«20 тонн трансформаторного масла»

Мы продолжаем публиковать интервью о решении непростых инженерных задач. На наши вопросы о конкурсе ВИК.Нано и о своем проекте «Инновационный способ очистки маслосодержащих систем полимер-неорганическими наноразмерными гибридами» ответила аспирант КНИТУ и одна из трех финалистов, получивших главный приз конкурса, Татьяна Фалалеева. Интервью с другим победителем конкурса, аспирантом университетов ИТМО (Санкт-Петербург) и Аалто (Финляндия) Михаилом Омельяновичем, вы можете прочитать здесь.

N+1: Чем вас заинтересовал конкурс, почему вы в нем участвовали?

Татьяна Фалалеева: В первую очередь, такие конкурсы — это хорошая площадка для обмена научным опытом. Достаточно сложно отслеживать последние тенденции, учитывая инертность наших научных изданий. С момента написания статьи до момента публикации могут пройти многие месяцы. Во-вторых, заинтересовала образовательная программа в направлении технологического предпринимательства от создателей реальных производств и реализации различного рода стартапов.

В чем заключалось ваше участие в конкурсе, если кратко? Вы защищали научный проект, на основе которого можно создать технологическую компанию?

Изначально, конечно, все участники предполагали, что финал конкурса будет проходить в формате, скажем так, представления технического отчета о проделанной работе. Однако, как оказалось, в наших исследовательских и изобретательских способностях никто не сомневался, поэтому работу над проектом сразу направили в предпринимательское русло. Предфинальная образовательная программа была достаточно интенсивной и включала в себя лекции по коммерциализации научных разработок, ТРИЗ [теории решения изобретательских задач — N+1], маркетингу и PR, анализу рынков. Хорошим подспорьем для формирования представления о предпринимательской деятельности была игра «Построй стартап. Продай стартап». На базе шарикопрокатных организаций мы формировали действующую индустрию. Автор программы — директор Троицкого наноцентра «Техноспарк». Не могу сказать, что все этапы игры удалось пройти успешно, но работа над ошибками была проведена колоссальная. Финальной точкой конкурса было представление проектов по разработке и внедрению продукта и решению различного рода технологических задач.

О чем ваш проект? Насколько я понимаю, что-то посвященное очистке масел?

Проект нашей научной группы был посвящен разработке способа очистки отработанных трансформаторных масел. Используемый в данной области чисто физический процесс (контактную адсорбционную технологию) мы дополнили различными химическими процессами.

Почему масло в трансформаторах загрязняется? Чем это плохо?

В процессе эксплуатации трансформаторов под воздействием высоких температур и электрического поля происходит старение и деградация масла. Оно окисляется до полярных форм, которые хорошо проводят электрический ток. Поскольку трансформаторное масло является основным изолятором внутри электрооборудования, важно поддерживать его диэлектрические характеристики на высоком уровне. По статистике, 10–11 процентов случаев выхода из строя маслонаполненного электрооборудования связанно именно с качеством жидкой изоляции.

С этим как-то борются?

У владельцев маслохозяйств есть несколько путей решения существующей проблемы. Например, это замена масла или его регенерация с помощью многократного использования силикагелей и цеолитов [работают как абсорбенты для полярных веществ в масле — N+1]. Описанная в нормативной документации и пособиях для энергетиков методика применения отбеливающих земель [речь об оксидных материалах — N+1] требует значительной доработки, поскольку время обработки масла может достигать нескольких недель.

Расскажите, как вы решили проблему загрязнения масел? Чем хорош ваш метод?

Остановить окисление и старение масла невозможно. Мы предложили маслохозяйствам возможность доступной рекуперации. Это действительно важно, поскольку один средний трансформатор наполнен почти 20 тоннами нефтепродукта! Мы использовали в своей технологии популярные и недорогие сорбенты, а также полимер-неорганические гибриды, на основе которых формировали реагенты для контактной очистки. К достоинствам продукта хотим отнести применение доступных и дешевых реактивов, низкую ресурсозатратность при процессе проведения процесса регенерации. Относительно замены масла безусловным плюсом является экономия на утилизации отработанного масла и закупке нового. Литр масла стоит около 70 рублей.

А на что похож процесс очистки?

Выглядит это следующим образом. Масло помещается в термостат с механическим перемешивающим устройством, создаются определённые условия для проведения процесса. Далее происходит физическое взаимодействие масла с обычными сорбентами. После необходимого времени контакта добавляются полимер-неорганические гибриды, которые позволяют сорбенту моментально выпасть в осадок.
Перед тем, как залить любое масло в трансформатор необходимо произвести его дегазацию и дегидратацию. Технологическая схема в нашем проекте предусматривает и эти ступени обработки. С этими процессами справляются обычные вакуумные установки.

Какие ваши ближайшие планы относительно исследовательской работы?

Поскольку сорбенты благополучно апробированы в лабораторных условиях, хотелось бы осуществить процесс очистки в промышленных масштабах. Для этого необходимо сконструировать установку по очистке.

Почему вы выбрали именно эту тему?

Эта проблема носит масштабный характер. Особенно остро ощущается на промышленных предприятиях, энергопарк которых испытывает высокие нагрузки. На кафедре физической химии в КНИТУ, где я обучаюсь в аспирантуре, ведутся разработки по реагентам для очистки вод. После совместного обсуждения проблемы с трансформаторами химики из компании по диагностике электрооборудования «Капитал-Строй «Диагностика» и ученые из КНИТУ предприняли попытку очистить отработанное масло этими реагентами. Попытка увенчалась успехом, и мы начали подбирать оптимальные составы продукта и условия проведения процесса.

Какие проекты ваших коллег по конкурсу вам запомнились?

Если выделить то, что было любопытно конкретно для меня, то это проекты ребят из Сибирского федерального университета по нанодискам для безоперационного удаления опухолей и решения по солнечным батареям.