ADDINOLi turbiiniõlid tänapäevastele turboagregaatidele

Turbiiniõlide koostis

Turbiinid on pöörlevad jõumasinad, mis muundavad voolava aine energia mehaaniliseks pöördliikumiseks. Turbiinis on palju määrimiskohti, kus valitsevad hüdrodünaamilised tingimused. Turbiinide laagrid on hüdrostaatilised, välistades segahõõrdumise. Seetõttu on võimalik kasutada turbiiniõlisid pikaajaliselt kõrgel temperatuuril, suurel kiirusel ja teatud juhtudel niisketes tingimustes. Turbiiniõlid peavad määrima erinevaid masinaosi ning täitma hüdroõli, laagrimäärdeõli, transmissiooniõli ja jahutusvedeliku funktsiooni.

Suure pöörlemiskiiruse ja kõrgete temperatuuride talumiseks on vaja, et turbiiniõlid oleksid lisaks termiliselt stabiilsed ja oksüdatsioonikindlad.

Selleks et ennetada vahu teket, on eriti oluline, et õlidel oleks hea õhu eraldusvõime. Liiga suur õhusisaldus turbiiniõlis halvendab määrimisomadusi. Vahu teke võib vähendada hüdraulika reageerimiskiirust ning põhjustada pumpades ja laagrites kavitatsiooni.

Üldiselt on turbiiniõlid valmistatud hea desemulgeerimis- ehk vee eraldusvõimega baasõlidest. Kuna auru- ja hüdroturbiinides puutuvad õlid kokku veega, peavad nad olema selles suhtes väga vastupidavad. Kui vesi peaks jääma määrdeõli ringlusse, ähvardavad laagririkked. Seetõttu on siin määrava tähtsusega ka tõhus korrosiooni- ja roostevastane kaitse, kuna vesi korrodeerib metalle. Veesisalduse kriitiliseks piiriks õlis on 0,1% (1000 ppm). Olenevalt seadmest võib see varieeruda.

Hea turbiiniõli puhul on oluline ka filtreeruvus, mis võimaldab õlil püsida kaua töös ja ennetada õli vananemist. Turbiini usaldusväärseks määrimiseks on tähtis roll turbiiniõli puhtusel, viskoossusel ja kulumisvastastel omadustel. Olenevalt kasutusalast võib süsteemi täitmiseks kuluda korraga mitu tuhat liitrit turbiiniõli. Seetõttu on õli pikk kasutusiga igati tervitatav. Tihtipeale võib see küündida 10 kuni 20 aastani.

Manused turbiiniõlis

Üldiselt sisaldavad turbiiniõlid vähe manuseid. Turbiiniõli jõudluse määrab baasõlide kvaliteet. Päris ilma manuste lisamiseta aga siiski ei saa. Tähtsamad manused turbiiniõlides on:

• vananemisvastased manused
• korrosioonitõrjemanused
• kulumisvastased manused (reduktoriga turbiinide puhul)
• demulgaatorid (vee eraldusvõime parandamiseks)
• vahu inhibiitorid (vahustumise takistamiseks)

Vahu teke õlis – vasakul kergesti vahustuv õli, paremal vähese vahustumiskalduvusega õli

Nõuded turbiiniõlidele

Miinimumnõuded turbiiniõlidele on reguleeritud DIN 51515-1 ja DIN 51515-2 standardiga. Lisaks kehtestavad ka turbiinitootjad määrdeõlidele nõudeid, nt Siemens TLV 901304 ja TLV 9013405.

Turbiiniõli ülesanded

Turbiiniõlisid kasutatakse peamiselt auru-, gaasi- ja hüdroturbiinide liugelaagrite ja ülekandemehhanismide määrimiseks. Peale selle kasutatakse neid ka turbokompressorites.

Turbiiniõlide spetsiifilised kasutusalad on:

• gaasi- ja auruturbiinidega töötavad elektrijaamad
• gaasiturbiinid kombijaamades
• gaasi või auruga töötavad peajõuseadmed, nt laevades
• hüdroelektrijaamade turbiinid
• turbiinid pumpade, kompressorite, ventilaatorite käitamiseks

Gaasiturbiin seest

Sobiva turbiiniõli valimine

Auruturbiinid

Auruturbiin koosneb silindrilisest kerest ja liugelaagritele toetuvast töölabadega võllist. Kere ümber paiknevad düüsid tekitavad suure rõhu all aurujoad, mis paiskuvad vastu töölabasid. Osa auru rõhu energiast muutub kineetiliseks energiaks. Kiirendatud ja juhitud aurujuga väljub suurel kiirusel düüsidest, põrkab vastu töölabasid ja voolab läbi töölabade vaheliste kanalite. Töölabadele mõjuv jõud paneb tööratta pöörlema. Kineetiline energia muundatakse mehaaniliseks tööks.

Kondensatsioonturbiinides pumbatakse aur pärast turbiini läbimist kondensaatorisse ja sealt veena tagasi katlasse, et toota sellest uuesti auru. Neid turbiine kasutatakse generaatorite, kompressorite ja pumpade käitamiseks. Reguleeritava vaheltvõtuga kondensatsioonturbiinidest suunatakse aur keskkonda või soojusvahetisse. Auru kasutatakse aurkütteks, tootmiseks või toitevee eelsoojendamiseks. Selliseid turbiine kasutavad soojuselektrijaamad, jäätmepõletusjaamad ja keemiatootmisseadmed.

