某電廠1、2號汽輪機油破乳化時間超標處理

摘 要：某電廠1、2號汽輪機自2006年始汽輪機油破乳化值超過國家規定標準。經分析試驗后，采取旁路過濾以降低雜質與補加破乳化劑聯合處理方法進行處理，處理后破乳化指標得以提高，改善了油質，保障了機組安全穩定運行。

關鍵詞：汽輪機油；破乳化時間；添加劑；聯合處理

1 概述

運行汽輪機油易乳化是汽輪機油系統普遍存在且難以徹底解決的問題。近年，國家提倡企業實現“節能、降耗、減污、增效”，走內涵發展的道路，使企業真正走上合理、高效配置資源的集約型方式。如何運用科學手段來處理裂化中油品，如何應用油品添加劑改善油品的性能，延長其使用壽命，節約資金，將成為油務人員首要解決的問題。

自2006年始，某電廠1、2號汽輪機油破乳化值反復超過當時國標（GB/T 7596-2O00）規定60min的標準。油水分離時間過長，難以保證機組安全運行。在充分濾油降低雜質的基礎上，進行添加劑挑選試驗對比分析后，對1、2號機組汽輪機油進行聯合處理，處理后破乳化指標得以提高，改善了油質，保障了機組安全穩定運行。

2 乳化原因分析

水分、乳化劑的存在和激烈攪拌是產生乳化的主要原因。

運行中汽輪機油系統進水；機組的安裝、運行等環節沒有達到設備清潔度要求，存在污物、雜質等都將促使汽輪機乳化。

汽輪機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，這些物質的分子結構中，一端具有如鏈烴-R親油性的非極性基團，另一端具有一定表面活性的親水性能極性基團，如-OH、-COOH、-SO2OH等。[1]當汽輪機高速旋轉時，油和水充分攪拌呈乳濁液時，這些親水的極性基團有了與水充分親合的機會。當親合力很大時，就會與水牢牢地結合在一起。又因為親油性的非極性基團溶于油中，從而通過這種物質的作用使水和油結合起來。這時水就不能與油分離，即產生乳化現象。

3 添加劑的破乳化性能的機理

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

4 小型試驗

破乳是一個很復雜的問題，它既與原油的組分、性質、乳狀液的類型及穩定因素有關，也與破乳劑的分子結構及性質有關，因此，在工業添加前，需要進行大量的小型試驗以保證添加效果。

調制潤滑油所用的基礎油，因產地不同，在結構性能上都會不同。使用不同添加劑時效果也不同。因此為了找到效果最好的添加劑，分別往1號和2號試油中添加添加劑A、B、C進行相溶性及適應性試驗。由于破乳化劑種類不同，其結構不同，加入到同一汽輪機油樣，不同類型的添加劑對油水界面膜的界面張力降低程度不同，降低越大，其破乳時間越短，破乳化性能越好。對比試驗數據，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試油破乳化時間的影響，進行了大范圍添加劑添加劑量分析。試驗數據顯示在一定范圍內，隨著添加劑含量的增加，試油的破乳化時間都變短，但是當其隨著添加劑含量增加到破乳化劑濃度對試油破乳化時間的影響一定濃度后，破乳化時間反而延長，其油水分層效果也變差。

根據頂替理論和膠溶理論，最可能的是當破乳劑加入到油水乳狀液中以后，它的分子會將瀝青、石蠟等天然表面活性劑物質頂替出來，在油水界面形成一層新的混合界面膜，這層膜的強度較低，因而使整個乳狀液處于不穩定狀態并最終達到破乳的目的。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，當活性劑在溶液中的濃度達到一定值以后，如果其濃度進一步增加，活性劑分子有傾向逃離水中的趨勢，以使整個體系的能量達到最低。此時活性劑分子中的長鏈親油基通過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，乳狀液穩定性開始增強，乳狀液反而變得穩定，即破乳效果下降。

為確保試驗結果能夠應用于現場添加，更進一步探討最佳添加工藝條件，小型試驗按日常監督取樣、試驗方法進行。在一定攪拌時間（30min），參考油品實際運行溫度（35～45℃），考慮不同添加濃度進行添加試驗。小型試驗證實：適量添加添加劑后，能明顯地提高油品的破乳化性能，并對其它理化性能無不良影響，且通過72小時老化試驗后無任何沉淀物析出，可以進行工業添加，并得出最佳添加量，攪拌時間，添加溫度。

5 現場應用

運行中處理劣化油需謹慎操作，需根據現場實際情況制定添加方案，并嚴格按照添加方案進行操作，以保證添加效果。利用機組大修期間，對油采取旁路濾油處理，濾油至油質合格。處理時確保油循環效果，確保油管路系統正常，濾油過程中控制濾油速度，紙濾串在真空濾油機前。

對油量進行核實，計算出最佳添加量。為了使得添加劑添加量更加接近小型試驗值，特用50kg桶進行添加劑的稀釋溶解。將稀釋溶液緩慢加入運行的#1、2機油系統中，循環攪拌，使添加劑與油品混合均勻、充分反應。添加后三小時，進行#1、2機排水，此后，每兩小時取樣，進行油質水分、破乳化試驗。6小時后，兩臺機破乳化試驗合格，進行油質全分析試驗。靜置12小時，對系統排水，并對#1、2機添加劑處理后油質進行取樣。

處理后的1、2號汽輪機油油質檢驗合格，處理前、后油質對比見表1。數據表明：與加入破乳化劑前檢測數據對比，破乳化時間明顯縮短，其他指標均在合格范圍內，與加入試劑前沒有明顯改變。

為確保添加效果， 進行添加后三個月、一年的油質跟蹤檢驗， 結果見表2的數據。

6 結束語

進行聯合處理后，跟蹤油質數據顯示，油品的抗乳化性能明顯提高，對其它理化性能無不良影響，油品的抗氧化能力也得到提高。本次現場添加劑處理以大量小型試驗結果為依據，創造性應用于生產現場，取得了非常好的效果，為劣化油的處理積累了寶貴經驗。

參考文獻

[1]范工業，史昌明，王德玉，豐卜忠.汽輪機油的破乳化處理[J].潤滑與密封2007.5.