某電廠1、2號(hào)汽輪機(jī)油破乳化時(shí)間超標(biāo)處理

摘 要：某電廠1、2號(hào)汽輪機(jī)自2006年始汽輪機(jī)油破乳化值超過(guò)國(guó)家規(guī)定標(biāo)準(zhǔn)。經(jīng)分析試驗(yàn)后，采取旁路過(guò)濾以降低雜質(zhì)與補(bǔ)加破乳化劑聯(lián)合處理方法進(jìn)行處理，處理后破乳化指標(biāo)得以提高，改善了油質(zhì)，保障了機(jī)組安全穩(wěn)定運(yùn)行。

關(guān)鍵詞：汽輪機(jī)油；破乳化時(shí)間；添加劑；聯(lián)合處理

1 概述

運(yùn)行汽輪機(jī)油易乳化是汽輪機(jī)油系統(tǒng)普遍存在且難以徹底解決的問(wèn)題。近年，國(guó)家提倡企業(yè)實(shí)現(xiàn)“節(jié)能、降耗、減污、增效”，走內(nèi)涵發(fā)展的道路，使企業(yè)真正走上合理、高效配置資源的集約型方式。如何運(yùn)用科學(xué)手段來(lái)處理裂化中油品，如何應(yīng)用油品添加劑改善油品的性能，延長(zhǎng)其使用壽命，節(jié)約資金，將成為油務(wù)人員首要解決的問(wèn)題。

自2006年始，某電廠1、2號(hào)汽輪機(jī)油破乳化值反復(fù)超過(guò)當(dāng)時(shí)國(guó)標(biāo)（GB/T 7596-2O00）規(guī)定60min的標(biāo)準(zhǔn)。油水分離時(shí)間過(guò)長(zhǎng)，難以保證機(jī)組安全運(yùn)行。在充分濾油降低雜質(zhì)的基礎(chǔ)上，進(jìn)行添加劑挑選試驗(yàn)對(duì)比分析后，對(duì)1、2號(hào)機(jī)組汽輪機(jī)油進(jìn)行聯(lián)合處理，處理后破乳化指標(biāo)得以提高，改善了油質(zhì)，保障了機(jī)組安全穩(wěn)定運(yùn)行。

2 乳化原因分析

水分、乳化劑的存在和激烈攪拌是產(chǎn)生乳化的主要原因。

運(yùn)行中汽輪機(jī)油系統(tǒng)進(jìn)水；機(jī)組的安裝、運(yùn)行等環(huán)節(jié)沒(méi)有達(dá)到設(shè)備清潔度要求，存在污物、雜質(zhì)等都將促使汽輪機(jī)乳化。

汽輪機(jī)油中添加的抗氧劑和防銹劑大都具有一定表面活性的化合物或混合物，這些物質(zhì)的分子結(jié)構(gòu)中，一端具有如鏈烴-R親油性的非極性基團(tuán)，另一端具有一定表面活性的親水性能極性基團(tuán)，如-OH、-COOH、-SO2OH等。[1]當(dāng)汽輪機(jī)高速旋轉(zhuǎn)時(shí)，油和水充分?jǐn)嚢璩嗜闈嵋簳r(shí)，這些親水的極性基團(tuán)有了與水充分親合的機(jī)會(huì)。當(dāng)親合力很大時(shí)，就會(huì)與水牢牢地結(jié)合在一起。又因?yàn)橛H油性的非極性基團(tuán)溶于油中，從而通過(guò)這種物質(zhì)的作用使水和油結(jié)合起來(lái)。這時(shí)水就不能與油分離，即產(chǎn)生乳化現(xiàn)象。

3 添加劑的破乳化性能的機(jī)理

在乳化汽輪機(jī)油中，通過(guò)加入與形成乳化汽輪機(jī)油類型（W/O型）相反的表面活性物質(zhì)（添加劑），替代已富集在油水界面膜上的表面活性物質(zhì)（乳化劑），使界面膜被破壞，將膜內(nèi)包裹的水釋出，水滴相互凝結(jié)沉降到底部，使油水分離達(dá)到破乳目的。

4 小型試驗(yàn)

破乳是一個(gè)很復(fù)雜的問(wèn)題，它既與原油的組分、性質(zhì)、乳狀液的類型及穩(wěn)定因素有關(guān)，也與破乳劑的分子結(jié)構(gòu)及性質(zhì)有關(guān)，因此，在工業(yè)添加前，需要進(jìn)行大量的小型試驗(yàn)以保證添加效果。

調(diào)制潤(rùn)滑油所用的基礎(chǔ)油，因產(chǎn)地不同，在結(jié)構(gòu)性能上都會(huì)不同。使用不同添加劑時(shí)效果也不同。因此為了找到效果最好的添加劑，分別往1號(hào)和2號(hào)試油中添加添加劑A、B、C進(jìn)行相溶性及適應(yīng)性試驗(yàn)。由于破乳化劑種類不同，其結(jié)構(gòu)不同，加入到同一汽輪機(jī)油樣，不同類型的添加劑對(duì)油水界面膜的界面張力降低程度不同，降低越大，其破乳時(shí)間越短，破乳化性能越好。對(duì)比試驗(yàn)數(shù)據(jù)，綜合考慮后，選用C作為本次處理添加劑。

