石化行業渦輪機油應用案例分析

周旭 王雪梅 林國就 謝貞文

中國石化潤滑油有限公司茂名分公司

渦輪機油在離心壓縮機上的應用是石化系統內設備管理專業最為關注的問題，機組在苛刻工況下運行正常與否與油品本身性能及維護使用息息相關。本文通過具體案例，對渦輪機油在使用過程中發生異常現象的原因進行分析，并提出了相應的處理措施，以供借鑒和參考。

隨著新渦輪機油國家標準的出臺和實施（國標GB11120—2011中TSA汽輪機油：A級、B級），中國石化長城潤滑油推出了滿足國家標準的長城威越L-TSA系列渦輪機油，完全可以達到國際OEM（原始設備制造商）規格要求，并獲得西門子、阿爾斯通、曼、三菱日立等OEM技術認證，相應有L-TSA/LF長壽命渦輪機油、L-TSE/LF長壽命極壓渦輪機油、L-TGSB(M) 渦輪機油等。

據統計，渦輪機油在某煉化企業采購份額占33%，位居首位，大部分應用于離心壓縮機，而相應的離心機組均屬于關鍵設備。離心機組的運行工況苛刻：

◇檢修周期長達4～6年，要求潤滑可靠；

◇在某些場合與介質接觸，要求抵抗輕烴類、氫氣等介質；

◇高溫高壓工況下連續運行，要求抗氧化性能好。

這都是其他行業所不具備的特點。因此，重視渦輪機油在石化行業離心壓縮機組的應用，結合案例分析設備異常運行的原因，并提出相應的處理措施，對于保證石化行業機組正常運行具有重要意義。

案例一：某石化加氫裂化裝置離心機浮環出現大量油泥

異常現象

2016年9月，某石化三菱循環氫離心機組拆解發現浮環出現大量黑色油泥，嚴重影響設備的正常運行。

原因分析

由于工藝改動后氣體清洗塔停用，循環氫氣體的組成變化，H2S含量上升，其酸性和化學特性對汽輪機油的氧化安定性造成了顯著影響，加速油品老化，產生大量的漆膜和油泥，降低了汽輪機油的潤滑和保護性能。

處理措施

原設備使用L-TSA(B級) 32渦輪機油，建議升級使用抗氧化性能更好的L-TSA/LF 32長壽命渦輪機油，機組于2017年4月大修后拆解，浮環干凈，未再出現大量黑色油泥（圖1）。2017年6月跟蹤顯示，油品漆膜傾向指數（MPC）為2.1，表明油品潤滑保護性能優異。

啟示

L-TSA/LF 32長壽命渦輪機油在抗氧化性能方面比原用油L-TSA 32渦輪機油(B級)有了顯著的提升，與國際產品如美孚700系列、殼牌多寶T系列水平相當。產品采用先進的加氫異構工藝技術生產的API II、III類基礎油，加入進口復合劑（酚胺復合型抗氧劑+復合防銹劑）調和而成，因此具有更好的高溫抗氧性，能有效抑制氧化產物如油泥、漆膜的產生。在石化行業，重視渦輪機油油品的質量，根據工況選擇正確的油品，對減輕機組維修工作，保證機組的正常運行具有重要意義。

案例二：某石化裂解裝置離心機用渦輪機油抗氧劑消耗過快

異常現象

2014年9月，某石化ELLIOT機組在用長城L-TSA(B級)32渦輪機油送檢，RULER分析結果見圖2。

根據圖2可知，渦輪機油抗氧劑下降過快，相對于新油來說僅剩10%，嚴重影響油品的潤滑保護作用。

圖1 浮環外觀

圖2 ruler分析譜圖

原因分析

裂解三機機組作為化工分部關鍵裝置，工況惡劣苛刻，裂解氣中的丁二烯等烯烴組分對汽輪機油的氧化安定性造成了顯著影響，加速油品老化，產生大量的漆膜，嚴重者造成油溫過高報警，甚至連鎖停機。

處理措施

機組于2016年6月補加L-TSA(A級) 32渦輪機油，同時進行了相應的產品升級工作。2017年8月跟蹤油品MPC為20.8，油品抗氧化性能相對于使用B級產品有一定的改善，但是仍然未達預計理想值。根據裂解氣機組OEM設備說明書推薦美孚、BP長壽命系列產品，建議升級使用抗氧化性能更好的L-TGSB(M) 32渦輪機油。長城渦輪機油產品對比數據見表1。

