大型汽輪發電機組潤滑油系統污染與控制

［摘 要］大型汽輪發電機組潤滑油系統污染是影響機組安全運行的重要因素之一。文章分析了大型汽輪發電機組潤滑油系統污染的來源及危害，提出了潤滑油污染的控制措施，探討了潤滑油污染控制的現狀與發展趨勢，旨在為相關人員提供參考。

［關鍵詞］大型汽輪發電機組；潤滑油系統；污染；控制

［中圖分類號］TM311 ［文獻標志碼］A ［文章編號］2095–6487（2024）09–0052–03

1 概述

大型汽輪發電機組是電力系統的重要組成部分，其安全運行直接關系到電網的安全穩定。潤滑油系統是汽輪發電機組的重要輔助系統，為機組各部件提供潤滑、冷卻、密封、防腐等多種功能：①潤滑油在摩擦表面形成油膜，降低摩擦系數，從而減少機組部件的磨損，確保其正常運行。②潤滑油能夠吸收摩擦產生的熱量，并將熱量帶到散熱器進行散熱，防止機組部件過熱。③潤滑油填充在機組部件的間隙中，起到密封作用，防止潤滑油泄漏。④潤滑油在機組部件表面形成保護膜，防止腐蝕，延長機組的使用壽命。然而，潤滑油一旦受到污染會對汽輪發電機組造成嚴重危害。如潤滑油污染會加速機組部件的磨損和腐蝕，降低機組的運行效率和可靠性。此外，污染的潤滑油還會堵塞油路和過濾器，影響潤滑油的正常循環，增加機組的維護成本。嚴重時甚至會導致機組事故，給生產和運行帶來嚴重影響。因此，加強潤滑油污染控制至關重要，文章對此展開研究。

2 潤滑油污染的來源

2.1 外部污染

外部污染是指來自潤滑油系統外部的污染物對潤滑油造成污染。外部污染的主要來源包括空氣中的灰塵、水分、雜質，以及潤滑油添加劑的降解。空氣中的灰塵、水分、雜質會隨著空氣進入潤滑油系統，潤滑油箱通常配備呼吸器，用于平衡箱內外的壓力，若呼吸器的過濾性能不佳或使用不當，會導致空氣中的灰塵、水分、雜質進入潤滑油箱。機組各部件的油封會因磨損或老化而失效，潤滑油系統的管路連接處密封不嚴，也會導致空氣中的灰塵、水分、雜質進入潤滑油系統。空氣中的灰塵、水分、雜質進入潤滑油系統后，會增加潤滑油的磨蝕性，加速機組部件的磨損，堵塞油路和過濾器，影響潤滑油的正常循環。同時會促進油泥、積碳的生成，增加機組的維護成本。潤滑油添加劑在使用過程中會逐漸降解，生成膠質、沉積物等污染物。這些污染物會積聚在潤滑油系統中，增加潤滑油的粘度，降低潤滑性能，堵塞油路和過濾器，影響潤滑油的正常循環，甚至會腐蝕機組部件，導致機組故障。

2.2 內部污染

內部污染是指來自潤滑油系統內部的污染物，會對潤滑油造成污染，進而影響汽輪發電機組的運行安全。內部污染的主要來源包括金屬磨損顆粒、油泥、積碳及水分。機組部件在運行過程中會因摩擦、腐蝕等作用而產生金屬磨損顆粒。這些顆粒會進入潤滑油系統，增加潤滑油的磨蝕性，加速機組部件的磨損，堵塞油路和過濾器，影響潤滑油的正常循環，劃傷機組部件表面，導致機組故障。潤滑油在高溫高壓條件下會發生氧化分解，生成油泥、積碳。油泥、積碳會積聚在潤滑油系統中，增加潤滑油的粘度，降低潤滑性能，堵塞油路和過濾器，影響潤滑油的正常循環，腐蝕機組部件，導致機組故障。水分會通過以下途徑進入潤滑油系統：呼吸器的過濾性能不佳或使用不當、機組各部件的密封失效，這些都會導致外部環境中的水分進入潤滑油系統。潤滑油系統在低溫環境下運行時，也會導致空氣中的水蒸氣凝結成水，進入潤滑油系統。水分進入潤滑油系統后，會導致潤滑油乳化，降低潤滑性能，促進腐蝕，導致機組部件生銹，影響機組的正常運行。

