汽輪機(jī)油劣化后的處理

孟瑞鈞 保其敏 薛曉燕

摘 要：介紹了包頭第一熱廠#8機(jī)汽輪機(jī)油破乳化不合格的情況，并對(duì)原因進(jìn)行分析，認(rèn)為油品存在乳化劑是造成乳化的主要原因，通過對(duì)乳化油品進(jìn)行處理并進(jìn)行混油試驗(yàn)使油品達(dá)到合格。

關(guān)鍵詞：油品；乳化；過濾；混油

1、引言

包頭一電廠#8機(jī)組于2005年4月27日正式投入運(yùn)行。機(jī)組為DG470/9.71—1型循環(huán)流化床鍋爐和CC125-8.83/4.122/0.196汽輪機(jī)。鍋爐為單汽包、自然循環(huán)、循環(huán)流化床燃燒方式，封閉式布置。汽輪機(jī)為具有六段抽汽，高壓、單軸、抽汽凝汽式汽輪機(jī)，汽輪機(jī)本體為兩缸兩排汽汽輪機(jī)。汽輪機(jī)潤(rùn)滑系統(tǒng)由油泵、主油箱、潤(rùn)滑油管道和冷油器組成，主機(jī)采用#32汽輪機(jī)油。2007年6月，#8機(jī)主機(jī)汽輪機(jī)油油質(zhì)嚴(yán)重惡化，破乳化時(shí)間大于70 min有時(shí)甚至都無法分離。同時(shí)，汽輪機(jī)油粘度明顯降低，處于合格標(biāo)準(zhǔn)低限，嚴(yán)重威脅機(jī)組安全運(yùn)行。油質(zhì)劣化數(shù)據(jù)：

2、汽輪機(jī)油乳化的危害

汽輪機(jī)油系統(tǒng)的主要作用是向汽輪機(jī)發(fā)電機(jī)軸承提供潤(rùn)滑油和調(diào)節(jié)保安系統(tǒng)的壓力油。因此，汽輪機(jī)油質(zhì)量的優(yōu)劣直接影響著汽輪機(jī)的安全可靠性。油品乳化后的危害主要表現(xiàn)在以下幾個(gè)方面：

（1）、一種液體只有同時(shí)具備適當(dāng)?shù)恼掣叫院驼扯?，才能作為?rùn)滑油，且潤(rùn)滑油對(duì)于磨擦表面的附著力還必須大于潤(rùn)滑油本身分子間的磨擦力。這樣，兩個(gè)磨擦表面在相互滑動(dòng)時(shí)，每一表面上都帶動(dòng)著一個(gè)附著油膜，形成兩個(gè)磨擦表面之間的液體磨擦，轉(zhuǎn)子在高速轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，軸頸與軸瓦底部形成壓力很高的油膜，支承轉(zhuǎn)子重量在軸瓦中滑動(dòng)。若油質(zhì)乳化，就使?jié)櫥偷恼掣叫圆缓茫蛯?duì)磨擦面的附著力不夠，油膜受到破壞，轉(zhuǎn)子軸頸就可能和軸承的軸瓦發(fā)生干磨擦，使軸瓦燒損，機(jī)組強(qiáng)烈振動(dòng)，甚至毀機(jī)。

（2）、汽輪機(jī)在運(yùn)行中，潤(rùn)滑油需要帶走的熱量主要來自轉(zhuǎn)子軸頸與軸承滑動(dòng)磨擦所產(chǎn)生的熱量，高溫蒸汽通過汽輪機(jī)轉(zhuǎn)子上的動(dòng)葉片等部件傳導(dǎo)到軸頸上的熱量，以及發(fā)電機(jī)因轉(zhuǎn)子電流過大發(fā)熱和磁鐵發(fā)熱經(jīng)發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子傳遞到軸頸處的熱量。如果汽輪機(jī)油乳化，其乳化液沉積于油循環(huán)系統(tǒng)中，妨礙油的順暢流動(dòng)，使供油不足，影響散熱，軸承與軸頸處溫度不能控制在規(guī)定值內(nèi)，易引起軸承燒瓦事故。

