Раздел 5. Разгрузка, хранение и очистка масел

Раздел 5 Разгрузка, хранение и очистка масел

5.1 Технологии обращения с маслами, применяемые на КТЭУ

Содержание данного раздела не распространяется на обращение с энергетическими маслами, содержащими полихлорированные дифенилы и другие стойкие органические загрязнители. В связи с их особой опасностью для здоровья людей и окружающей среды обращение с ними регулируется отдельными нормативными документами в области охраны окружающей среды, санитарно-эпидемиологического благополучия населения и промышленной безопасности. Применение масел или оборудования, содержащих полихлорированные дифенилы или другие стойкие органические загрязнители, не является НДТ.

Функции маслохозяйств ТЭС

Методы обращения с маслами на КТЭУ описаны в [47], [48], [49] [50], [51], [52].

Масла на КТЭУ применяются для следующих целей:

- электроизоляционные (трансформаторные) масла для использования в маслонаполненном электрооборудовании: силовых трансформаторах и реакторах, измерительных трансформаторах тока и напряжения; высоковольтных вводах, масляных выключателях, генераторах с масляным охлаждением статора;

- нефтяные (минеральные) турбинные масла для применения в тепломеханическом, гидромеханическом и насосном оборудовании;

- огнестойкие турбинные масла типа ОМТИ для применения в тепломеханическом и насосном оборудовании;

- индустриальные масла (компрессорные, индустриальные, гидравлические и др.) для применения во вспомогательном оборудовании (углеразмольное оборудование, тягодутьевые машины котельных агрегатов, насосы, электродвигатели, компрессоры).

В процессе эксплуатации и при техническом обслуживании оборудования масла расходуются вследствие протечек, при сливе отстоя при обводнении, испарении, отборе проб для анализа, а также при очистке и восстановлении свойств масла. Вследствие этого необходим периодический долив масла в маслонаполненное оборудование и системы смазки. Кроме того, в процессе эксплуатации ухудшаются качественные показатели масел, в результате чего возникает необходимость в их очистке или замене. В соответствии с [47] основными задачами деятельности по обращению с маслами на КТЭУ являются обеспечение надежной работы маслонаполненного оборудования; сохранение эксплуатационных свойств масел; в том числе путем его очистки и восстановления свойств. Для выполнения основных технологических операций с маслами на всех ТЭС независимо от количества и единичной мощности установленного оборудования предусмотрено сооружение масляных хозяйств - отдельных технологических объектов, предназначенных для выполнения определенных операций с маслами. Масляные хозяйства энергопредприятий, как правило, осуществляют следующие основные технологические операции:

- прием масел из транспортных емкостей;

- хранение масел;

- подготовку масел для их залива или долива в оборудование;

- подачу подготовленных масел в оборудование;

- слив масел из оборудования и их прием на маслохозяйство;

- выдачу масел в транспортные емкости;

- хранение запаса сорбентов, присадок, фильтровальных материалов, реагентов и других расходных материалов, применяемых при обработке масла;

- накопление отработанных масел, полностью утративших потребительские качества, при невозможности их восстановления силами ТЭС;

- подготовку свежих сорбентов и восстановление адсорбционных свойств отработанных сорбентов;

- сбор протечек и дренажей масел, накопление отходов;

- аварийный слив масла из резервуаров хранения.

Технологическое оборудование маслохозяйств

Для выполнения указанных операций в состав масляного хозяйства ТЭС, как правило, входят:

- узел приема и выдачи масел в транспортные емкости (железнодорожные и/или автотранспортные);

- открытый склад хранения масел;

- маслоаппаратная и складские помещения для хранения запасных частей, сорбентов и расходных материалов, расположенные в одном здании;

- система маслопроводов;

- передвижное маслоочистное оборудование для очистки масла непосредственно в оборудовании;

- транспортные емкости для доставки масел к оборудованию и от оборудования.

Открытый склад оборудуется отдельными баками для хранения масел:

- свежих (ранее не использованных);

- восстановленных;

- отработанных, предназначенных для утилизации.