3 潤滑油污染的控制措施

3.1 潤滑油的選擇

潤滑油的選擇直接影響著汽輪發電機組的運行安全和經濟性。應根據汽輪發電機組的類型、運行條件、環境等因素，綜合考慮以下因素，精心配選合適的潤滑油。

（1）潤滑油基礎油是潤滑油的主要成分，其性能對潤滑油的整體性能起著決定性作用。常見的潤滑油基礎油類型包括3 種，其中礦物油由原油經提煉加工而成，價格低廉，但抗氧化性、抗磨損性和低溫流動性較差；合成油由人工合成，具有優異的抗氧化性、抗磨損性、低溫流動性和剪切穩定性，但價格較高；半合成油由礦物油和合成油按一定比例調和而成，綜合性能優于礦物油，價格低于合成油。對于汽輪發電機組，應優先選擇合成油或半合成油作為基礎油，以滿足其苛刻的運行條件。

（2）潤滑油粘度是衡量潤滑油流動性的一項重要指標，通常以粘度指數和運動粘度等級表示。粘度指數越高，潤滑油的粘溫性越好，在不同溫度下的粘度變化越小。汽輪發電機組的潤滑油粘度等級應根據其運行條件、環境溫度等因素綜合確定。一般來說，對于運行條件較苛刻、環境溫度較高的汽輪發電機組，應選擇粘度指數較高、運動粘度等級較高的潤滑油，以確保其在高溫高壓條件下仍能保持良好的潤滑性能。

（3）潤滑油添加劑可賦予潤滑油一些額外的性能，如抗氧化性、抗磨損性、抗泡沫性、抗腐蝕性等?？寡趸瘎┛裳泳彎櫥偷难趸冑|，減少油泥、積碳的生成?？鼓p劑能夠降低機組部件的磨損，延長使用壽命。抗泡沫劑可以抑制潤滑油的泡沫生成，避免影響潤滑效果?？垢g劑可以保護機組部件免受腐蝕。應根據汽輪發電機組的具體需求選擇合適的潤滑油添加劑。

（4）選擇潤滑油時，應選擇信譽良好的潤滑油品牌，并注意查看潤滑油的生產日期、保質期等信息。在使用前，應對潤滑油進行檢測，確保其符合相關標準要求。選擇潤滑油時，應仔細閱讀機組制造商的使用手冊，了解其對潤滑油性能的要求。不同類型的潤滑油不能混用，以免影響其性能。應定期對潤滑油進行更換，并及時清理潤滑油系統中的雜質。

3.2 潤滑油系統的維護

（1）檢查潤滑油油位，潤滑油油位是反映潤滑油系統狀況的重要指標。應定期檢查潤滑油油位，確保其處于規定范圍內。若油位過低，應及時添加潤滑油，添加潤滑油前進行油泥析出試驗，確保添加新油后不會產生油泥；若油位過高，應排放部分潤滑油。

（2）定期清潔潤滑油箱、油過濾器等部件。潤滑油箱、油過濾器等部件是潤滑油系統的關鍵部件，容易積聚雜質和油泥。應定期對這些部件進行清潔，以保持潤滑油系統的清潔。

（3）檢測潤滑油的質量指標。潤滑油的質量指標會隨著使用時間而發生變化，應定期對潤滑油進行檢測，包括機械雜質含量、水分含量、酸值、粘度、破乳化度、旋轉氧彈等指標。若檢測結果超標，應及時重新采樣進行復測并采取相應的措施，如更換潤滑油、清洗潤滑油系統等。

