تصنيف زيوت التوربينات البخارية وخصائصها وطريقة اختيارها

Thread Content

　تصنيف زيوت التوربينات وخصائصها وطريقة اختيارها، كما يشرح مختبرو جودة زيوت كورسيد. التوربينات، والتي تُعرف أيضًا باسم التوربينات الدوارة، تشمل التوربينات البخارية والتوربينات الغازية، وهي آلات حرارية دوارة تعمل بالبخار أو الغاز كوقود. تتميز هذه التوربينات بقدرتها العالية على توليد الطاقة، وكفاءتها العالية، واستقرارها أثناء التشغيل، بالإضافة إلى عمرها الطويل. الاستخدام الرئيسي لتوربينات البخار هو كمحركات أساسية لتوليد الطاقة، حيث تشكل الطاقة التي تنتجها حوالي 80% من إجمالي الطاقة المولدة. نظرًا لقدرة التوربينات البخارية على العمل بسرعات مختلفة، يمكن استخدامها لتشغيل أنواع مختلفة من المضخات والمراوح والضواغط ومروحات السفن مباشرةً. ولذلك، يمكن تصنيف التوربينات البخارية حسب الاستخدام إلى توربينات لمحطات الطاقة، وتوربينات صناعية، وتوربينات للاستخدام في السفن، وغيرها. يجب أن تعمل توربينات البخار بالتنسيق مع جهاز توليد البخار (الغلاية)، والآلات المحركة (مثل المولدات)، بالإضافة إلى أجهزة تكثيف البخار والمسخنات والمضخات وغيرها، لتشكيل نظام كامل. وتُعد توربينات الغاز أيضًا جهازًا طاقيًا مكونًا من ثلاثة أجزاء رئيسية وهي المضخة الضاغطة وغرفة الاحتراق والتوربين، بالإضافة إلى المعدات المساعدة المقابلة لها. تُستخدم التوربينات البخارية على نطاق واسع في صناعة الكهرباء، وصناعة البتروكيماويات، وصناعة الصلب، بالإضافة إلى السفن الكبيرة وغيرها من الصناعات. 　　١) وظيفة زيت التوربينات البخارية
إن وظيفة زيت التوربينات البخارية في محركات التوربينات البخارية ومحركات التوربينات الغازية هي نفسها، حيث يقوم بدور التشحيم والتبريد وضبط السرعة. 　　(1) وظيفة التزييت: يتم نقل زيت توربينات البخار عبر مضخة الزيت إلى المنطقة الموجودة بين المحور الرئيسي للتوربين وأغطية المحور، حيث يتكون فجوة من الزيت تؤدي دورًا في التزييت السائل. بالإضافة إلى ذلك، يجب على زيت توربينات البخار أن يوفر التشحيم للأجزاء التي تتعرض للاحتكاك، مثل صناديق تخفيض سرعة التروس وآليات تنظيم السرعة. 　　(2) التبريد وتفريغ الحرارة: أثناء تشغيل وحدة التوربين، يمكن أن تصل سرعة دورانها إلى 3000 دورة في الدقيقة. ويؤدي الاحتكاك الداخلي بين المحور وزيت التشحيم إلى إنتاج كمية كبيرة من الحرارة. كما أن الغازات المستخدمة في التوربين، سواء كانت بخارًا أو غازًا، فإن حرارتها تنتقل أيضًا إلى المحامل عبر شفرات التوربين. وإذا لم يتم التخلص من هذه الحرارة في الوقت المناسب، فسوف يؤثر ذلك بشكل خطير على سلامة تشغيل الوحدة، بل قد يؤدي إلى حدوث حوادث مثل انصهار المحور الرئيسي. لذلك، يجب أن يتدفق زيت التوربينات باستمرار في مسارات التزييت، لنقل الحرارة بعيدًا عن المحامل، وبالتالي تبريدها، بحيث تظل درجة حرارة المحامل أقل من 60 درجة مئوية. 　　