（3）、抗乳化度是汽輪機(jī)的重要指標(biāo)，合格油品的抗乳化度≤15 min。汽輪機(jī)油乳化，將加速汽輪機(jī)油的氧化，使酸值升高，產(chǎn)生較多的氧化沉淀物，從而延長(zhǎng)了汽輪機(jī)的抗乳化時(shí)間，亦即惡化了油的抗乳化性能。

（4）、汽輪機(jī)油乳化，將使調(diào)節(jié)、保安系統(tǒng)中的滑閥等部件銹蝕，造成卡澀，降低了動(dòng)作的靈敏度，嚴(yán)重時(shí)，還會(huì)引起調(diào)節(jié)、保安裝置拒動(dòng)，從而導(dǎo)致機(jī)組超速事故的發(fā)生。

3、乳化原因分析

汽輪機(jī)油乳化一般有三個(gè)原因：

（1）、汽輪機(jī)油中存在乳化劑。油中乳化劑包括煉制過程殘留的天然乳化物和油質(zhì)老化時(shí)產(chǎn)生的低分子環(huán)烷酸皂、膠質(zhì)等乳化物。

（2）、汽輪機(jī)油中存在水分。汽輪機(jī)組運(yùn)行中，由于機(jī)組的軸封不嚴(yán)、汽封漏汽、潤(rùn)滑油質(zhì)量差、軸承箱及油箱真空度達(dá)不到等諸多因素，是導(dǎo)致汽輪機(jī)油系統(tǒng)中進(jìn)水的主要原因。同時(shí)，機(jī)組的安裝、運(yùn)行等環(huán)節(jié)沒有達(dá)到設(shè)備清潔度要求，存在污物、雜質(zhì)等也將影響汽輪機(jī)油的質(zhì)量。

（3）、汽輪機(jī)油、水、乳化劑，在機(jī)組運(yùn)行時(shí)，回到油箱的油受到激烈攪拌，最后形成油水乳化液。

通過對(duì)#8機(jī)汽輪機(jī)油的油質(zhì)進(jìn)行分析發(fā)現(xiàn)，只有破乳化和粘度不合格，其余項(xiàng)目均在合格范圍內(nèi)，特別是水分都在合格范圍，因此排除了水分對(duì)油品乳化的影響。又通過逐一排除設(shè)備可能存在過熱點(diǎn)等隱患后發(fā)現(xiàn)破乳化并未有較大改觀，因此也排除了設(shè)備對(duì)油質(zhì)乳化的影響。那么，唯一造成油品乳化的原因就是油中存在乳化劑。

4、處理措施

4.1添加破乳化劑

汽輪機(jī)油中的乳化劑通常都是表面活性物質(zhì)，表面活性物質(zhì)一般都具有極性基團(tuán)（即親水基團(tuán)）和非極性基團(tuán)（即親油基團(tuán)）。因此，乳化劑均能在油水之間形成堅(jiān)固的保護(hù)膜，使油水交融、難以分離。汽輪機(jī)油的乳化往往形成油包水狀的乳化液，這是由于水與界面膜之間的張力大于油與界面膜之間的張力，故水相收縮成水滴均勻地分布在油相中，形成了油包水狀的乳化液。如果在乳化液中加入與乳化劑性能相反的另一類表面活性物質(zhì)（破乳化劑），能夠使水與界面膜之間的張力變小或者油與界面膜之間的張力變大，最終使水與界面膜之間的張力等于油與界面膜間的張力，這時(shí)界面膜破壞，水滴析聚，乳化現(xiàn)象消失。我們通過采用添加T501抗氧化劑和添加T746防銹劑并舉的方法來改善油品乳化現(xiàn)象?？刂瓶寡趸瘎┑奶砑恿繛?.3%，防銹劑的添加量為0.02%。