Масла различных марок, как правило, хранятся в отдельных баках. Смешиваться могут свежие и восстановленные масла одной марки, а также отработанные масла разных марок, предназначенные для утилизации (см. раздел 5.3). Количество и емкость баков для каждой ТЭС индивидуально, определяется количеством марок используемых масел, емкостями маслонаполненного оборудования, расходом масел.

Внутренняя поверхность маслобаков может иметь маслобензостойкое антикоррозионное покрытие, баки оборудуются воздухоосушительными фильтрами (ВОФ), что снижает скорость старения и загрязнение масел при его хранении.

Вокруг открытого склада хранения масел и вокруг баков выполняется обвалование для предотвращения растекания масел при повреждении баков.

Маслоаппаратная размещается в отдельно стоящем помещении, в котором устанавливаются расходные баки, маслонасосы, фильтры тонкой очистки масла, установки для очистки, осушки и восстановления свойств масла, адсорберы, подогреватели масла, специальное оборудование для введения присадок, счетчики для учета масел, маслопроводы, раздаточная колонка для выдачи нефтепродуктов в автотранспорт. Здание маслоаппаратной оснащается приточно-вытяжной вентиляцией, средствами механизации работ и системой автоматического пожаротушения.

Основные применяемые способы сохранения эксплуатационных свойств трансформаторного масла:

- непрерывная очистка крупнопористыми адсорбентами масла, залитого в оборудование, с использованием термосифонных или адсорбционных фильтров;

- правильная эксплуатация воздухоосушительных фильтров;

- применение специальных средств защиты масла от окисления и загрязнения (пленочная или азотная) или полная герметизация электрооборудования;

- поддержание необходимой концентрации антиокислительной присадки (ингибитора окисления);

- эффективное охлаждение масла;

- эффективное восстановление свойств масла при проведении ремонтов электрооборудования;

- промывка (подготовка) электрооборудования перед заменой масла.

Методы очистки масел

Для очистки масла применяются различные физические и физико-химические методы удаления из них всех типов загрязнения (механические примеси, растворенная и дисперсная вода, шлам, растворенные газы и др.).

Применяются следующие физические методы удаления загрязнений из масла:

- гравитационный (отстаивание в резервуарах);

- центробежный (центробежные сепараторы, центрифуги);

- фильтрация (фильтры, сетки, мембраны);

- испарение (вакуумные дегазационные установки и др.);

- электростатические и магнитные методы.

Выбор методов очистки, применяемых на конкретных энергообъектах, осуществляется исходя из потребностей предприятий.

Основным физико-химическим методом очистки, применяемым на энергетических предприятиях, является адсорбция (очистка цеолитами и другими сорбентами). Физические методы используются для глубокой осушки и дегазации масла, из них наиболее широкое применение имеют вакуумные технологии. Осушка масла продувкой горячим воздухом или инертным газом при атмосферном давлении в настоящее время практически не применяется.

Электростатическая очистка масла позволяет удалять из масла механические примеси и шлам без применения расходных материалов. Технология подготовки (очистки) трансформаторных масел, обычно применяемая на энергетическом предприятии, предусматривает комбинацию различных методов.

Предварительная грубая очистка масла (свежего или слитого из оборудования) от дисперсной воды и механических примесей (шлама) осуществляется в резервуарах открытого склада масляных хозяйств с помощью отстаивания. Выделившиеся загрязнения периодически удаляются из резервуаров при помощи дренажей донных слоев (осадков) масла. При этом удаляются, как правило, крупные и тяжелые частицы размером свыше 40 мкм. Наиболее эффективны для этих целей вертикальные резервуары с конусными днищами. Очистка электроизоляционного масла осуществляется, в основном, при его подготовке к заливу в электрооборудование или во время ремонта. При этом применяются следующие технологии (или их комбинации): центробежно-вакуумная, адсорбционная на стационарном слое, глубокая вакуумная осушка и фильтрация. Установки для очистки трансформаторного масла на основе центробежно-вакуумной и адсорбционной на стационарном слое (осушка цеолитом) технологии используются для подготовки его к заливу в электрооборудование открытого типа до 500 кВ включительно, так как обеспечивается удаление дисперсной и растворенной воды, механических примесей, но данные установки не позволяют осуществить необходимую дегазацию масла.

