Масла для газоперекачивающих агрегатов

    Газоперекачивающие агрегаты (ГПА), устанавливаемые на компрессорных станциях (КС) различного назначения, предназначены для компримирования природного газа с целью его транспортирования по магистральным газопроводам при температуре окружающей среды от -55 до +45 °С.

    ГПА различают по типу привода компрессоров (нагнетателей):

    - газотурбинные с приводом центробежных нагнетателей от стационарных газотурбинных установок (ГТУ) или от конвертированных транспортных (авиационных и судовых) газотурбинных двигателей (ГТД);

    - электроприводные (ЭГПА) с приводом центробежных нагнетателей от электродвигателей;

    - поршневые (газомотокомпрессоры), в которых поршневой компрессор выполнен как одно целое с газовым двигателем.

    Масляные системы предназначены обеспечивать смазывание подшипников и других пар трения, охлаждение узлов газоперекачиваюших установок (ГПУ), уплотнение вала нагнетателя, работу систем регулирования и защиты, а также:

    - надежную работу на всех режимах - включение, пуск и аварийная остановка при изменяющихся внешних температурных условиях;

    - охлаждение масла с минимальными затратами мощности на его прокачку;

    - пожарную безопасность;

    - отделение от масла газов, механических примесей и воды;

    - исключение образования в системе воздушных пробок;

    - прогрев масла при запуске (или при нахождении агрегата в "горячем резерве");

    - запас масла, достаточный для пробега между нагнетательными перепадами заправки;

    - минимальные расходы (потери) масла в процессе эксплуатации;

    - достаточную прочность и вибростойкость элементов системы, герметичность соединения;

    - простоту обслуживания.

Масла для ГПА со стационарными ГТУ и электроприводами

    В ГПА такого типа широко используют турбинные масла для смазывания и охлаждения подшипников скольжения нагнетателя, стационарных ГПУ, электродвигателей, зубчатых муфт, торсионного вала, а также для обеспечения постоянного превышения давления масла по сравнению с давлением газа на всех режимах работы агрегата с целью исключения прорыва газа из нагнетателя в контейнер турбоагрегата.

    Масло в нагнетателе выполняет две функции:

    1) смазывает (и охлаждает) опорные и упорные подшипники ротора;

    2) уплотняет радиальные зазоры между ротором и статором нагнетателя для ограничения утечек газа в атмосферу.

    В современных турбоагрегатах масла работают при повышенных температурах в циркуляционных системах, где к маслу имеется свободный доступ воздуха, а кроме того возможно попадание воды. В связи с этим качество газотурбинных масел определяют такие показатели, как стабильность против окисления, склонность к эмульгированию и вспениванию, способность защищать металлические поверхности от коррозии.

    Одна из наиболее важных эксплуатационных характеристик газотурбинных масел - стабильность против окисления и способность сохранять ее в условиях длительной эксплуатации в широком интервале температур. От этого зависит работоспособность масла и срок его службы.

    Для смазывания нагнетателей применяют взаимозаменяемые масла Тп-22с и Тп-22Б.

Масла для газомотокомпрессорных ГПА

    Газомоторный компрессор (ГМК) представляет собой агрегат, состоящий из поршневого газового двигателя (силовой части) и поршневого компрессора, соединенных между собой общим коленчатым валом и рамой.

    Смазочная система двигателей ГМК необходима для уменьшения сил трения и износа поверхностей, а также для отвода тепла, выделяющегося при трении, для охлаждения силовых поршней, удаления металлических и неметаллических частиц из зазоров, создания максимальной герметичности между поршнем и цилиндром, в сальниковых уплотнениях и других узлах агрегата (при нормальных зазорах).

    К маслу, предназначенному для газовых двигателей, предъявляют следующие требования:

    - высокая стабильность, обеспечивающая длительную работу масла без замены;

    - отсутствие золы, вызывающей перебои в работе запальных свечей, приводящей к калильному зажиганию, задиру цилиндровых втулок и забиванию продувочных окон;

    - хорошие противоизносные свойства, обеспечивающие длительную работу двигателя до ремонта;

    - высокие моющие свойства, устраняющие отложение лака и нагара на деталях двигателя.

    Температура вспышки масла, применяемого для компрессоров, должна быть на 20-50 °С выше температуры нагнетания.

    В поршневых компрессорах смазочное масло находится в прямом соприкосновении со сжатым газом, имеющим высокую температуру. Основным эксплуатационным свойством масел, влияющим на долговечную, эффективную и безопасную работу комрессоров, является их стабильность и способность предотвращать или сводить к минимуму коксообразные отложения в нагнетательных линиях компрессоров. Причиной пожаров, возникающих в смазываемых маслом компрессорах, обычно является образование твердых продуктов распада и уплотнение масла при его эксплуатации.

    Наиболее оптимальным, удовлетворяющим требованиям к смазке газомотокомпрессоров, является масло МС-20.

