Фильтры ДУ 200 мм
Фильтры ДУ 200 мм: конструкция, применение и технические аспекты
Фильтр ДУ 200 мм представляет собой ключевой элемент систем очистки масла в высоковольтном электротехническом оборудовании, прежде всего в силовых масляных трансформаторах и высоковольтных выключателях. Аббревиатура «ДУ» расшифровывается как «Дисковый Уплотнительный» и указывает на конструктивную особенность устройства. Основное назначение – непрерывная адсорбционная очистка трансформаторного масла от продуктов старения и окисления (кислот, влаги, растворенных газов, шлама), что напрямую влияет на диэлектрическую прочность масла, срок службы изоляции и надежность энергооборудования в целом.
Конструкция и принцип действия фильтра ДУ 200
Конструкция фильтра является типовой для серии ДУ, где числовой индекс обозначает условный проход в миллиметрах. Для ДУ 200 этот параметр составляет 200 мм (DN200). Устройство представляет собой стальной цилиндрический корпус (колонну), рассчитанный на рабочее давление до 0,6 МПа. Внутри корпуса размещены два основных элемента:
- Адсорбент. Обычно это гранулированная силикагелевая засыпка (марки КСМГ, КСКГ) или высокоэффективный цеолит (молекулярное сито). Объем засыпки в стандартном фильтре ДУ 200 составляет примерно 100-120 кг. Адсорбент обладает высокой пористостью и способностью избирательно поглощать полярные соединения и воду.
- Система дисков (тарелок). Это отличительный элемент конструкции. В нижней и верхней части колонны установлены пакеты перфорированных дисков (решеток), между которыми размещены слои фильтрующих материалов (фильтровальное сукно, сетка). Их задача – равномерно распределить поток масла по всему сечению колонны, предотвратить вынос мелких фракций адсорбента и обеспечить предварительную механическую фильтрацию.
- Контроль состояния адсорбента. Визуальный осмотр через смотровое окно. Отработанный силикагель меняет цвет с голубого (активный) на розовый (насыщенный влагой). Полная потеря индикаторных свойств требует замены.
- Замена адсорбента. Проводится при насыщении, обычно раз в 1-3 года в зависимости от режима работы и начального состояния масла. Старый адсорбент выгружается через люк, колонна очищается, засыпается новый.
- Контроль гидравлического сопротивления. Рост перепада давления на фильтре указывает на загрязнение механических фильтрующих элементов или слеживание адсорбента.
- Анализ масла. Регулярный химический анализ масла (кислотное число, тангенс угла диэлектрических потерь, содержание влаги) является объективным показателем эффективности работы фильтра.
- Преимущества ДУ: автономность, непрерывность работы, отсутствие потребления электроэнергии, низкие эксплуатационные затраты, простота конструкции.
- Недостатки: относительно низкая скорость очистки, ограниченная емкость адсорбента, необходимость его периодической замены вручную.
Принцип действия основан на регенеративной циркуляции масла. Масло из трансформатора, под действием термосифонного эффекта (разности температур) или принудительного насоса, поступает в верхнюю часть фильтра. Проходя сверху вниз через слой адсорбента, масло очищается от кислот, влаги и продуктов разложения. Очищенное масло выходит из нижнего патрубка и возвращается в аппарат. Процесс является непрерывным.
Область применения и технические характеристики
Фильтры ДУ 200 мм применяются в комплектации мощных силовых трансформаторов (как правило, от 10 МВА и выше), реакторного оборудования и масляных выключателей класса напряжения 110 кВ и выше. Их установка является обязательным требованием для обеспечения длительной и безопасной эксплуатации. Основные технические параметры стандартного фильтра ДУ 200 представлены в таблице.
