Regeneração de óleo de transformador – teoria, tecnologia e equipamentos

Todos os anos, milhares de toneladas de óleos residuais de origem do petróleo são gerados no mundo, que são descartados dos transformadores, de máquinas-ferramenta, prensas e compressores. Esses resíduos não devem ser descartados no meio ambiente, pois poluem a água e o solo, além de matar animais e piorar a saúde humana.

Portanto, é necessário descarte de óleo usado ou sua regeneração para reutilização. Do ponto de vista econômico e ambiental, a regeneração é a solução preferida. Ele economiza o óleo com o qual os óleos são feitos, reduz o custo de aquisição de óleos novos e de descarte de óleos usados, além de reduzir a quantidade de resíduos perigosos.

Neste artigo, veremos tecnologias e equipamentos de regeneração a partir do exemplo do óleo, que é usado em transformadores para isolamento elétrico de elementos e dissipação de calor.

Razões de envelhecimento de óleos de transformador

As razões para o envelhecimento dos óleos de transformador estão em suas condições de operação. Quando o calor é retirado das partes de aquecimento do transformador, o óleo recebe altas temperaturas e, quando isolado, recebe alta tensão. Além disso, existem outros fatores que agravam o estado do óleo do transformador. Entre eles:

• água (reduz a tensão de degradação do óleo);
• gases (tornam-se fonte de descargas parciais);
• impurezas mecânicas: carvão, fibras de celulose, partículas metálicas;
• produtos do envelhecimento oxidativo do óleo.

A presença de água, gases e impurezas mecânicas, embora perigosa para o óleo e o transformador, não é tão crítica. Essas impurezas são periodicamente removidas do óleo por meio de equipamentos especiais. O aparecimento de produtos envelhecidos indica que processos associados a uma mudança em sua composição estrutural estão ocorrendo no óleo.

Oxidação de óleo promove a formação de novas impurezas. Produtos ácidos e substâncias asfáltico-resinosas se acumulam no óleo. Um aumento das partículas coloidais ocorre e borra de óleo aparece. O lodo se deposita nos enrolamentos e prejudica a dissipação de calor. O aumento da acidez provoca o envelhecimento da celulose. Dessa forma, o envelhecimento do óleo isolante reduz a confiabilidade de todo o sistema isolante do transformador.

Avaliação do envelhecimento do óleo do transformador

Como marcador do processo de envelhecimento do óleo do transformador, pode-se usar a alteração de dois parâmetros: número de ácido (número de neutralização) e tensão interfacial.

Número de ácido do óleo – este é o número de miligramas de hidróxido de potássio necessários para neutralizar os compostos ácidos contidos em um grama de óleo de transformador. Avaliação da acidez do óleo é realizado usando métodos de laboratório e requer uma amostra preliminar de óleo do transformador.

Durante a operação inicial (os primeiros 6-8 anos), o índice de acidez do óleo do transformador é geralmente pequeno – 0,1 mg KOH / g. Após mais 8 a 10 anos, o índice de acidez atingirá 0,5 mg KOH / g, o que indica envelhecimento e presença de borra no óleo. O óleo de transformador com um índice de acidez de 1 mg KOH / g é considerado velho e deve ser substituído ou regenerado.

Controlar o envelhecimento do óleo pelo número de ácido dá bons resultados, mas é insensível a outros contaminantes além de compostos ácidos. Ou seja, os processos iniciais de envelhecimento no óleo já podem ser observados, e o índice de acidez estará dentro da normalidade.

A tensão interfacial do óleo do transformador é usada para identificar até mesmo pequenas quantidades de contaminantes polares e produtos de oxidação. Um valor alto deste parâmetro indica a ausência de tal contaminação. À medida que o óleo envelhece, os surfactantes hidrofílicos se acumulam no óleo, o que aumenta a capacidade do óleo de absorver água.

Por conta disso, ocorre uma diminuição da tensão interfacial na interface óleo-água.