    Масло МС-20 - остаточное, селективной очистки, вырабатывается из малосернистых парафиновых и беспарафиновых нефтей. Характеризуется высокой вязкостью, хорошими смазывающими свойствами, отличной адгезией, температурой вспышки выше 265 °С, но недостаточными низкотемпературными свойствами, что исключает его хранение в зимних условиях Севера и Сибири на открытых площадках, так как для его перекачки на компрессорной станции требуются специальные мощные насосы.

    Широкое применение в газомотокомпрессорах нашло масло МГД-14м, разработанное взамен масла МС-20.

    Масло МГД-14м (ТУ 38.101930-83) вырабатывают из сернистых нефтей. Содержит специальную композицию присадок. Предназначено для смазывания двигателей и компрессорной части газомотокомпрессоров типов 8ГК, 8ГКМ, 10ГКМ, 10ГКН и аналогичных им агрегатов, работающих на природном газе. Это масло применимо и в циркуляционной, и в лубрикаторной смазочных системах газомотокомпрессоров.

Физико-химические свойства масла МГД-14м

 

Масла для ГПА с приводом от конвертированных авиационных или судовых ГТД

    Все большее распространение получают ГПА, в которых в качестве приводов используются конвертированные авиационные или судовые газотурбинные двигатели, имеющие одну общую особенность: каждый такой привод состоит из двух отдельных модулей.

    Первый модуль, представляющий собственно модификацию базового двигателя, называют газогенератором. Второй модуль - свободная (или силовая) турбина (СТ), приводящая во вращение нагнетатель ГПА.

    Выбор того или иного сорта масла для ГТД определяется теплонапряженностью элементов его конструкции, контактирующих с маслом.

    Применяемое масло должно иметь достаточную термическую и термоокислительную стабильность. Оно не должно разлагаться (с испарением легких фракций и выпадением из него смолистых веществ) при контакте с наиболее нагретыми стенками масляных полостей привода через уплотнения вращающихся валов.

    Масла, применяемые для смазывания ГТД, должны отвечать таким же требованиям, как и масла для авиационных турбореактивных двигателей.

    Среди нефтяных масел наиболее широкое применение получили авиационное масло МС-8п, МС-8гп и масло для судовых газовых турбин по ГОСТ 10289-70. Применяют также рабочеконсервационное масло МС-8рк.

    Масло для судовых газовых турбин по ГОСТ 10289-79 рекомендовано для использования в некоторых ГПА, разработанных на базе судовых газовых турбин. Его изготовляют на основе трансформаторного масла из сернистых или малосернистых нефтей с добавлением антиокислительной и противоизносной присадок.

Физико-химические свойства масла для судовых газовых турбин

 

    Масло МС-8гп (ТУ 0258-003-4006542-97) разработано на базе масла МС-8п, но технология получения базового компонента, температура застывания которого -45 °С (в отличие от -55 °С для масла МС-8п), более простая; комплекс присадок сохранился прежним. Масло МС-8гп предназначено для использования только в газотурбинных двигателях ГПА.

    Для смазывания теплонапряженных перспективных двигателей типа НК-36СТ, АЛ-31СТ предназначены высококачественное масло Петрим по ТУ 38.401939-92 и углеводородное масло ИПМ-10 по ТУ 38.1011299-90.

    Наличие нескольких сортов масел для смазывания нагнетателей и приводов с авиационными и судовыми двигателями в составе ГПА создает технические сложности при эксплуатации и экономически не эффективно. Создание и применение унифицированного масла позволит улучшить обеспечение и обслуживание ГПА, решит ряд экономических вопросов, повысит надежность работы КС. Как универсальное можно рассматривать масло Эридан для смазывания ГТД и трансмиссии самолетов и вертолетов.

Физико-химические свойства масел МС-8гп, Петрим, Эридан

 

    Масло Эридан (ТУ 38.401829-90) обладает высоким уровнем термической (370 °С) и термоокислительной (180-200 °С) стабильности, трибологических характеристик (противоизносных, антифрикционных и противозадирных), а также хорошими антикоррозионными свойствами (не хуже, чем у масла МС-8рк).

    Рекомендации по применению конкретных марок масел для авиационных и судовых ГТД в приводах ГПА подробно изложены в книге "Смазочные масла для приводов и нагнетателей газоперерабатывающих агрегатов (авторы: А.Ф. Хурумова, Т.И. Назарова, А.Е. Троянов и др.; М.: 1996).

    При подборе масла для конкретных изделий авиационной техники кроме основных характеристик, приведенных в нормативно-технической документации, требуются данные по вспениваемости и совместимости с другими маслами и конструкционными материалами (резинами, покрытиями и др.), по коррозионному воздействию на различные металлы и сплавы, токсокологические и санитарно-гигиенические, теплофизические, электрические характеристики, сведения о зарубежных аналогах и др.

    В таблицах ниже приведены некоторые дополнительные данные по авиационным маслам различных типов.

Смазывающие свойства авиационных масел (ГОСТ 9490-75)

 

Совместимость масел для авиационных газотурбинных двигателей

Примечание. Минеральное масло МН-7,5у совместимо с маслосмесями.