4.2過濾處理

添加了化學(xué)添加劑后，乳化情況有了很大改善，但距離合格要求還有一定差距，為了盡快將油品質(zhì)量改善，我們還與西安熱工院進(jìn)行了聯(lián)系，希望他們配合進(jìn)行處理。得到的處理意見是采用他們的QZZ-6汽輪機(jī)油再生凈化裝置進(jìn)行過濾處理，處理后破乳化時(shí)間明顯得到改善，達(dá)到了合格油質(zhì)的標(biāo)準(zhǔn)，但運(yùn)行了四個(gè)月后，油質(zhì)再次出現(xiàn)乳化現(xiàn)象，經(jīng)雙方會(huì)商認(rèn)為需要進(jìn)行在線連續(xù)過濾處理。因此，我們又投入了QZZ-6汽輪機(jī)油在線再生凈化裝置進(jìn)行在線處理，發(fā)現(xiàn)油品破乳化時(shí)間有上升趨勢(shì)及時(shí)投入在線處理。通過在線過濾處理，油品破乳化時(shí)間一直保持合格范圍（數(shù)據(jù)見下表）。

4.3混油處理

由于油品乳化，使得#8機(jī)汽輪機(jī)油的粘度下降嚴(yán)重，已達(dá)不到運(yùn)行要求，為了改善油品粘度，我們還進(jìn)行了混油處理。通過與#46防銹汽輪機(jī)油進(jìn)行混油實(shí)驗(yàn)，來達(dá)到改善油品粘度的目的。

原始油樣參數(shù)：

要使混合后油樣的粘度在32mm2/S附近，確定#46防銹汽輪機(jī)油和#8機(jī)主油箱汽輪機(jī)油混合比例為1：4或1：3，分別對(duì)混合后的油樣進(jìn)行了粘度測(cè)定：混合比例為1：4時(shí)的粘度值為31.55m2/S（40℃），混合比例為1：3時(shí)粘度值為32.13 m2/S（40℃），兩者均符合要求。接下來，我們還進(jìn)行了混油老化試驗(yàn)，數(shù)據(jù)如下：

根據(jù)GB/T14541-93《電廠運(yùn)行中汽輪機(jī)用礦物質(zhì)油維護(hù)管理導(dǎo)則》中關(guān)于不同牌號(hào)的油混合后油的粘度應(yīng)在合格范圍內(nèi)，老化后油的質(zhì)量應(yīng)不低于未混合油中最差的一種油，方可混合使用的原則，混合比列1：4或1：3均滿足要求，但鑒于按1：4混合后產(chǎn)生的油泥量少，推薦采用1：4比例。

4.4效果檢查

經(jīng)過了上述幾項(xiàng)處理，#8機(jī)汽輪機(jī)油質(zhì)有了明顯改善，現(xiàn)將三年內(nèi)的實(shí)驗(yàn)結(jié)果統(tǒng)計(jì)如下：

從實(shí)驗(yàn)結(jié)果不難看出，油質(zhì)有了較大程度的改善，完全能夠滿足運(yùn)行要求，從處理到現(xiàn)在已經(jīng)連續(xù)運(yùn)行近四年，收到了良好的效果。

5、結(jié)語

油質(zhì)乳化是運(yùn)行中汽輪機(jī)油常出現(xiàn)的問題，通過分析原因、加強(qiáng)油務(wù)監(jiān)督、管理，并采取相應(yīng)的處理措施，完全可以保證油質(zhì)的合格率。保證了安全生產(chǎn)的同時(shí)，又避免了不必要的浪費(fèi)，是一條可以借鑒的經(jīng)驗(yàn)。

參考文獻(xiàn)

[1] 張宏亮，于萍，羅運(yùn)柏；乳化汽輪機(jī)油的處理[J]；潤(rùn)滑油；1998年03期.

作者簡(jiǎn)介：孟瑞鈞（1975—），男，畢業(yè)于南京理工大學(xué)，學(xué)士學(xué)位、工程師，現(xiàn)從事汽輪機(jī)檢修管理工作。