Для подготовки к заливу или обработки масла непосредственно в герметичном электрооборудовании на класс напряжения 1150 кВ применяются установки вакуумной очистки при нагревании, которые позволяют удалять из масла практически полностью механические примеси, растворенные воду и газы.

Во всех установках на выходе масла должны использоваться фильтры тонкой очистки (ФТО) масла с номинальной тонкостью фильтрации от 5 до 10 мкм для электрооборудования до 750 кВ включительно и не более 5 мкм для электрооборудования напряжением 1150 кВ. Наиболее оптимальная номинальная тонкость фильтрации ФТО для трансформаторных масел составляет от 3 до 6 мкм. В случаях сильного загрязнения трансформаторного масла применяют предварительное отстаивание и грубую фильтрацию перед проведением основной обработки.

Методы восстановления свойств масел

Наиболее широко для восстановления свойств масла используются два основных типа сорбционных технологий: контактная очистка с помощью мелкодисперсного сорбента и/или адсорбция на стационарном слое гранулированного сорбента. Основными сорбентами для очистки на стационарном слое являются силикагель КСКГ и активные окиси алюминия АОА1 и АОА2. Для контактной очистки используются природные сорбенты, наиболее часто - Зикеевская отбеливающая земля, но применяют и другие сорбенты, обеспечивающие нормативное качество регенерированных масел.

Непрерывная обработка масла крупнопористыми адсорбентами при помощи адсорбционных и термосифонных фильтров в процессе эксплуатации позволяют удалить большую часть продуктов старения и замедлить процесс старения масла.

5.2 Воздействия маслохозяйств на окружающую среду

Косвенное влияние на надежность и энергоэффективность КТЭУ

Масла и, соответственно, маслохозяйства ТЭС, играют важную роль в обеспечении надежности, энергоэффективности и экономичности работы основного и вспомогательного энергооборудования: паровых и газовых турбин, насосного оборудования, тягодутьевых машин котельных агрегатов, компрессорного оборудования, электрооборудования. Применение масел позволяет снижать потери на трение и отводить избыточное тепло от вращающихся механизмов. Относительно хорошие электроизоляционные свойства масел позволяют существенно снижать потери электроэнергии, уменьшать габариты электрооборудования.

В связи с этим наличие на ТЭС маслохозяйств и выполнение ими своих функций по обеспечению ТЭС маслами в необходимых объемах и с требуемым качеством оказывает существенное влияние на показатели надежности и экономичности работы КТЭУ. Меры, принимаемые на ТЭС для предотвращения ухудшения качества масел, их старения и загрязнения, поддержанию высокого качества масел в процессе эксплуатации, повышения качества очистки и восстановления свойств косвенно влияют на повышение энергоэффективности КТЭУ.

Образование сточных вод

Применяемые технологии обращения с маслами не требуют использования воды. В связи с этим образование загрязненных сточных вод на маслохозяйствах не происходит. Однако загрязненные сточные воды могут образовываться на маслохозяйствах при попадании поверхностного стока (ливневого, талого, поливомоечного) на поверхности, загрязненные маслами. Поэтому, для предотвращения образования таких сточных вод применяются мероприятия, направленные на предотвращение потерь масел. Кроме того, все поверхности, загрязненные маслом в результате потерь, протечек, как в зданиях маслохозяйств, так и на промплощадках ТЭС должны быть по возможности быстро очищены. Для очистки твердых покрытий, поверхностей используются ветошь, песок, опилки, другие специализированные материалы для сбора нефтепродуктов. С целью повышения скорости ликвидации протечек на маслохозяйствах и в местах применения масел организуется хранение некоторого запаса этих материалов. При загрязнении почвы ее загрязненный слой снимается и утилизируется или направляется на захоронение.

