汽輪機油劣化后的處理

孟瑞鈞 保其敏 薛曉燕

摘 要：介紹了包頭第一熱廠#8機汽輪機油破乳化不合格的情況，并對原因進行分析，認為油品存在乳化劑是造成乳化的主要原因，通過對乳化油品進行處理并進行混油試驗使油品達到合格。

關鍵詞：油品；乳化；過濾；混油

1、引言

包頭一電廠#8機組于2005年4月27日正式投入運行。機組為DG470/9.71—1型循環流化床鍋爐和CC125-8.83/4.122/0.196汽輪機。鍋爐為單汽包、自然循環、循環流化床燃燒方式，封閉式布置。汽輪機為具有六段抽汽，高壓、單軸、抽汽凝汽式汽輪機，汽輪機本體為兩缸兩排汽汽輪機。汽輪機潤滑系統由油泵、主油箱、潤滑油管道和冷油器組成，主機采用#32汽輪機油。2007年6月，#8機主機汽輪機油油質嚴重惡化，破乳化時間大于70 min有時甚至都無法分離。同時，汽輪機油粘度明顯降低，處于合格標準低限，嚴重威脅機組安全運行。油質劣化數據：

2、汽輪機油乳化的危害

汽輪機油系統的主要作用是向汽輪機發電機軸承提供潤滑油和調節保安系統的壓力油。因此，汽輪機油質量的優劣直接影響著汽輪機的安全可靠性。油品乳化后的危害主要表現在以下幾個方面：

（1）、一種液體只有同時具備適當的粘附性和粘度，才能作為潤滑油，且潤滑油對于磨擦表面的附著力還必須大于潤滑油本身分子間的磨擦力。這樣，兩個磨擦表面在相互滑動時，每一表面上都帶動著一個附著油膜，形成兩個磨擦表面之間的液體磨擦，轉子在高速轉動時，軸頸與軸瓦底部形成壓力很高的油膜，支承轉子重量在軸瓦中滑動。若油質乳化，就使潤滑油的粘附性不好，油對磨擦面的附著力不夠，油膜受到破壞，轉子軸頸就可能和軸承的軸瓦發生干磨擦，使軸瓦燒損，機組強烈振動，甚至毀機。

（2）、汽輪機在運行中，潤滑油需要帶走的熱量主要來自轉子軸頸與軸承滑動磨擦所產生的熱量，高溫蒸汽通過汽輪機轉子上的動葉片等部件傳導到軸頸上的熱量，以及發電機因轉子電流過大發熱和磁鐵發熱經發電機轉子傳遞到軸頸處的熱量。如果汽輪機油乳化，其乳化液沉積于油循環系統中，妨礙油的順暢流動，使供油不足，影響散熱，軸承與軸頸處溫度不能控制在規定值內，易引起軸承燒瓦事故。

（3）、抗乳化度是汽輪機的重要指標，合格油品的抗乳化度≤15 min。汽輪機油乳化，將加速汽輪機油的氧化，使酸值升高，產生較多的氧化沉淀物，從而延長了汽輪機的抗乳化時間，亦即惡化了油的抗乳化性能。

（4）、汽輪機油乳化，將使調節、保安系統中的滑閥等部件銹蝕，造成卡澀，降低了動作的靈敏度，嚴重時，還會引起調節、保安裝置拒動，從而導致機組超速事故的發生。

3、乳化原因分析

汽輪機油乳化一般有三個原因：

（1）、汽輪機油中存在乳化劑。油中乳化劑包括煉制過程殘留的天然乳化物和油質老化時產生的低分子環烷酸皂、膠質等乳化物。

（2）、汽輪機油中存在水分。汽輪機組運行中，由于機組的軸封不嚴、汽封漏汽、潤滑油質量差、軸承箱及油箱真空度達不到等諸多因素，是導致汽輪機油系統中進水的主要原因。同時，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、雜質等也將影響汽輪機油的質量。

