降低機組軸承透平油破乳化度值的方法分析及應用

摘要：為了找到快速便捷、耗能最小的機組透平油破乳化度值超標的解決方法，借用QC技術攻關的方法，制定相應解決措施，通過對這一系列措施進行效益比對，最終選擇最便捷有效的辦法。另外，對提出的解決辦法——購買新的可降低破乳化度值的多功能濾油機的應用效果進行研究，說明了QC方法論的有效性。

關鍵詞：水電廠;透平油;破乳化度值

0 ? ?引言

透平油學名為46號渦輪機油，在水電廠中被廣泛使用，發揮著重要的作用[1]。其主要使用部位為水輪發電機組的導軸承——上導軸承、下導軸承、水導軸承和推力軸承。

導軸承中的透平油起著潤滑、冷卻、散熱的作用，推力軸承中的潤滑油，一方面對推力軸承起著潤滑、冷卻、散熱的作用;另一方面，在機組檢修后啟動前在推力瓦和鏡板之間形成油膜，防止推力瓦和鏡板干摩擦，造成損壞，影響正常運行[2]。所以，透平油品質的好壞直接影響了它作用揮發的效果。水電廠對透平油的品質主要通過顏色、顆粒度、含水量、酸值、運動粘度、破乳化度等幾個指標進行評判[3]。

1 ? ?透平油發生變質

1.1 ? ?設備現場透平油的變質現象

2018年，巖灘水電廠發現機組的軸承油槽油溫相較于前些年有明顯的上升趨勢。

2019年，公司專管過濾機組軸承透平油的工作人員發現，經過過濾后的透平油顏色不夠透亮，運行后的透平油容易產生泡沫、發白。

1.2 ? ?化驗透平油進行油質分析

2020年1月，為找到軸承油槽油溫上升和運行后的透平油容易產生泡沫、發白的原因，公司對機組的軸承部件分別進行透平油取樣，送廣西桂能公司化驗，得到的結果如表1所示。

由分析得到的數據可知，軸承透平油常見的指標都符合行業標準，唯獨破乳化度值超過國家標準要求的（54 ℃）≤30 min，而軸承透平油破乳化度值是平常容易忽略的一個檢測指標。所以，得出軸承油溫升高的原因是機組透平油的破乳化度值超標[4]。

2 ? ?透平油破乳化值升高的原因分析

2.1 ? ?魚骨圖發散式分析原因

為了找出公司機組透平油破乳化度值超標的原因，采用魚骨圖的方式進行分析，如圖1所示。

2.2 ? ?透平油破乳化度值超標的原因

對找出的14個末端原因一一進行現場實際情況的對照、查證，看是否與透平油的破乳化度值超標有關，得出如表2所示結論。

即透平油破乳化度值超標的原因有5個：

（1）濾油時真空濾油機加熱溫度過高;

（2）在用透平油使用時間過長，老化嚴重;

（3）透平油的運行環境溫度過高;

（4）板框式壓力濾油機濾油效果無法降低破乳化度值;

（5）真空濾油機濾油效果無法降低破乳化度值。

3 ? ?降低透平油破乳化度值的方法

3.1 ? ?制定相應的解決辦法

針對找出的5個原因，采取不同的方法進行解決：

措施一：調低真空濾油機的加熱溫度;

措施二：購買新的透平油代替老化嚴重的透平油;

措施三：降低透平油的運行環境溫度;

措施四：為解決本廠現有的板框式壓力濾油機和真空濾油機的濾油效果無法降低透平油破乳化度值的問題，購買一臺具有破乳化功能的多功能濾油機，濾油機價格大概為20萬元。

3.2 ? ?論證解決辦法的可行性

（1）機組檢修期間，濾油時，真空濾油機的加熱器溫度一般設置在45 ℃左右，為了查看對比效果，將濾油溫度設置為30 ℃。結果發現，同等劣質的2桶100 L透平油，加熱器溫度為45 ℃，過濾到透平油各項指標達標需要7天時間，而加熱器溫度為30 ℃，過濾到透平油各項指標達標需要18天時間，消耗的人力和時間增加超過一倍，對我廠消耗太大。