3.3 潤滑油的凈化

應定期對潤滑油進行凈化，以去除其中的污染物，保持潤滑油的良好性能。利用過濾器可去除潤滑油中的固體污染物，如金屬顆粒、纖維、灰塵等。過濾是應用最廣泛、最經濟的一種潤滑油凈化方法。利用離心機可去除潤滑油中的液體污染物，如水、油泥等。離心凈化的效果比過濾好，但設備體積較大、造價較高。利用磁性分離器可去除潤滑油中的磁性污染物，如鐵屑等。磁性分離適用于含有大量磁性污染物的潤滑油。利用真空蒸餾可去除潤滑油中的輕質餾分和水分，真空蒸餾可有效提高潤滑油的氧化穩定性和低溫流動性，但工藝復雜、能耗高。應根據潤滑油污染的類型、程度及經濟性等因素選擇合適的凈化方法。對于輕微污染的潤滑油，可采用過濾的方法進行凈化。對于污染較重的潤滑油，可采用離心或磁性分離的方法進行凈化。對于需要提高潤滑油氧化穩定性和低溫流動性的潤滑油，可采用真空蒸餾的方法進行凈化。

此外，定期對凈化設備進行維護，確保其正常運行，在凈化過程中做好安全防護，穿戴必要的防護裝備，同時做好凈化記錄，以便追溯凈化情況。

另外，潤滑油凈化系統可安裝在汽輪發電機組的潤滑油系統中，實現在線凈化。在線凈化可有效控制潤滑油污染，延長潤滑油的使用壽命，降低維護成本。

3.4 污染監測與分析

應定期對潤滑油進行監測與分析，以掌握潤滑油污染的狀況，及時發現潛在的污染問題，采取有效的防治措施。其中，機械雜質含量反映潤滑油中固體污染物的含量，機械雜質會加速機組部件的磨損，降低潤滑油的性能。水分含量反映潤滑油中水分的含量，水分會降低潤滑油的潤滑性能，導致機組部件銹蝕。酸值反映潤滑油的酸度，酸值過高會導致潤滑油腐蝕機組部件。粘度反映潤滑油的粘度，粘度變化會影響潤滑油的潤滑性能。破乳化度是衡量油品在遇到水或其他雜質時，能夠抵抗乳化現象的能力，破乳化度越高，油品在接觸水分或其他雜質時，其分散性和乳化能力越強，能更好的保持原有性能，如潤滑性能。潤滑油監測與分析可將潤滑油樣品送至實驗室進行檢測，測定其各項性能指標。實驗室分析是目前最準確、可靠的潤滑油監測與分析方法。

4 潤滑油污染控制的現狀與發展

4.1 潤滑油污染控制技術的發展

隨著汽輪發電機組容量的不斷增大和運行參數的提高，對潤滑油的性能提出了更高的要求。因此，加強潤滑油污染控制技術的研究和應用至關重要。近年來，潤滑油污染控制技術取得了長足的進步，新型潤滑油添加劑的開發，如抗氧化劑、抗磨損劑、抗泡沫劑、抗腐蝕劑等，顯著提高了潤滑油的抗氧化性、抗磨損性、抗泡沫性和抗腐蝕性，有效控制了潤滑油污染。潤滑油凈化技術的不斷涌現，如膜分離技術、納米過濾技術等，提高了潤滑油凈化的效率和精度，可以有效去除潤滑油中的污染物。在線監測技術的應用，能夠實時監測潤滑油的污染狀況，及時發現潛在的污染問題，采取有效的防治措施。

4.2 潤滑油污染控制的現狀

目前，潤滑油污染控制技術在汽輪發電機組中得到了廣泛應用，且取得了一定的效果。但總體而言，潤滑油污染控制水平仍有待進一步提高，例如，潤滑油污染控制技術研究不足，缺乏系統性、綜合性研究。潤滑油污染控制技術應用不夠普及，部分企業缺乏潤滑油污染控制意識。潤滑油污染控制人才隊伍不足，專業技術人員缺乏。

4.3 未來發展趨勢

隨著汽輪發電機組技術的發展和環保要求的提高，潤滑油污染控制技術將開發高效、環保的潤滑油添加劑，研究高精度、高效的潤滑油凈化技術，不斷完善在線監測技術，實現潤滑油污染的智能化監控，加強潤滑油污染控制技術的研究和應用，提高潤滑油污染控制水平。

5 結束語

潤滑油污染會對汽輪發電機組造成嚴重危害，因此必須采取有效措施控制潤滑油污染。而通過文章所提措施可較好地控制潤滑油污染，延長汽輪發電機組的使用壽命，降低維護成本，提高運行效率，保障汽輪發電機組的安全運行。

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