Assim, para obter informações mais completas sobre o envelhecimento do óleo do transformador, é necessário utilizar pelo menos dois parâmetros: número de ácido e tensão interfacial.

Métodos para retardar o envelhecimento de óleos de transformador

Surge a pergunta: é possível retardar de alguma forma o envelhecimento dos óleos de transformador? Na prática, dois métodos são usados ​​com mais frequência para isso – adição de inibidores e passivação.

Inibidores de óleo – são substâncias especiais que são introduzidas no óleo para retardar a oxidação. Ionol é freqüentemente usado para essa finalidade.

A passivação é a formação de uma película protetora nas superfícies metálicas que evita a oxidação e a corrosão. A passivação é usada, por exemplo, para proteger as superfícies metálicas do contato com o enxofre para evitar a formação de sulfeto de cobre, um composto condutor que reduz a rigidez dielétrica do isolamento do transformador.

Soluções químicas especiais são usadas como passivadores.

Princípios gerais de recuperação de óleo

As principais razões para a regeneração do óleo do transformador –isso é uma deterioração em seu número de ácido e desempenho. Vamos considerar as abordagens básicas para regeneração.

A primeira abordagem é regenerar o óleo periodicamente para evitar o problema. O óleo é regenerado antes que mudanças irreversíveis ocorram em sua composição estrutural. A segunda abordagem é baseada na manutenção do óleo do transformador baseada na condição, ou seja, monitorar o número de ácido e realizar a regeneração se este parâmetro cair dentro da faixa de valores indesejáveis.

Tecnologias de recuperação de óleo residual

fornecem processamento complexo, que inclui os seguintes processos:

• purificação de óleo de água, gases e impurezas mecânicas;
• restauração da composição estrutural do óleo devido à remoção de produtos de oxidação;
• clarificação do óleo removendo produtos envelhecidos.

Durante o desenvolvimento da indústria de refino de petróleo, diferentes abordagens para a regeneração de óleos foram usadas, mas hoje a abordagem mais simples e prática é o uso de sorventes.

Adsorvente – é uma substância de origem natural ou artificial, que possui altas propriedades de adsorção contra os produtos da oxidação e do envelhecimento do óleo. Um dos principais indicadores do envelhecimento do óleo do transformador é a formação de compostos ácidos. Portanto, com a ajuda de um sorvente, os ácidos são removidos e o enxofre é removido.

Quais adsorventes são usados ​​na regeneração de óleos

Os adsorventes usados ​​na regeneração de óleos podem ser condicionalmente divididos em três grupos. O primeiro grupo é aquele que absorve apenas água e não afeta de forma alguma os produtos de oxidação dos óleos. Entre esses sorventes, o zeólito é o mais famoso. O segundo grupo são os sorventes, que são mais voltados para a absorção de produtos de oxidação e envelhecimento. Para isso, várias argilas e terras são usadas, por exemplo, a terra de Fuller. O terceiro grupo são os sorventes que absorvem bem a água e afetam parcialmente a acidez do óleo do transformador. O representante mais proeminente deste grupo é a sílica gel.

Regeneração com argila dá bons resultados em termos de restauração de sua cor e desempenho.

Terra de Fuller

Equipamento de recuperação de óleo GlobeCore

A GlobeCore desenvolveu uma tecnologia para a regeneração de óleos de transformador usando terra Fuller, que é implementada nas unidades da série CMM-R. Se o óleo requer regeneração complexa, essas unidades são concluídas de acordo com o princípio do bloco. Na unidade de secagem e desgaseificação, o óleo é aquecido, após o que ocorre a vaporização do gás e o vapor d’água sob vácuo. A unidade de regeneração consiste em várias colunas, cada uma delas preenchida com adsorvente de terra Fuller. O óleo é bombeado através das colunas e, neste momento, os produtos de oxidação e envelhecimento são removidos dele – reativação de óleo.

