Паровые и водяные турбины работают в очень жестких условиях: вал делает до 3000 об/мин в стационарных и до 5000 — 6000 об/мин в судовых установках, а подшипники испытывают вы­сокую нагрузку. В результате выделяется тепло трения, для отвода

которого на установке средней мощности через подшипник прока­чивают до 40 л/мин масла. Охлаждая подшипники турбины, ше­стерни редуктора и другие трущиеся детали машины, масло само нагревается до 60—65 °С. Следовательно, турбинное масло осуще­ствляет смазку трущихся частей и, кроме того, играет роль охла­ждающей среды.

Емкость систем смазки турбин колеблется от 500 кг до 10 т. По­нятно, что часто менять такие количества масел затруднительно и нецелесообразно, кроме того, эта операция связана с остановкой турбины. Турбинное масло должно работать длительное время без смены, лишь небольшое количество его добавляют для компенса­ции утечек, потерь на испарение и т. д. Получение турбинных ма­сел с необходимыми свойствами достигается тщательным выбором сырья и более глубокой очисткой его по сравнению с индустриаль­ными маслами.

Рис. 13. Принципиальная схема смазки паровой турбины:

1 — бак; 2 — приемный фильтр; 3 — насос; 4 — редуктор; 5 — маслоохладитель; в подшипники; 7 — перепускной вентиль.

Турбинные масла должны обладать высокой устойчивостью про­тив окисления кислородом воздуха при повышенных температу­рах, высокой деэмульгирующей способностью, т. е. способностью быстро и полностью отделяться от воды, попадающей в систему смазки; иметь низкие начальные кислотность и зольность; в них не допускается присутствие каких-либо механических примесей.

Турбинные масла выпускают пяти марок, отличающихся по вяз­кости: 22п (турбинное Л), 22 (турбинное Л), 30 (турбинное УТ), 46 (турбинное Т), 57(турборедукторное).

Смазка турбин обычно осуществляется по циркуляционной си­стеме. На рис. 13 показана принципиальная схема смазки паро­вой турбины. Масло из бака 1 забирается насосом 3 через фильтр 2 и подается через редуктор 4 в трубчатый маслоохладитель 5. Здесь оно охлаждается до 35—37° С и направляется к подшип­никам 6.

Рис. 14. Нарастание числа омыления работающего турбинного масла при кратности циркуляции:

1 - 8,5;2 - 23,5.

Находясь длительное время в работе, турбинное масло подвергается многократному последовательному нагреванию и охлаждению, которые способствуют вместе с другими факторами изменению качества масла и влияют на характер и степень их старения.

При работе турбинные масла смешиваются с водой, попадающей в подшипники по валу из уплотнительных коробок в виде конденсата и проникающей через неплотности маслоохладителя.

Масло с недостаточными деэмульгирующими свойствами не отстаивается от воды в питательном баке и становится непригодным к работе. Вода в присутствии кислорода воздухадействует на металл и образует соединения, которые выпадают в виде осадка.

В присутствии воды резко усиливается растворимость металлов в масле, подвергшемся окислению. Например, в безводном масле с кислотным числом 1,280 мг КОН/г растворяется железа 0,021 мг/см2 поверхности, а в присутствии влаги — до 0,582 мг/см2. Железо и сталь наиболее подвержены разъеданию, в присутствий воды, а медь и чугун — в ее отсутствие.

Чем больше кратность циркуляции масла в системе смазки, тем скорее оно окисляется и загрязняется.

В установках малой мощности масло прокачивается через си­стему до 30 раз в 1 ч.

На рис. 14 показано нарастание числа омыления турбинного масла при различной кратности его циркуляции. Одной и той же величины числа омыления достигает масло с кратностью циркуля­ции 23,5 через 500 ч и 8,5 через 20 000 ч.

При негерметичности системы пыль и грязь проникают в под­шипники и усиливают процесс окисления масла. Повышенное дав­ление в системе способствует окислительной полимеризации. Ме­таллические поверхности частей машины, с которыми соприка­сается масло, катализируют реакции окисления.

При окислении и полимеризации турбинного масла образуются органические кислоты (в том числе весьма агрессивные низкомо­лекулярные кислоты), оксикислоты, фенолы, спирты, смолы и ас­фальтовые вещества.

Низкомолекулярные кислоты разъедают металл, образуя мыла, которые в свою очередь ускоряют окисление масла.

В результате старения турбинного масла увеличивается его вязкость, возрастает кислотное число, содержание механических примесей и зольность, ухудшается деэмульгирующая способность; натровая проба становится неудовлетворительной.

При увеличении вязкости турбинного масла ухудшается его циркуляция, так как образующиеся смолы забивают циркуляцион­ную систему и подшипники турбины.

Изменение свойств масла в паровых турбинах иллюстрируется данными, приведенными в табл. 15 (масло I невысокой степени очи­стки, масло II — с хорошими исходными свойствами).

ТАБЛИЦА 15 Изменение свойств масла при работе в турбогенераторе [1]

Устойчивость масла против окисления является основным фак­тором в оценке пригодности его к работе в турбогенераторе.

Срок службы турбинного масла зависит от изменения его ка­чества при эксплуатации. В среднем масло работает в стационар­ных условиях 15—20 тыс. ч, в отдельных случаях — до 40 тыс. ч.

ТАБЛИЦА 16 Показатели качества турбинного масла

В судовых установках масло сменяют чаще, однако срок его ра­боты все же исчисляется 800—2000 ч. Согласно действующим тех­ническим условиям, находящееся в эксплуатации масло необхо­димо удалять из системы и заменять, после того как: 1) кислотное число его достигнет 1,5 мг КОН/г или в масле будут обнаружены низкомолекулярные органические кислоты при общей кислотности 0,2 мг КОН/г (если промывка масла конденсатом не дает устойчивого результата); 2) вязкость масла повысится более чем на 25% по сравнению с первоначальной или 3) резко ухудшится его деэмульгирующая способность.

Продление срока службы турбинных масел достигается перио­дической промывкой масляных систем водными растворами мою­щих веществ (тринатрийфосфат и др.) или увеличением стабиль­ности масла при помощи антиокислительных присадок. Примене­ние присадок позволяет в 2—3 раза повысить срок службы масла, а также надежность работы агрегатов.

В табл. 16 приведена характеристика отработанного и регене­рированного турбинного масла.