Выбросы в атмосферу

Масла имеют относительно низкие значения давления насыщенных паров по сравнению с другими нефтепродуктами. Кроме того, на маслохозяйствах принимаются меры, направленные на минимизацию площадей контакта масел с атмосферным воздухом с целью предотвращения загрязнения масел, поэтому объемы выбросов паров масел в атмосферу от оборудования маслохозяйств ТЭС в нормальных эксплуатационных режимах незначительно и, как правило, не нормируется и не контролируется.

В то же время минеральные масла являются высокопожароопасными веществами. При возгорании они могут быть, помимо прочего, источниками выделения значительных объемов загрязняющих веществ в атмосферу. Противопожарные меры на маслохозяйствах регламентируются Федеральным законом [53], техническим регламентом [54], сводом правил [55] и другими нормативными документами и в настоящем справочнике НДТ не рассматриваются.

Образование отходов

Можно выделить следующие группы отходов, образующихся на маслохозяйствах ТЭС:

1) Отработанные масла - масла, качественные характеристики которых не позволяют их использование в технологических процессах и оборудовании КТЭУ или других потребителей. Методы обращения с этими отходами рассмотрены в разделе 5.3.

2) Загрязненные маслами отработанные сорбенты, фильтрующие материалы и оборудование, используемые в операциях очистки и восстановления свойств масел. Эти отходы накапливаются в закрытых металлических емкостях на площадках с твердым покрытием или в помещениях, в которых отходы образуются, или совместное накопление с прочими твердыми отходами 4-5 классов;

3) Жидкие и пастообразные отходы от операций очистки и восстановления свойств масел, очистки масляных резервуаров, маслопроводов, содержащие остатки масел, воду, шламы. Эти отходы 3-го класса опасности накапливаются отдельно от прочих отходов в металлических закрытых емкостях. Они обезвреживаются в специальных установках для термического обезвреживания отходов или передаются специализированным организациям, имеющим лицензии на право обращения с отходами класса опасности не ниже 3.

4) Загрязненные маслами материалы, использованные для сбора протечек, уборки и поддержания чистоты в помещениях маслохозяйств, технического обслуживания и ремонта оборудования маслохозяйств (опилки, песок, обтирочные материалы, загрязненная почва и т.п.). Эти отходы относятся, как правило, к 3-му или 4-му классам опасности для окружающей среды, и накапливаются в металлических закрывающихся ящиках в производственных помещениях, где образуются отходы. По мере накопления отходы могут передаваться для захоронения на полигоны твердых коммунальных отходов или обезвреживаться в специальных установках, предназначенных для термического обезвреживания отходов;

5) Металлическая и пластмассовая тара (бочки, канистры), загрязненная маслами. Накопление загрязненной тары осуществляют в закрытых помещениях или под навесами на площадках с твердым покрытием, не допуская загрязнения маслами ливневых и талых вод. Металлическую тару, как правило, очищают от масла и направляют на утилизацию как лом черных металлов. Захоронение металлической тары запрещено. Пластмассовую тару также очищают от масла и передают для захоронения на полигоны твердых коммунальных отходов.

6) Металлические детали оборудования маслохозяйств. Эти отходы очищаются от масел и затем с ними обращаются как с ломом черных и цветных металлов. Захоронение этих отходов запрещено.

5.3 Сбор и утилизация отработанных масел

Масла, качество которых не позволяет их использование по прямому назначению в основном или вспомогательном энергооборудовании:

- подвергаются восстановлению собственными силами или силами сторонних организаций и затем используются по прямому назначению;

- используются (после или без очистки) в собственном вспомогательном оборудовании, автотранспорте или передаются сторонним организациям для аналогичных целей.

