja na bazi polialfaolefina
ISO L - THCE
Turbinska biorazgradiva ulja na bazi estera