啟示

長城TGSB(M)32渦輪機油采用優質加氫基礎油和特選添加劑調和而成，具有極佳的高溫氧化安定性和油泥控制性能，獲得三菱日立MS04-MA-CL002規格認證，可用于軸承環境溫度高至250 ℃的離心壓縮機、燃氣輪機和聯合循環機組的潤滑，適用于軸承溫度較高并對積炭和漆膜值控制要求較高的機組。在石化行業，關鍵機組工況往往非常苛刻，選擇高檔油品，對保證機組的正常運行具有重要意義。

表1 長城渦輪機油產品數據對比

案例三：某石化熱電車間離心機軸瓦入口濾網出現雜質

異常現象

2017年1月，某石化熱電車間離心機組在剛更換新油長城L-TSA(B級)32渦輪機油后15 d，在軸瓦入口濾網處發現黑色雜質，見圖3。

處理措施

機組使用長城L-TSA(B級)32渦輪機油長達6年，于2017年1月更換新油，檢修期間所放出的舊油劣化嚴重，更換新油時未徹底清洗油箱和管線，直接裝填。機組現運行油外觀呈透明淡黃色，元素分析結果表明沒有磨損元素，推測濾網上的軟性黑色物質為油泥。長城L-TSA(B級)32渦輪機油產品在長達6年的使用過程中，油品劣化，產生大量油泥。更換新油時，沉積于油箱底部和管線死角的油泥被帶起進行循環，出現黑色雜質。考慮油箱內部的油泥可對新油產生催化劣化的影響，于2017年4月抽樣檢測在用油，發現機組現運行油外觀不透明，水分＞4%，MPC為33.3，達到換油指標。因此，立即通知車間更換新油，并進行相應L-TSA/LF 32的升級工作。目前機組運行正常。

啟示

石化行業離心機組對渦輪機油質量要求較高，對于長換油周期的機組在選油時盡量選擇質量等級更高的產品。平時機組的維護也需要重視，若不注意油箱和管線的清洗工作，水分的污染和殘留的油泥雜質對油品的劣質起到催化作用，大大縮短了油品的使用壽命，增大了機組人員的工作量，影響機組的正常運行。

案例四：某石化重整車間離心機渦輪機油破乳化不合格

異常現象

2016年12月，某石化重整車間循環氣離心機組反映，使用的長城L-TSA/LF 46渦輪機油破乳化分析結果一直不合格。

處理措施

2臺循環氣離心機組自2015年起使用L-TSA/LF 46渦輪機油，其中2號機組用油破乳化分析結果滿足換油指標要求（低于30 min），而1號機組用油破乳化分析結果大于60 min。機組運行油樣RULER分析表明相對于新油抗氧劑含量達90%，MPC為4.3，初步排除油品受到氧化生成極性物質造成破乳化不合格的可能性。采集機組小透平的蒸汽冷凝水與L-TSA/LF 46渦輪機油新油進行破乳化試驗，試驗結果差別不明顯，排除蒸汽污染造成破乳化不合格的可能性。考慮車間也使用冷凍機油，將冷凍機油DRA46按體積1∶9的比例混入L-TSA/LF 46渦輪機油新油中，發現破乳化性能嚴重變差，60 min內乳化層無法分離。嘗試做了如下方案：

◇在運行油基礎上補加破乳劑，油品破乳化性能達不到換油指標要求；

◇將運行油按體積比例3∶7混入L-TSA/LF 46渦輪機油，抗乳化性能仍達不到換油指標要求，見圖4。

推測機組在更換或補加新油時，現場操作人員誤將冷凍機油DRA46混入機組，造成機組破乳化分析結果不合格。考慮到油品抗氧化性能正常，待觀測到油品乳化后，機組全部更換新油使用，目前機組運行正常。

啟示

石化行業離心機組的維護平時需要重視，冷凍機油和長壽命渦輪機油顏色相近，若不注意加錯油品，會給油液監測指導工作帶來困難，造成不必要的損失，影響機組的正常運行。

結束語

通過如上4個典型案例的經驗總結，對于石化行業離心機機組潤滑維護可分為四個步驟：首先，根據機組工藝情況選擇對應的渦輪機油產品；其次，裝填或大修更換油品時，做好油箱和管線清洗工作；再次，車間使用相關油品做好醒目標識；最后，正常定期跟蹤油品關鍵指標。

圖3 軸瓦入口濾網處的黑色雜質

圖4 油品破乳化試驗情況