Введение к работе
Актуальность работы. Современные газовые и паровые турбины, обладая высокой удельной мощностью, требуют для обеспечения безотказной работы качественной подготовки турбинных масел. Качество очистки турбинных масел перед подачей их в турбоагрегаты зависит от оборудования, обеспечивающего его подготовку. Для этих целей могут применяться центробежные сепараторы, статические фильтры-сепараторы, фильтры, водоотделители и иное оборудование. В ТУ на газотурбинные двигатели требования к маслам – это однозначное соответствие их ГОСТ и ТУ на поставку. В ГОСТ и ТУ на поставку масел качество последних характеризуется отсутствием воды и механических примесей. Понимая, что в условиях судна невозможно обеспечить полное отсутствие загрязнений, вводят понятие допустимых загрязнений. Для современных энергетических установок допустимой нормой загрязнения по содержанию воды в масле принято: для масла Тп-46 в пределах 0,01 0,03 % – «следы воды», а для синтетического турбинного масла Б-3В – 0,8%.
Актуальность работы определяется необходимостью создания оборудования удовлетворяющего требованиям по очистке, предъявляемым к современным СЭУ. Поиск новых методов очистки масла, основанный на иных физических процессах, необходим для создания новой техники по очистке нефтепродуктов, в том числе и судовых турбинных масел.
Методы очистки турбинных масел с использованием коалесцентных фильтроэлементов позволяют обеспечить требуемый уровень подготовки турбинных масел. Эти технологии эффективно работают с любым объемом загрязнений по воде и механическим примесям. Они просты в эксплуатации и позволяют добиться требуемого результата с минимальными издержками. В этих системах заложен большой технический потенциал для совершенствования эффективности работы фильтро-сепарационного оборудования.
Вопросами очистки нефтепродуктов от воды и механических примесей занимались многие ученые и специалисты: Чертков Я.Б., Рыбаков К.В., Зрелов В.Н., Коваленко В.П., Турчанинов В.Е., Ильинский А.А.. Картошкин А.П.
Цель работы.
Совершенствование технологии очистки судовых турбинных масел от воды и механических примесей при помощи полимерных коалесцентных фильтрующих элементов.
Задачи исследования.
1. Анализ основных принципов технологии очистки судовых турбинных масел коалес-
центными системами.
-
Выполнение расчетно – теоретического анализа технологии процессов фильтрации.
-
Разработка коалесцентной системы для совершенствования технологии очистки судовых турбинных масел с использованием фильтрующего элемента из пористого полимерного материала.
4. Проведение экспериментальных исследований усовершенствованной технологии
очистки судовых турбинных масел и дать экономическое обоснование.
5. Разработка технических условий на опытные образцы блоков сепарации судовых тур
бинных масел.
Объект исследования.
Судовые турбинные масла Тп-46 по ГОСТ 9972-74 и Б-3В по ТУ38.101295-85.
Предмет исследования.
Технология очистки судовых турбинных масел коалесцентными системами.
Методы исследования и достоверность полученных результатов.
При выполнении исследований применялись как теоретические, так и экспериментальные методы. Достоверность результатов при теоретических исследованиях достигнута выбором обоснованных исходных данных с сопоставлением расчетных и экспериментальных значений, а при экспериментальных исследованиях – выбором современных методов и средств измерений с учетом погрешностей, проверкой и тарировкой приборов, а также соблюдением действующих стандартов.
Научная новизна работы.
разработана математическая модель очистки турбинных масел коалесцентными системами от воды и механических примесей.
уточнены коэффициенты, учитывающие универсальность использования фильтроэле-мента из полимерного материала
Составляющими научной новизны являются:
методика расчета эффективности объемных фильтрующих элементов на основании математической модели;
обработка массива экспериментальных данных доказывающая эффективность объемных фильтрующих элементов.
подтверждение возможности сепарации пористыми фильтроэлементами турбинных масел с плотностью близкой к плотности воды.
Теоретическая и практическая значимость работы.
-
Конструкции блоков сепарации судовых турбинных масел.
-
Разработана коалесцентная система очистки судовых турбинных масел.
-
Усовершенствована технология очистки судовых турбинных масел коалесцентными системами.
-
Разработаны технические условия блоков сепарации судовых турбинных масел.
На защиту выносятся следующие научные положения:
-
Математическая модель очистки турбинных масел от воды и механических примесей.
-
Экспериментальное исследование эффективности технологии очистки судовых турбинных масел коалесцентными системами.
-
Усовершенствованная технология очистки судовых турбинных масел коалесцентными системами.
Апробация работы.
Материалы исследований отображены в официальных протоколах испытаний ОАО «СПМБМ «Малахит» (г. Санкт-Петербург), ОАО «Калужский турбинный завод» (г. Калуга), ЗАО НПВП «Турбокон» (г. Калуга).
О результатах работы докладывалось на выставках «Морская индустрия России» (г. Москва, 2011 г.), «Нева-2011» (г. Санкт-Петербург, 2011 г.), «Военно-морской салон» (г. Санкт-Петербург, 2015 г.).
Материалы исследований докладывались и обсуждались на семинарах кафедры «Технологии судового машиностроения» факультета Корабельной энергетики и автоматики ФГБОУ ВО «Санкт-Петербургский государственный морской технический университет» (2012-2017 гг.).
Реализация результатов исследования.
Результатами исследования является создание блоков сепарации БСП-01 (для масла Тп-46) и БСП-02 (для масла Б-3В) для работы в масляных системах ПТУ.
Блоки сепарации БСП-01 и БСП-02 используются на судах разработанных предприятиями судостроительной отрасли, таких как:
АО «Северное проектно-конструкторское бюро», г. Санкт-Петербург;
АО «СПМБМ «Малахит», г. Санкт-Петербург;
ЗАО НПВП «Турбокон», г. Калуга.
По итогам испытаний ОАО «СПМБМ «Малахит», ОАО «Калужский турбинный завод» и ОАО «ЦС «Звездочка» было принято совместное решение № 097717-195/403-2013 о порядке внедрения блока сепарации БСП-02.
Публикации. По теме диссертации опубликовано 4 печатных работы, в том числе 3 в изданиях рекомендованных ВАК РФ, доля автора 40% - 100%.
Структура и объем работы. Диссертация состоит из введения, четырех глав, общих выводов, списка сокращений, списка литературы и приложений. Работа изложена на 119 страницах основного текста и 19 страниц приложений, содержит 18 таблиц и 78 рисунков. Список литературы составляет 109 наименований.
Работа соответствует паспорту специальности 05.08.04 «Технология судостроения, судоремонта и организация судостроительного производства». В соответствии с паспортом специальности пункты: 1.15, 2.4, 2.5.