- При невозможности восстановления свойств или полезного использования данных масел, они классифицируются как отходы (отработанные масла) и;

- передаются специализированным организациям для утилизации путем регенерации;

- утилизируются на КТЭУ для производства энергии в смеси с жидкими топливами (по согласованию с государственными природоохранными органами).

Захоронение отработанных масел не осуществляется.

Применение отработанных масел в качестве антиадгезионных материалов и средств для пропитки строительных материалов запрещено техническим регламентом [48].

Сбор отработанных масел осуществляется в специальные резервуары МХ, предназначенные для этих целей.

Отработанные нефтяные индустриальные, турбинные и трансформаторные масла, подлежащие сдаче для переработки в специализированные организации, могут собираться в один резервуар МХ и должны удовлетворять требованиям, предъявляемым к качеству масел группы МИО в соответствии с техническим регламентом [48]. Если при сборе отработанных масел происходит их смешение с топливом или другими отработанными нефтепродуктами, то такая смесь нефтепродуктов должна удовлетворять требованиям к качеству нефтепродуктов группы СНО.

Отработанные масла утилизируются на ТЭС в качестве компонентов жидкого топлива (в смеси с дизельным и газотурбинным топливом, мазутом), но только в тех случаях, когда они не содержат вредных компонентов (например: галогенсодержащие углеводороды), и по согласованию с государственными надзорными природоохранными органами. Сбор и транспортировка таких масел осуществляется в смеси.

5.4 НДТ обращения с маслами на КТЭУ

Технологии обращения с маслами на КТЭУ, включая его разгрузку, хранение, подготовку, очистку, транспортировку, могут быть классифицированы как НДТ в случае применения методов, оборудования, устройств, указанных в таблице 5.1 с учетом областей, условий и ограничений их применения.

