Справочник

Глава 16: Анализ масла при техническом обслуживании двигателя-генератора

Портативные инструменты для анализа масла сокращают затраты на текущее техническое обслуживание

Что общего у электростанции, больницы, полицейского участка и удаленной горной выработки? Все они имеют важные объекты, требующие бесперебойного питания, которое обычно обеспечивается двигателем-генератором, используемого в качестве основного или резервного источника питания. Двигатели-генераторы, часто называемые "генераторными установками", объединяют в себе электрический генератор и двигатель. Они обеспечивают электроэнергию там, где обычное электроснабжение недоступно или нестабильно. Генераторы используются для удовлетворения временных потребностей в электроэнергии и часто устанавливаются на прицепах или транспортных салазках.

В отличие от крупных предприятий, которые обычно имеют на месте центральные лаборатории анализа масла, создание небольших, временных и резервных генераторных установок традиционно зависит от профилактического обслуживания масла по времени эксплуатации. Однако в настоящее время стали широко доступны портативные ручные инструменты для анализа масла, которые можно использовать для увеличения интервалов замены масла и снижения текущих затрат на такие генерирующие энергию объекты. Эти инструменты получают развитие благодаря недавно измененным Национальным стандартам выбросов опасных веществ (NESHAP), выпущенным Агентством по охране окружающей среды США (EPA) для аварийных резервных генераторных установок. Новые правила разрешают определять интервалы замены масла в зависимости от состояния, чтобы владельцы объектов могли реализовать преимущества анализа масла. В данной статье описываются проблемы и решения, доступные владельцам переносных/аварийных генераторных установок, которые ранее тратили средства на замену масла по времени эксплуатации.

Регулярное техническое обслуживание и состояние масла

Некоторые из основных расходов на эксплуатацию и техническое обслуживание больших двигателей-генераторов представляют собой материальные и трудовые затраты, связанные с заменой масла на основе фиксированного интервала времени эксплуатации. Этот режим часто рекомендуется производителем двигателя и все чаще местными нормативными актами, направленными на сокращение выбросов. Рекомендуется менять масло в зависимости от часов работы или календарных интервалов, независимо от того, работал ли генератор с полной нагрузкой или большую часть времени простаивал. До сих пор эта задача не обсуждалась, особенно если генераторная установка находится на гарантии. Агентство по охране окружающей среды США фактически требует проводить обязательную замену масла в стационарных двигателях, используемых в качестве резервного источника питания.

Вот некоторые проблемы, связанные с плановой заменой масла, которые беспокоят владельцев двигателей:

  • Хорошее масло меняют без надобности. Не все генераторы работают с одинаковой нагрузкой; поэтому вполне вероятно, что в некоторых генераторах заменять масло в соответствии с рекомендованным интервалом замены не требуется. Такая замена приводит к увеличению эксплуатационных расходов и отходов, включая материалы, рабочую силу, использование сервисных инженеров, эффективность, а также затраты на утилизацию. Увеличение интервала замены масла на генераторах может дать значительную экономию.
  • Запланированная замена масла не решит проблему постоянного загрязнения. Повреждение двигателя из-за загрязнения смазочного материала может продолжаться и обычно с течением времени становится все серьезнее.
  • По-прежнему возможен полный отказ, а стоимость ремонта и простоя является довольно значительной, даже если ремонт и простои происходят не часто.
Роль анализа масла
Таблица 1. Время вышло! Вот новые пределы недопустимого состояния масла, находящегося в эксплуатации. Источник: Агентство по охране окружающей среды США

Дальновидные владельцы генераторных установок и поставщики услуг уже давно осознали эти проблемы и используют анализ масла за пределами предприятия или на месте для определения состояния смазочного материала и оборудования. В свою очередь, они могут определить, можно ли продолжить использовать масло или узнать, требуется ли капитальный ремонт генераторной установки.

Агентство по охране окружающей среды США признало преимущества замены масла по состоянию на основе результатов анализа масла. Недавно это агентство внесло поправки в свои правила для стационарных генераторов, находящихся в аварийном или резервном режиме, чтобы разрешить увеличение интервалов замены масла, если не превышать пределы недопустимого состояния масла (Таблица 1).

В правилах явным образом говорится, что непригодное масло должно быть заменено в течение двух дней с момента получения владельцем двигателя информации о том, что уровень масла превысил любой из указанных пределов. Если состояние масла проверяется во время планового обслуживания, можно сразу же принять решение о том, нужно ли менять масло или нужен ли мелкий ремонт. Такой подход снижает затраты на эксплуатацию и техническое обслуживание, а двигатель работает дольше.

Аналогичная ситуация может возникнуть при управлении автопарком. Доказано, что замена масла по времени эксплуатации приводит к образованию дополнительных отходов из-за ненужной замены масла. Хотя экономия средств реальна, и рынок начинает ее поддерживать, возникает вопрос, почему замена масла по состоянию не является популярной практикой.

Одна из причин заключается в том, что инвестиции в специализированную лабораторию не всегда целесообразны. На горнодобывающих предприятиях и на крупных электростанциях обычно располагаются центральные лаборатории анализа масла, расположенные прямо на объекте, для непрерывного контроля за состоянием масла и оборудованием.

Решения о замене масла и других мероприятиях по техническому обслуживанию принимаются на основе рекомендаций опытных аналитиков лабораторных данных.