考慮到添加劑用量對(duì)試油破乳化時(shí)間的影響，進(jìn)行了大范圍添加劑添加劑量分析。試驗(yàn)數(shù)據(jù)顯示在一定范圍內(nèi)，隨著添加劑含量的增加，試油的破乳化時(shí)間都變短，但是當(dāng)其隨著添加劑含量增加到破乳化劑濃度對(duì)試油破乳化時(shí)間的影響一定濃度后，破乳化時(shí)間反而延長(zhǎng)，其油水分層效果也變差。

根據(jù)頂替理論和膠溶理論，最可能的是當(dāng)破乳劑加入到油水乳狀液中以后，它的分子會(huì)將瀝青、石蠟等天然表面活性劑物質(zhì)頂替出來(lái)，在油水界面形成一層新的混合界面膜，這層膜的強(qiáng)度較低，因而使整個(gè)乳狀液處于不穩(wěn)定狀態(tài)并最終達(dá)到破乳的目的。破乳劑在溶液中的濃度越高，則被替換出的天然表面活性劑分子越多，界面張力下降越大，破乳效果越好，乳狀液越不容易形成。但是，當(dāng)活性劑在溶液中的濃度達(dá)到一定值以后，如果其濃度進(jìn)一步增加，活性劑分子有傾向逃離水中的趨勢(shì)，以使整個(gè)體系的能量達(dá)到最低。此時(shí)活性劑分子中的長(zhǎng)鏈親油基通過(guò)分子間相互作用力締合在一起形成膠束，而膠束的存在增加了活性劑在油中的溶解度，從而破壞了油水界面的混合界面膜，因此溶液界面張力又重新增加，乳狀液穩(wěn)定性開(kāi)始增強(qiáng)，乳狀液反而變得穩(wěn)定，即破乳效果下降。

為確保試驗(yàn)結(jié)果能夠應(yīng)用于現(xiàn)場(chǎng)添加，更進(jìn)一步探討最佳添加工藝條件，小型試驗(yàn)按日常監(jiān)督取樣、試驗(yàn)方法進(jìn)行。在一定攪拌時(shí)間（30min），參考油品實(shí)際運(yùn)行溫度（35～45℃），考慮不同添加濃度進(jìn)行添加試驗(yàn)。小型試驗(yàn)證實(shí)：適量添加添加劑后，能明顯地提高油品的破乳化性能，并對(duì)其它理化性能無(wú)不良影響，且通過(guò)72小時(shí)老化試驗(yàn)后無(wú)任何沉淀物析出，可以進(jìn)行工業(yè)添加，并得出最佳添加量，攪拌時(shí)間，添加溫度。

5 現(xiàn)場(chǎng)應(yīng)用

運(yùn)行中處理劣化油需謹(jǐn)慎操作，需根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際情況制定添加方案，并嚴(yán)格按照添加方案進(jìn)行操作，以保證添加效果。利用機(jī)組大修期間，對(duì)油采取旁路濾油處理，濾油至油質(zhì)合格。處理時(shí)確保油循環(huán)效果，確保油管路系統(tǒng)正常，濾油過(guò)程中控制濾油速度，紙濾串在真空濾油機(jī)前。

對(duì)油量進(jìn)行核實(shí)，計(jì)算出最佳添加量。為了使得添加劑添加量更加接近小型試驗(yàn)值，特用50kg桶進(jìn)行添加劑的稀釋溶解。將稀釋溶液緩慢加入運(yùn)行的#1、2機(jī)油系統(tǒng)中，循環(huán)攪拌，使添加劑與油品混合均勻、充分反應(yīng)。添加后三小時(shí)，進(jìn)行#1、2機(jī)排水，此后，每?jī)尚r(shí)取樣，進(jìn)行油質(zhì)水分、破乳化試驗(yàn)。6小時(shí)后，兩臺(tái)機(jī)破乳化試驗(yàn)合格，進(jìn)行油質(zhì)全分析試驗(yàn)。靜置12小時(shí)，對(duì)系統(tǒng)排水，并對(duì)#1、2機(jī)添加劑處理后油質(zhì)進(jìn)行取樣。

處理后的1、2號(hào)汽輪機(jī)油油質(zhì)檢驗(yàn)合格，處理前、后油質(zhì)對(duì)比見(jiàn)表1。數(shù)據(jù)表明：與加入破乳化劑前檢測(cè)數(shù)據(jù)對(duì)比，破乳化時(shí)間明顯縮短，其他指標(biāo)均在合格范圍內(nèi)，與加入試劑前沒(méi)有明顯改變。

為確保添加效果， 進(jìn)行添加后三個(gè)月、一年的油質(zhì)跟蹤檢驗(yàn)， 結(jié)果見(jiàn)表2的數(shù)據(jù)。

6 結(jié)束語(yǔ)

進(jìn)行聯(lián)合處理后，跟蹤油質(zhì)數(shù)據(jù)顯示，油品的抗乳化性能明顯提高，對(duì)其它理化性能無(wú)不良影響，油品的抗氧化能力也得到提高。本次現(xiàn)場(chǎng)添加劑處理以大量小型試驗(yàn)結(jié)果為依據(jù)，創(chuàng)造性應(yīng)用于生產(chǎn)現(xiàn)場(chǎng)，取得了非常好的效果，為劣化油的處理積累了寶貴經(jīng)驗(yàn)。

參考文獻(xiàn)

[1]范工業(yè)，史昌明，王德玉，豐卜忠.汽輪機(jī)油的破乳化處理[J].潤(rùn)滑與密封2007.5.