Таблица 5.1 - Элементы НДТ обращения с маслами на КТЭУ

Номер НДТ	Элементы НДТ	Ссылки на разделы ИТС 38 с описанием НДТ	Цель (преимущества, выгоды) применения элемента НДТ	Область, условия и ограничения применения НДТ	Используемое оборудование
5.1	Оборудование резервуаров указателями уровня масла, обеспечивающими сигнализацию и блокировку работы насосов, подающих масло в резервуары при достижении заданного или предельного уровня масла	5.1	Предотвращение потерь масла	Проектируемые и действующие КТЭУ	Резервуары для хранения масла, оборудованные указателями уровней, устройства сигнализации и блокировки
5.2	Оборудование масляных резервуаров масляными затворами или перепускными клапанами и индикаторами состояния осушителя, ВОФ на дыхательных линиях резервуаров, а резервуаров вместимостью более 30 м3 - двоенными ВОФ (два ВОФ параллельно на одном кронштейне)	5.1	Предотвращение загрязнения масла, образования отходов, выбросов паров масла в атмосферу	Проектируемые и действующие КТЭУ	Резервуары для хранения масла, оборудованные масляными затворами или перепускными клапанами и индикаторами состояния осушителя, ВОФ на дыхательных линиях резервуаров
5.3	Защита внутренних поверхностей резервуаров (маслобаков) с помощью специальных маслобензостойких антикоррозионных покрытий, материал которых инертен к воздействию масла (т.е. не оказывает отрицательного влияния на качество горячего (до 70 °С) масла при контакте в течение длительного срока	5.1	Предотвращение загрязнения масла и образования отходов	Проектируемые и действующие КТЭУ	Резервуары для хранения масла, оборудованные специальным маслобензостойким антикоррозионным покрытием
5.4	Оборудование маслобаков открытого склада и маслопроводов теплоизоляцией и устройствами обогрева днищ баков, трубопроводов, например, паровыми или водяными спутниками или электронагревательными кабелями	5.1	Предотвращение загрязнения масла и образования отходов	Проектируемые и действующие КТЭУ, при размещении маслобаков и маслопроводов на открытом воздухе или неотапливаемом помещении	Маслобаки, маслопроводы, МОО, оборудованные теплоизоляцией и устройствами обогрева
5.5	Устройство точек для отбора проб масла на резервуарах, схемы маслоаппаратной и МОО, на маслопроводах в соответствии с рекомендациями ГОСТ 2517	5.1	Предотвращение загрязнения, потерь масла и образования отходов	Проектируемые и действующие КТЭУ	Маслобаки, маслопроводы, МОО, оборудованные точками отбора
5.6	Специализация маслобаков открытого склада масел, схем маслоаппаратной, маслопроводов для индивидуального хранения, обработки, транспортировки разных по назначению (трансформаторных, турбинных, огнестойких, индустриальных) и качеству масел (свежих, подготовленных, эксплуатационных, отработанных)	5.1	Предотвращение загрязнения масла и образования отходов, повышение качества восстановленного масла	Проектируемые и действующие КТЭУ	Маслобаки, оборудование маслоаппаратной, маслопроводы
5.7	Установка запорной арматуры на технологических и дренажных маслопроводах непосредственно у резервуаров для получения возможности их отключения от схемы маслохозяйства и предотвращения или уменьшения объемов розлива масла при повреждении маслопроводов	5.1	Предотвращение или снижение объемов потерь масла	Проектируемые и действующие КТЭУ	Маслобаки с запорной арматурой
5.8	Оборудование линий перелива резервуаров гидрозатворами для предотвращения загрязнения масла из окружающей среды при "дыхании" резервуаров	5.1	Предотвращение загрязнения масла, образования отходов, выбросов паров масла в атмосферу	Проектируемые и действующие КТЭУ	Маслобаки с гидрозатворами на линиях перелива
5.9	Оснащение схем МХ встроенными датчиками контроля качества масла, в том числе класса промышленной чистоты, содержания воды, а также удельной проводимости (сопротивления) масла, указателями уровня, датчиками давления и температуры, объемными счетчиками для учета перекачки масел	5.1	Предотвращение загрязнения масла и образования отходов, повышение качества восстановленного масла	Проектируемые и действующие КТЭУ	Встроенные устройства контроля качества масла
5.10	Оборудование маслопроводов лотками и защитными кожухами для фланцев для сбора протечек и дренажей масел	5.1	Предотвращение или снижение объемов потерь масла	Проектируемые и действующие КТЭУ	Маслопроводы, дренажные системы для сбора протечек масла
5.11	Размещение запаса материалов, предназначенных для сбора масел, в местах возможных их проливов, протечек	5.2	Предотвращение образования загрязненного поверхностного стока	Проектируемые и действующие КТЭУ
5.12	Накопление твердых отходов, загрязненных маслами, на площадках с твердым покрытием, защищенных от осадков или в закрытых помещениях	5.2	Предотвращение образования загрязненного поверхностного стока	Проектируемые и действующие КТЭУ	Специально оборудованные площадки накопления отходов
5.13	Обезвреживание твердых и пастообразных замасленных отходов в специально предназначенных установках для обезвреживания отходов	5.2	Снижение массы и класса опасности отходов	Проектируемые и действующие КТЭУ	Специальные установки для обезвреживания отходов
5.14	Восстановление свойств масел путем их очистки собственными силами или сторонней организацией	5.3	Предотвращение образования отходов	Проектируемые и действующие КТЭУ	Оборудование для восстановления свойств, очистки масел
5.15	Использование трансформаторных и турбинных масел, непригодных для применения в основном технологическом оборудовании в собственном вспомогательном оборудовании КТЭУ, автотранспорте или передача их сторонним организациям для аналогичных целей	5.3	Предотвращение образования отходов	Действующие КТЭУ
5.16	Передача отработанных масел специализированным организациям для утилизации (восстановления)	5.3	Утилизация отходов	Действующие КТЭУ при наличии организаций, оказывающих такие услуги
5.17	Утилизация отработанных масел на КТЭУ для производства энергии в смеси с жидкими топливами	5.3	Утилизация отходов	Проектируемые и действующие КТЭУ по согласованию с государственными природоохранными органами