(3) وظيفة التحكم في السرعة: يعمل زيت التوربين المستخدم في نظام التحكم في سرعة التوربين كوسيط هيدروليكي، حيث ينقل الضغط الناتج عن آليات التحكم، وبذلك يساعد في التحكم في سرعة دوران التوربين. 　　2) خصائص زيت التوربينات: إن اللزوجة المناسبة تعد عاملاً أساسياً لضمان تشحيم فعال لوحدات التوربينات. تختلف متطلبات المحركات البخارية من ناحية لزوجة زيت التشحيم، حسب تركيب المحرك نفسه. يجب اختيار زيت توربينات ذو لزوجة منخفضة للتوربينات التي تعمل بدورات الضغط ； أما بالنسبة للتوربينات الصغيرة التي يتم تزييتها باستخدام حلقات زيتية، فإن نقل الحرارة عبر المحور يؤثر على قوة التصاق طبقة الزيت على المحور، ولذلك يجب استخدام زيت ذو لزوجة عالية ； تحتاج مجموعات توربينات الغاز الصغيرة المزودة بأجهزة تخفيض السرعة، وكذلك توربينات السفن، إلى استخدام زيوت ذات لزوجة عالية لضمان تزييت التروس بشكل جيد. لضمان بقاء نظام التوربينات في حالة تزييت جيدة في درجات حرارة مختلفة، يجب أن يتمتع زيت التوربينات بخصائص لزوجة جيدة مع درجة الحرارة، ويُفضل أن تكون هذه الخصائص فوق 80–90. 　　①استقرار جيد ضد الأكسدة: على الرغم من أن درجة حرارة عمل زيت توربينات البخار ليست مرتفعة، إلا أن كمية الزيت المستخدمة كبيرة، ومدة استخدامه طويلة. بالإضافة إلى ذلك، فإن التأثيرات الناتجة عن الهواء والرطوبة والمعادن قد تؤدي إلى حدوث تفاعلات أكسدة، مما ينتج عنه مواد حمضية ورواسب. يؤدي تراكم المواد الحمضية إلى تآكل الأجزاء المعدنية، وتكوّن الأملاح، بالإضافة إلى تسريع عملية أكسدة الزيوت وانخفاض قدرتها على مقاومة التفكك ； الأكاسيد المذابة في الزيت تزيد من لزوجة الزيت، مما يقلل من فعالية التشحيم والتبريد ونقل الطاقة ； يؤدي ترسب الأكاسيد إلى تلوث نظام التزييت وإعاقة عمله، مما يقلل من كفاءة التبريد ويسبب اضطرابات في تزويد الزيت. لذلك، يجب أن يتمتع زيت توربينات الغاز بقدرة جيدة على مقاومة الأكسدة، كما يجب ألا يتعرض للتلف بسرعة أثناء الاستخدام، ويجب أن تكون فترة استخدامه لا تقل عن 5 إلى 15 سنة. 　　②خاصية مقاومة الترسيب الجيدة: أثناء تشغيل التوربينات البخارية، من الطبيعي أن يتسرب البخار والماء إلى زيت التوربين من خلال أجزاء معينة في التوربين. وإذا كانت قدرة زيت التوربين على مقاومة الترسيب ضعيفة، فإن ذلك سيؤدي لتكوين مستحلبات، مما يقلل من قدرة الزيت على التشحيم، كما أنه يسرع من عملية أكسدة الزيت ويسبب تآكل المعادن. وبشكل خاص عند استخدام طريقة التدوير بالضغط لتزويد الزيت المُخفف، فإن كمية زيت تدوير زيت التوربينات تكون كبيرة، ويظل في حالة تيار مضطرب دائمًا، مما يؤدي إلى تكوّن مستحلب عند ملامسته للماء، ولذلك فإن عدم قدرة الزيت على تكوين مستحلب يعتبر من الخصائص الأساسية لزيت التوربينات. لكي يتمتع زيت توربينات البخار بخصائص مقاومة جيدة للترسيب، يجب تنقية الزيت الأساسي بشكل عميق، مع التقليل قدر الإمكان من وجود حمض السيكلانويك والمواد اللاصقة والهيدروكربونات العطرية متعددة الحلقات في الزيت. 　　