（3）、汽輪機油、水、乳化劑，在機組運行時，回到油箱的油受到激烈攪拌，最后形成油水乳化液。

通過對#8機汽輪機油的油質進行分析發現，只有破乳化和粘度不合格，其余項目均在合格范圍內，特別是水分都在合格范圍，因此排除了水分對油品乳化的影響。又通過逐一排除設備可能存在過熱點等隱患后發現破乳化并未有較大改觀，因此也排除了設備對油質乳化的影響。那么，唯一造成油品乳化的原因就是油中存在乳化劑。

4、處理措施

4.1添加破乳化劑

汽輪機油中的乳化劑通常都是表面活性物質，表面活性物質一般都具有極性基團（即親水基團）和非極性基團（即親油基團）。因此，乳化劑均能在油水之間形成堅固的保護膜，使油水交融、難以分離。汽輪機油的乳化往往形成油包水狀的乳化液，這是由于水與界面膜之間的張力大于油與界面膜之間的張力，故水相收縮成水滴均勻地分布在油相中，形成了油包水狀的乳化液。如果在乳化液中加入與乳化劑性能相反的另一類表面活性物質（破乳化劑），能夠使水與界面膜之間的張力變小或者油與界面膜之間的張力變大，最終使水與界面膜之間的張力等于油與界面膜間的張力，這時界面膜破壞，水滴析聚，乳化現象消失。我們通過采用添加T501抗氧化劑和添加T746防銹劑并舉的方法來改善油品乳化現象。控制抗氧化劑的添加量為0.3%，防銹劑的添加量為0.02%。

4.2過濾處理

添加了化學添加劑后，乳化情況有了很大改善，但距離合格要求還有一定差距，為了盡快將油品質量改善，我們還與西安熱工院進行了聯系，希望他們配合進行處理。得到的處理意見是采用他們的QZZ-6汽輪機油再生凈化裝置進行過濾處理，處理后破乳化時間明顯得到改善，達到了合格油質的標準，但運行了四個月后，油質再次出現乳化現象，經雙方會商認為需要進行在線連續過濾處理。因此，我們又投入了QZZ-6汽輪機油在線再生凈化裝置進行在線處理，發現油品破乳化時間有上升趨勢及時投入在線處理。通過在線過濾處理，油品破乳化時間一直保持合格范圍（數據見下表）。

4.3混油處理

由于油品乳化，使得#8機汽輪機油的粘度下降嚴重，已達不到運行要求，為了改善油品粘度，我們還進行了混油處理。通過與#46防銹汽輪機油進行混油實驗，來達到改善油品粘度的目的。

原始油樣參數：

要使混合后油樣的粘度在32mm2/S附近，確定#46防銹汽輪機油和#8機主油箱汽輪機油混合比例為1：4或1：3，分別對混合后的油樣進行了粘度測定：混合比例為1：4時的粘度值為31.55m2/S（40℃），混合比例為1：3時粘度值為32.13 m2/S（40℃），兩者均符合要求。接下來，我們還進行了混油老化試驗，數據如下：

根據GB/T14541-93《電廠運行中汽輪機用礦物質油維護管理導則》中關于不同牌號的油混合后油的粘度應在合格范圍內，老化后油的質量應不低于未混合油中最差的一種油，方可混合使用的原則，混合比列1：4或1：3均滿足要求，但鑒于按1：4混合后產生的油泥量少，推薦采用1：4比例。

4.4效果檢查

經過了上述幾項處理，#8機汽輪機油質有了明顯改善，現將三年內的實驗結果統計如下：

從實驗結果不難看出，油質有了較大程度的改善，完全能夠滿足運行要求，從處理到現在已經連續運行近四年，收到了良好的效果。

5、結語

油質乳化是運行中汽輪機油常出現的問題，通過分析原因、加強油務監督、管理，并采取相應的處理措施，完全可以保證油質的合格率。保證了安全生產的同時，又避免了不必要的浪費，是一條可以借鑒的經驗。

參考文獻

[1] 張宏亮，于萍，羅運柏；乳化汽輪機油的處理[J]；潤滑油；1998年03期.

作者簡介：孟瑞鈞（1975—），男，畢業于南京理工大學，學士學位、工程師，現從事汽輪機檢修管理工作。