Regeneração de óleo antigo e usado de transformador com a ajuda de tecnologias e equipamentos, a GlobeCore permite:

• para reduzir o número de ácido;
• mudar a cor do óleo de turvo e marrom escuro para amarelo claro;
• reduzir o teor de água;
• aumentar a tensão de ruptura;
• reduzir o conteúdo de gás;
• para reduzir a tangente do ângulo de perdas dielétricas, etc.

Todos os parâmetros do óleo processado são restaurados ao nível dos parâmetros do novo óleo.

O óleo então passa pela unidade de injeção do inibidor. Neste bloco, um aditivo especial é adicionado ao óleo, o que retarda seus processos de oxidação em futuras operações.

Unidade de recuperação de óleo O CMM-R pode ser equipado com um número diferente de colunas: duas, quatro, seis, doze, vinte e quatro, etc. Quanto mais colunas o óleo for regenerado ao mesmo tempo, maior será o desempenho geral do equipamento.

Para uma manutenção mais eficiente dos transformadores GlobeCore, é fornecida a implementação da tecnologia de regeneração sem remover o transformador da subtensão. Neste caso, a recuperação do óleo é realizada conectando a unidade

CMM-R a um transformador e a circulação contínua do óleo em malha fechada (unidade transformador-transformador). A regeneração do óleo em um transformador sob tensão economiza tempo e torna o processo de manutenção mais conveniente (não há necessidade de introduzir uma reserva ou desconectar os consumidores de energia elétrica).

A aplicação oportuna da tecnologia de regeneração GlobeCore estende a vida útil dos transformadores de energia em 15-20 anos, melhorando a condição do sistema de isolamento.

Unidade de regeneração de óleo CMM-12R

O que fazer com o adsorvente usado

A regeneração do óleo do transformador usando adsorventes mostra resultados excelentes, mas o adsorvente fica saturado com impurezas ao longo do tempo. Regeneração do adsorvente mais frequentemente realizado em equipamentos externos.

A tecnologia GlobeCore é implementada de forma que as propriedades do adsorvente sejam restauradas sem serem removidas da unidade de regeneração CMM-R por queima em alta temperatura. Você primeiro inicia o ciclo de regeneração do óleo e, depois que o sorvente está saturado, seu ciclo de regeneração é ativado. Assim, o sorvente não requer descarte e pode ser usado muitas vezes ao longo de vários anos.

Quais outros produtos de origem do petróleo podem ser regenerados usando tecnologias GlobeCore

Regeneração de óleo residual – trata-se de uma tarefa complexa e as necessidades da indústria não se limitam apenas à regeneração de óleos de transformador. As tecnologias GlobeCore podem ser usadas com sucesso para resolver as seguintes tarefas:

• regeneração do óleo hidráulico;
• regeneração de óleo industrial;
• regeneração do óleo da turbina;
• esclarecimento de combustível.

Como a viscosidade de diferentes tipos de óleos e combustíveis pode ser diferente, o desempenho de regeneração ao usar unidades CMM-R varia um pouco, mas o equipamento ainda permanece versátil e funciona com diferentes tipos de produtos de origem do petróleo.

Benefícios da regeneração de óleos

Regeneração de óleos minerais na indústria oferece as seguintes vantagens:

• economia de matéria-prima (óleo) devido ao reaproveitamento de óleos usados ​​e, consequentemente, redução do volume de consumo de óleos novos;
• economizar dinheiro devido ao fato de que o custo da regeneração é inferior ao custo do óleo novo;
• não há necessidade de descartar óleo usado;
• a regeneração oportuna prolonga a vida útil do equipamento preenchido com óleo e aumenta a confiabilidade de sua operação;
• melhorar a situação ambiental através do apoio aos princípios de “Resíduos zero” no contexto dos resíduos oleosos.

Para obter conselhos de especialistas técnicos da GlobeCore sobre a regeneração de óleos minerais, use um dos contatos publicados na seção correspondente do site.