Gaasiturbiinid

Gaasiturbiinis on energia tootmiseks ühendatud omavahel aksiaalkompressor, põlemiskamber ja turbiin. Turbiin käitab kompressorit ja generaatorit. Komprimeeritud õhk suunatakse koos põlevgaasiga põlemiskambrisse ja põletatakse. Põlemiskambrist väljuv kuum heitgaas voolab töölabadele ja paneb turbiini rootori pöörlema. Seda printsiipi kasutatakse elektrijaamades, laevades ja lennukites.

Mõned elektrijaamad eelistavad kombineeritud gaasi- ja auruturbiiniga süsteeme. Sellistes seadmetes kasutatakse gaasiturbiinist väljuvat heitgaasi auru tootva utilisaatorkatla käitamiseks. Aur paneb omakorda tööle auruturbiini. Taolise kombineeritud gaasi- ja auruturbiiniga süsteemi soojuslik kasutegur võib ulatuda kuni 60%ni. Üksikturbiinide soojuslik kasutegur on 30–38%.

Auru- ja gaasiturbiinide õlitus

Auru- ja gaasiturbiinide määrimiskohti varustab määrdeainega tsentraalne määrimissüsteem või eraldi määrdeõli ja töövedeliku süsteem.

Tsentraalne määrimissüsteem õlitab kõiki määrimiskohti ja juhtelemente ühe ja sama määrdeõliga. Seejuures kasutatakse enamasti mineraalõlisid. Eraldi määrdeõli ja töövedeliku süsteemide puhul kasutatakse elektrijaamade reguleerimissüsteemi ringluses tihtipeale rasksüttivaid fosforhappe estreid. See suurendab masina töökindlust.

Turbiiniõli täidab auru- ja gaasiturbiinides järgmisi ülesandeid:

• turbiini, generaatori, ergutusgeneraatori surve- ja tugilaagrite määrimine surveringlussüsteemis
• ülekandemehhanismi õlitamine reduktoriga turbiinides
• käivitamisel ja seiskamisel kasutatakse õli turbiini rootori tõstmiseks, et hoida ära ulatuslikku segahõõrdumist ja kulumist
• kompressori tugilaagrite määrimine gaasiturbiinis

Hüdroturbiinid

Hüdroturbiine kasutatakse elektri tootmiseks hüdroelektrijaamades. Nende tööpõhimõte sarnaneb suuresti gaasi- ja auruturbiiniga, ainult selle vahega, et labad paneb liikuma vesi. Kompressorit ega katelt pole vaja. Võrreldes gaasi- ja auruturbiinidega on nad kergemini käitatavad, kuid oma mõõtmetelt tunduvalt suuremad. Ka hüdroturbiinidel on määrimissüsteem, mis töötab aga madalamatel temperatuuridel. Hüdroturbiine kasutatakse elektrigeneraatorite käitamiseks paisjärvedele või jõgedele rajatud hüdroelektrijaamades.

Hüdroturbiinide õlitus

Hüdroturbiinides õlitatakse järgmisi määrimiskohti:

• tugilaagrid või tugiliugelaagrid ning radiaal- või juhtlaagrid
• juht- ja jõuülekandeelemente varustatakse hüdrosüsteemi kaudu töövedelikuga
• Kaplani turbiinide tööratta rummu reguleerimisseade
• reduktorid
• abiseadmed, nagu lüüsi ja tammi ajamid

Kui turbiinid ei tööta pidevalt, tuleks jälgida, et õli temperatuur ei langeks reguleerimisseadmetes ja reduktoris alla -5 °C ning liuge- ja veerelaagrites alla 10 °C. Kuna abiseadmed võivad puutuda kokku kuni -25 °C välistemperatuuriga, tuleks õli temperatuur hoida kütteelementide abil ühtlane. Külmaga muutub õli paksemaks ega pruugi enam moodustada ühtlast määrdeainekelmet.

Hooveri pais Las Vegase lähedal, kus kasutatakse samuti hüdroturbiine

Turbiiniõli seisundi jälgimine

Selleks et õli püsiks võimalikult pikka aega töökorras, tuleks regulaarselt kontrollida mõningaid turbiiniõli parameetreid. Turbiiniõli kohusetundlik hooldamine ja seisundi jälgimine aitavad saavutada pika kasutusea.

Turbiiniõli seisund võib töö käigus halveneda järgmistel põhjustel:

• oksüdatsioon: hapniku reageerimine õliga
• termiline lagunemine: kõrgest temperatuurist tingitud keemilised muutused baasõlis ja manustes
• mustus: vee, tolmu, detergentide ja muude ainete sattumine õlisse
• manuste otsasaamine: vee eraldusvõimet parandavad, vahustumisvastased manused ja antioksüdandid kasutatakse töö käigus ära, uhatakse või filtreeritakse õlist välja

Taoliste kriitiliste seisundite õigeaegseks märkamiseks jälgitakse regulaarselt õli seisundit. Lisaks õli füüsikaliste ja keemiliste omaduste kontrollimisele mõõdetakse saastumismäära ja hinnatakse õli jõudlust.

Neid turbiiniõli omadusi/näitajaid on vaja jälgida:

• oksüdatsioonikindlus
• viskoossus
• üldhappearv
• vee sisaldus
• metallide sisaldus
• osakeste hulk
• MPC (setete ja laki tekke potentsiaali määramine)
• korrosioonivastane kaitse
• vee eraldusvõime
• vahustuvus
• õhu eraldusvõime

Õliproovid tuleks alati võtta normaalsel temperatuuril töötavast seadmest või kohe pärast seadme seiskamist. Proovitops peaks olema puhas ega tohiks olla saastunud muude ainetega. Seejärel saadetakse proov analüüsimiseks laborisse.