③خصائص ممتازة في مقاومة الصدأ والتآكل: عند دخول الماء إلى نظام التبريد الخاص بوحدات التوربينات، فإن ذلك لا يؤدي فقط إلى تكون مستحلب من الزيت، بل يسبب أيضًا تآكل المعادن. وهذا ينطبق بشكل خاص على وحدات التوربينات المستخدمة في السفن البحرية، حيث يتم استخدام مياه البحر كوسيلة للتبريد. وبما أن مياه البحر تحتوي على نسبة عالية من الملوحة، فإن أي تسرب في أجهزة التبريد قد يؤدي إلى تآكل شديد في الأجزاء المعدنية المكونة لنظام التبريد. لذلك، يجب أن يتمتع زيت التوربينات، وخاصة زيت التوربينات المستخدم في السفن البحرية، بخصائص مضادة للصدأ جيدة. عادةً ما يتكون زيت توربينات المحركات المضاد للصدأ من زيت أساسي معدني مُختزل بعمق، مع إضافة مواد مثل مضادات الأكسدة ومواد مضادة للصدأ ومواد لتثبيت المعادن ومواد مضادة للرغوة. 　　④مقاومة جيدة لتكون الرغوة: خلال عملية التبريد بالزيت، قد يتم امتصاص الهواء في زيت توربينات البخار للأسباب التالية: (1) تسرب الهواء من مضخة الزيت ； 　　(2) مستوى الزيت منخفض جدًا، مما يؤدي إلى ظهور مضخة الزيت فوق سطح الزيت ； 　　(3) سوء تهوية نظام التزييت ； 　　(4) كمية الزيت العائد إلى خزان الزيت مرتفعة جدًا ； 　　(5) كمية الزيت العائد في خط إعادة الزيت مرتفعة جدًا ； 　　(6) سرعة تصريف الزيت من صمام تنظيم الضغط سريعة جدًا ； 　　(7) وجود شوائب في الزيت ； 　　(8) ضخ كمية مفرطة من الزيت بواسطة المضخة. 　　عندما لا يتم تصريف الهواء الذي تستنشقه التوربينات في الوقت المناسب، يحدث ظاهرة التفريغ الهوائي، مما يؤدي إلى حدوث انسداد في مسارات الزيت، وانخفاض كمية الزيت المُزود، وتراجع فعالية التبريد. وفي الحالات الخطيرة، قد يؤدي ذلك إلى فراغ مضخة الزيت واختلال في عمل نظام التحكم في السرعة. لتجنب تكوّن الرغوة في زيت التوربين، بالإضافة إلى الالتزام بإجراءات تشغيل التوربين والقيام بأعمال الصيانة اللازمة لتقليل كمية الهواء المتسرب إلى الزيت قدر الإمكان، يُطلب أيضًا أن يتمتع زيت التوربين بخصائص مضادة للرغوة جيدة، بحيث يمكنه التخلص من الهواء المتسرب إليه في الوقت المناسب. 　　⑤الخصائص الخاصة لزيت التوربينات: يجب أن يتمتع زيت التوربينات، الذي يُستخدم في نظام التشحيم المشترك للضواغط والتوربينات التي تعمل بغاز الأمونيا كوسط للضغط، بخصائص مقاومة للأمونيا (زيت التوربينات المقاوم للأمونيا). لتلبية متطلبات التشحيم والأمان في الأنظمة عالية الضغط والسرعة والأنظمة الهيدروليكية الموجودة في محطات توليد الطاقة الكبيرة، يُطلب استخدام زيوت توربينية تتمتع بخصائص مقاومة الاحتكاك ومقاومة الاشتعال. ويتم إضافة مواد مضافة لزيوت التوربينية لتعزيز قدرتها على تحمل الضغوط، وبالتالي فإن هذه الزيوت تتمتع بقدرة تحمل عالية.