| Параметр | Значение / Описание |
|---|---|
| Условный проход (DN) | 200 мм |
| Рабочее давление | 0,6 МПа (6 кгс/см²) |
| Испытательное давление | 0,9 МПа |
| Масса адсорбента (силикагель) | 100-120 кг |
| Присоединение патрубков | Фланцевое, по ГОСТ 12820-80 или ГОСТ 12821-80 |
| Ориентировочная пропускная способность | До 200-250 л/мин (зависит от вязкости и температуры масла) |
| Рабочая среда | Трансформаторное масло по ГОСТ 982-80, ГОСТ 10121-76 |
| Температура рабочей среды | От -40 до +100 °C |
| Масса фильтра (без адсорбента) | Около 350-400 кг |
Критерии выбора, монтаж и обслуживание
Выбор фильтра ДУ 200 осуществляется на этапе проектирования трансформатора и привязан к массе масла в аппарате. Общее правило: масса адсорбента должна составлять 0,5-1,5% от массы масла. Для очень больших объемов масла может устанавливаться несколько фильтров параллельно.
Монтаж осуществляется на раме или кронштейнах, предусмотренных на баке трансформатора или в его непосредственной близости. Патрубки фильтра соединяются с контурами термосифонной или циркуляционной системы с помощью фланцев. Важно обеспечить герметичность соединений и отсутствие механических напряжений.
Обслуживание фильтра включает:
Сравнение с другими системами очистки и ответы на смежные вопросы
Фильтры ДУ являются пассивной, постоянно действующей системой. Их сравнивают с установками принудительной регенерации масла (УРМ, CMM) и глубинными сорбционными колоннами.
Для глубокой регенерации сильно загрязненного масла фильтры ДУ используются как предварительная ступень или дополнение к мощным УРМ.
Часто задаваемые вопросы (FAQ)
Как часто нужно менять силикагель в фильтре ДУ 200?
Периодичность замены не регламентирована строго и зависит от состояния масла, температуры эксплуатации, влагонасыщенности воздуха в дыхательной системе трансформатора. Рекомендуется проводить визуальный контроль каждые 6 месяцев и планировать замену при потере индикаторных свойств на 70-80% объема засыпки. В среднем, интервал составляет 1.5-2 года.
Можно ли засыпать в фильтр ДУ 200 цеолит вместо силикагеля?
Да, это допустимо и часто более эффективно. Цеолит (молекулярное сито) обладает более высокой адсорбционной емкостью по воде и некоторым кислотам. Однако он, как правило, дороже и не имеет визуального индикатора состояния. Замена типа адсорбента должна быть согласована с производителем оборудования и учитывать специфику загрязнений масла.
Что делать, если давление на выходе из фильтра упало или возросло?
Падение давления может указывать на утечку, подсос воздуха или кавитацию в насосной системе (если она есть). Рост давления – прямой признак засорения. Необходимо проверить механические фильтрующие элементы на дисках, а также убедиться, что адсорбент не слежался и не образовал непроницаемых зон. В случае роста давления необходима остановка фильтра на обслуживание.
Как правильно утилизировать отработанный силикагель из фильтра?
Отработанный силикагель пропитан трансформаторным маслом и продуктами его старения. Он относится к III классу опасности отходов. Утилизация должна производиться специализированными организациями, имеющими лицензию на обращение с опасными отходами. Запрещено захоронение или выброс на обычные полигоны ТБО.
Чем отличается фильтр ДУ 200 от фильтра ДУ 100?
Основные отличия – в габаритах, массе адсорбента и пропускной способности. У ДУ 100 условный проход 100 мм, масса силикагеля около 25-30 кг. Он применяется в трансформаторах меньшей мощности (обычно до 2.5-4 МВА). Принцип действия и конструкция идентичны. Выбор модели определяется расчетом, исходя из массы масла в баке.
Нужно ли отключать фильтр ДУ 200 на время зимних низких температур?
Нет, отключать его не требуется. Конструкция рассчитана на работу в диапазоне температур масла от -40°C. Однако при сильном охлаждении вязкость масла возрастает, что снижает скорость циркуляции по термосифонному принципу. Эффективность очистки в этот период падает, но самому оборудованию это не вредит. При переходе на летний режим работы циркуляция и очистка восстановятся в полном объеме.