Импульсное тепловое тестирование жидкости как метод обнаружения летучих примесей в маслах энергетического оборудования

• Автор: Шангин, Виктор Владимирович
• Шифр специальности: 01.04.14
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2014
• Место защиты: Екатеринбург
• Количество страниц: 156 с. : ил.

Содержание
Содержание
Введение

1. Изучение термоустойчивости масел при импульсном тепловыделении

1.1. Понятие о не вполне устойчивых состояниях вещества

1.2. Теплообмен при кипении эмульсий с низкокипящей дисперсной фазой..

1.3. Опыты по импульсному нагреву масел

1.3.1. Метод управляемого импульсного нагрева

1.3.2. Результаты изучения термоустойчивости масел при импульсном тепловыделении

1.4. Постановка задачи исследования

2. Метод и устройство мониторинга летучих примесей в маслах
2.1. Выбор подхода к исследованию
2.2. Метод измерений. Теплофизический аспект
2.3. Устройство импульсного теплового тестирования жидкостей
3. Лабораторное применение устройства, методика обнаружения летучих примесей
3.1. Подготовка образцов
3.2. Подготовка и калибровка зонда
3.3. Подготовка устройства, формирование методики применения
3.4. Погрешности измерений
4. Результаты испытаний устройства на действующем оборудовании
4.1. Методические детали
4.2. Метод отбора проб масла
4.3. Метод непрерывного контроля маслосистемы турбоагрегата
4.4. Рекомендации к применению устройства экспресс-контроля
Заключение
Список обозначений
Приложения.
П1. Методы контроля влагосодержания в маслах
П2. Механизмы загрязнения масел (Влияние типичных примесей на
эксплуатационные характеристики масел).
ПЗ. Методика стабилизации температуры импульсно нагретого проволочного зонда
Список литературы

Введение
Свойства масла при повышенных температурах существенно определяют надежность и долговечность тепло- и электросилового оборудования. Известная проблема связана с изменением состава масла (и, как следствие, его свойств) как в теплотехнических процессах, так и в процессах транспортировки, хранения и регенерации масла. Укажем, для примера, на гигроскопичность синтетических масел для холодильной техники, аэрацию и пропаривание масла при работе турбоагрегатов тепловых электростанций, образование агрессивных кислот в обводненном масле, терморазрушение углеводородных компонентов в термически напряженных циклах. Загрязнение масла летучими примесями, наиболее опасной из которых считается влага [1], вызывает непропорционально сильное снижение эксплуатационных характеристик масла, в первую очередь, его кратковременной термоустойчивости1. Задержка с принятием мер в таких условиях может приводить к отказу техники [2], что подтверждается данными обзоров повреждаемости оборудования по электростанциям России.
В этой связи, востребована разработка взаимодополняющих методов быстрого обнаружения летучих примесей в маслах, объединяемых в единую систему мониторинга технологической схемы. Актуальность данной тематики обусловлена широким применением оборудования, отработавшего назначенный срок службы [3]. Например, в КТЦ-1 Среднеуральской ГРЭС в строю находятся турбоагрегаты 30-х годов выпуска. (Безотносительно темы нашего исследования, этот факт делает честь коллективу цеха и станции). Если не предпринять экстренных мер по организации диагностики стареющего оборудования и жесткого надзора за выполнением требований по его контролю, предприятия
1 Под термином «кратковременная термоустойчивость» (для краткости, далее по тексту -просто «термоустойчивость») будем понимать факт сохранения сплошности вещества при заданных параметрах импульсного тепловыделения.

2. Метод н устройство импульсного теплового тестирования жидкостей
Ключевое значение для достижения цели исследования имел удачный выбор теплового режима зонда с учетом сформулированных выше (раздел 1) требований к разработке. Выбор был осуществлен с помощью метода управляемого импульсного нагрева проволочного зонда. Метод позволяет воспроизводить мощные тепловые нагрузки в малом объеме масла, характерные для теплоэнергетического оборудования, в первую очередь, в пусковых и аварийных режимах работы.
Суть измерений состоит в записи параметров отклика на импульсное тепловыделение в масле при заданной функции нагрева. Источником тепла и одновременно чувствительным элементом служит проволочный зонд - термометр сопротивления. В опытах сопоставляются амплитудные и временные параметры отклика в испытуемых образцах масла и в некоторых «калибровочных» образцах с известным содержанием летучей примеси. Сопоставление проводится для не вполне устойчивого состояния вещества, перегретого не только относительно температуры равновесия жидкость-пар летучей примеси, но и относительно температуры ее достижимого перегрева Тл* при заданном давлении р. Значения температуры зонда на участке измерений Т = Т(1 > t[) выбираются в области температур между Гл* и Гм*, где индекс «м» относится к чистому маслу. Обнаружено, что именно в условиях существенного перегрева (Т —> Гм*(р)) формируется сильный и воспроизводимый отклик на появление в системе летучей примеси вне зависимости от ее природы. Этот фундаментальный результат и составил основу нашего подхода к изучению термоустойчивости масел.
Глава структурирована следующим образом. В первом разделе обоснован выбор теплового режима зонда. Далее обсуждается методика опытов, разработанная с учетом удобства автоматизации измерений. Она состоит в определении характерного интервала времени, продолжительность которого