Хотя это очень хорошая производственная практика, ее трудно применить в случае парка двигателей-генераторов из-за больших первоначальных капиталовложений, а также необходимости нанимать лаборантов и специалистов по анализу данных. Даже если будет создана центральная лаборатория, распределенный или временный характер эксплуатации генераторных установок не позволяет сервисным инженерам принимать немедленные решения из-за задержки получения результатов из центральной лаборатории.

Именно в этом заключается проблема при привлечении контрактных лабораторий для выполнения такой работы.

Другая причина заключается в том, что предыдущие технологии анализа масла на месте недостаточны для внедрения эффективной практики замены масла по состоянию. Инструменты, используемые для контроля состояния масла, должны соответствовать следующим требованиям:

  • Простота в использовании. Отсутствие необходимости нанимать опытного специалиста по анализу масла.
  • Портативность. Возможность переноса инструмента специалистами по обслуживанию от одного генератора к другому.
  • Быстрота. Возможность более эффективно использовать рабочее время сотрудников.
  • Отсутствие отходов и необходимости в переработке опасных химических веществ. Это сводит к минимуму затраты на обучение обращению с химическими веществами, их хранению, транспортировке и утилизации.
  • Универсальность. Инструмент должен отображать полную картину состояния масла с минимальной вероятностью ложных срабатываний.
  • Повторяемость и полнота. Простота принятия решений.
  • Экономическая эффективность. Окупаемость инвестиций составляет один-два года.

Очевидно, что выполнить все эти требования не так-то просто. На рынке имеется множество инструментов, которые частично соответствуют этим требованиям. Инструменты могут быть простыми и удобными в использовании, но с ограниченным набором функций, или они могут быть точными, но дорогими, сложными в использовании или непригодными для развертывания в полевых условиях.

Недавно компания Spectro Scientific представила линейку портативных анализаторов состояния масла, которые дают полную картину состояния масла в процессе эксплуатации. Каждый инструмент питается от аккумулятора, является портативным, удобным для переноски и таким же точным, как лабораторные приборы. Такие портативные инструменты даже используются в некоторых лабораториях, специализирующихся на анализе масла.

В каждом инструменте используется небольшая проба масла, измеряемая в каплях, и не образуются потоки отходов. Для анализа масла не требуются химические вещества, поэтому не нужны никакие опасные материалы и утилизация. Благодаря отсутствию необходимости в подготовке проб, анализ проб масла, взятых непосредственно из двигателей, занимает всего несколько минут. Результаты отображаются на дисплее анализатора, причем прибор оснащен аварийной сигнализацией, что позволяет пользователям немедленно принимать обоснованные решения.

Этот набор инструментов был создан совместными усилиями с оборонным ведомством США, направленными на разработку программы замены масла в зависимости от состояния. Эти инструменты используются в полевых условиях для снижения затрат и повышения надежности оборудования. Теперь специалисты по техническому обслуживанию способны принимать решения в полевых условиях, что делает замену масла по состоянию доступной и практичной.

Переносные комбинированные приборы контроля состояния масла
1. FluidScan Q1000: Портативный инфракрасный спектрометр измеряет спектральную поглощательную способность масла. Предоставлено компанией Spectro Scientific.

Набор портативных инструментов для контроля состояния масла, разработанный компанией Spectro Scientific, включает инфракрасный (ИК) спектрометр, вискозиметр кинематической вязкости с регулируемой температурой и портативный измеритель разжижения топливом. Такая тройная система дает полную картину состояния масла в процессе эксплуатации, включая деградацию масла, загрязнение охлаждающей жидкостью, загрязнение водой, загрязнение топливом и вязкость. Все три инструмента работают от аккумуляторов и используют для анализа менее 1 миллилитра масла в общей сложности. В процессе эксплуатации для дизельных, бензиновых, биодизельных, пропановых, биогазовых и газовых двигателей с помощью комбинированных комплектов могут быть проверены следующие параметры: окисление, нитрование, сульфатирование, противоизносная присадка, общее щелочное число, загрязнение водой и гликолем, сажа, разжижение топливом и вязкость.

FluidScan Q1000 — портативный ИК-спектрометр (рис. 1). Он измеряет спектр поглощения масла в среднем ИК-диапазоне (2,5–12 мм). Вместо использования технологии инфракрасной спектроскопии с преобразованием Фурье, которая более широко использовалась в лабораториях анализа масел, для портативности и долговечности используется оптика на основе дифракционной решетки с детекторами. К необработанному ИК-спектру применяется хемометрическая калибровка с целью получения такой информации о состоянии масла, как окисление, нитрование, сульфатирование, противоизносные присадки, общее щелочное число, загрязнение водой и гликолем, сажа.

Недавно для этой технологии был принят стандартный метод ASTM D7889.

Прибор FluidScan широко используется в лабораториях в качестве альтернативы титрованию, в управлении парком карьерных самосвалов, морских судов, электростанций и промышленных предприятий для профилактического обслуживания на основе состояния масла. Запатентованная ячейка с откидной крышкой использует три капли масла, анализ занимает одну минуту и не требует никаких химикатов или растворителей для очистки.

Инструмент также имеет встроенную базу данных с информацией об объектах и предустановленными пределами аварийных сигналов с цветовой индикацией (рис. 2). В результате специалисты по техническому обслуживанию могут принимать немедленные решения сразу после измерения.

2. Опасно! Результаты помечаются с помощью системы цветовой индикации, которая предупреждает пользователей об условиях, не соответствующих техническим требованиям. Предоставлено компанией Spectro Scientific.
Может быть интересно
Все статьи