（2）目前我廠全部庫存透平油為1 000個油桶量，每桶市場價為2 500元，若置換全部1 000桶透平油需要250萬元，費用太高。

（3）透平油的運行環境溫度是大軸和軸瓦之間的滑動摩擦所致，油槽的溫度高低依賴于機組檢修后軸線調整的質量和軸瓦間隙調整的質量，而每年的檢修，檢修質量都嚴格按照行業和本廠的標準進行驗收，每年軸線質量和軸瓦間隙數量都在合格范圍內，因此油槽的常年運行溫度差別不大[5]。而造成透平油破乳化度值超標的原因是油槽本身的溫度環境，這不可避免，不能改變。

（4）為了驗證多功能濾油機的效果和可行性，筆者在購買前到工廠使用多功能濾油機進行濾油查驗效果。

為得到鮮明的濾油效果，筆者同時也對板框式壓力濾油機和真空濾油機進行濾油實驗并對比結果。

濾油方式：時長30天，每周取樣化驗，記錄各項指標。

過濾前的透平油原始指標如表3所示。

板框式壓力濾油機過濾后的效果如表4所示。

真空濾油機過濾后的效果如表5所示。

由表4、表5的數據可知，經過板框式壓力濾油機和真空濾油機過濾后，透平油的顆粒雜質、酸值、水分、運動粘度指標越來越好，但透平油的破乳化度值并沒有絲毫改善。

多功能濾油機過濾后的效果如表6所示。

通過對比表4、表5和表6可知，與使用板框式壓力濾油機和真空濾油機過濾結果相比，新的多功能濾油機不僅能高效過濾透平油中的顆粒雜質、酸值、水分、運動粘度，而且可以顯著改善透平油中的破乳化度值，使過濾后的透平油破乳化度值符合《電廠運行中汽輪機油質量》（GB/T 7596—2008）的破乳化度≤30 min的要求[4]。

4 ? ?多功能濾油機能有效解決問題

經過時間、人力、費用的成本核算，購買新的多功能濾油機比降低真空濾油機過濾溫度節省人力、時間（破乳化度濾油機的過濾溫度設置為30 ℃），比購買新的透平油節約費用、物力，并且同時解決了板框式壓力濾油機和真空濾油機不能降低透平油破乳化度值的問題。多功能濾油機不僅僅是對透平油進行簡單的過濾，而是加入珍珠巖粉和白土與老化的透平油進行化學反應，讓老化的透平油獲得新生，從而使機組軸承透平油符合新油標準，發揮透平油潤滑、冷卻的最佳效果。因此，購買新的多功能濾油機有效解決了我廠透平油破乳化度值超標的問題。

5 ? ?多功能濾油機的使用效果

我廠2016年購入具有破乳化度功能的濾油機至今，累計過濾機組軸承透平油1 920 m3、庫存透平油250 m3，高效優化了我廠在用透平油以及庫存透平油的品質，不僅為我廠節省了更換廢油近300萬元的費用，取得了較高的經濟效益，而且使我廠的機組軸承油槽油溫的降低得到了立竿見影的效果，保證了機組安全穩定運行，取得了優良的安全效益[5]。

6 ? ?結語

經過對降低機組透平油破乳化度值的分析，最后的結論是購買一臺新型多功能濾油機，看似簡單容易，但如果不進行原因的分析、方法的比較、效果的驗證，沒有一個分析的過程，只是憑借經驗來解決問題，或者隨便買幾百桶新油，或者一直使用現有的濾油機進行過濾，都不能夠有效地解決問題。科學的方法論，能讓我們對設備有更本質的了解，進行更全面的分析，減少了不必要的時間、人力、財力消耗，快速而有效地找到對癥的解決辦法，一次性解決問題。

[參考文獻]

[1] 袁蕊，田子勤.水輪機檢修[M].北京：中國電力出版社，2002.

[2] 陳秀芝.水輪發電機機械檢修[M].北京：中國電力出版社，2002.

[3] L-TSA汽輪機油：GB 11120—1989[S].

[4] 電廠運行中汽輪機油質量：GB/T 7596—2008[S].

[5] 江曉林，陸明，賓斌.大型水輪發電機組推力軸承結構型式及特點[J].水電與新能源，2014（7）：33-36

收稿日期：2020-07-29

作者簡介：黎娜（1988—），女，廣西百色人，助理工程師，水輪發電機組檢修高級工，主要從事水輪發電機組檢修維護工作。