水電站中壓空壓機(jī)潤滑油乳化現(xiàn)象分析與處理

熊 妍，陳 明

（1.華電福新周寧抽水蓄能有限公司，福建 寧德352100；2. 華電寧德電力開發(fā)有限公司，福建 寧德352100）

0 引言

壓縮空氣系統(tǒng)是水電站的重要輔助設(shè)備之一[1]。周寧電站位于福建省寧德市周寧縣境內(nèi)，是穆陽溪流域梯級(jí)開發(fā)的第二級(jí)電站，安裝有兩臺(tái)容量125 MW、額定水頭400 m 的水輪發(fā)電機(jī)組，多年平均發(fā)電量6.58×109kW·h。電站現(xiàn)裝設(shè)有兩臺(tái)德國J.A.Becker&S?hne 公司生產(chǎn)的SV1101/64 型中壓空壓機(jī)，W 型三缸，最大排氣壓力可達(dá)6.4 MPa；同時(shí)還設(shè)置有一個(gè)容積為4 m3的中壓儲(chǔ)氣罐，為機(jī)組調(diào)速器及主閥的油壓裝置提供中壓氣源，建壓儲(chǔ)能。該電站2 號(hào)中壓空壓機(jī)大修后頻繁發(fā)生曲軸箱潤滑油乳化現(xiàn)象，乳化后的潤滑油油色乳白、油質(zhì)呈冰激凌狀。潤滑油品質(zhì)的下降給空壓機(jī)及電站的安全運(yùn)行帶來了嚴(yán)重的影響。本文對(duì)該現(xiàn)象進(jìn)行了描述，認(rèn)真分析造成該現(xiàn)象的原因，記錄該現(xiàn)象的處理過程。

1 乳化機(jī)理研究

油的乳化是指油在使用一段時(shí)間后，由于油中混入不相溶的液體而形成白色乳濁液的現(xiàn)象。油的乳化需要具備3 個(gè)條件：

（1）具有互不相溶或不完全相溶的2 種液體。

（2）具有乳化劑的存在。

（3）具有形成乳化液的能量，如強(qiáng)烈的攪拌、循環(huán)、流動(dòng)等[2]。

對(duì)于空壓機(jī)來說，曲軸箱潤滑油乳化主要是潤滑油里混入了水分；曲軸箱使用的潤滑油中存在的添加劑，對(duì)潤滑油和水都具有一定的親和能力，是不可避免的乳化劑；空壓機(jī)運(yùn)行時(shí)，在曲軸攪拌作用下潤滑油與水分充分混合，潤滑油溫度上升，油水分界面張力降低，潤滑油和水分就會(huì)離散成許多微粒互相分散入對(duì)方，此時(shí)如果潤滑油和水分中含有親油基和親水基物質(zhì)則會(huì)加速潤滑油乳化[3]。

綜合以上乳化機(jī)理研究，空壓機(jī)曲軸箱潤滑油乳化的3 個(gè)必備條件中，條件（2）和條件（3）是必然存在的，只有條件（1）是可控條件。空壓機(jī)曲軸箱潤滑油乳化最直接的原因是曲軸箱潤滑油中混入了水分，尋找水分來源就成為解決潤滑油乳化的突破口；防止水分進(jìn)入潤滑油中，便可防止?jié)櫥腿榛?/p>

2 乳化原因分析

周寧電站2 號(hào)中壓空壓機(jī)的結(jié)構(gòu)如圖1、圖2所示。空氣經(jīng)進(jìn)氣消聲過濾器進(jìn)入一級(jí)氣缸；一級(jí)氣缸壓縮后的壓縮空氣由一級(jí)冷卻器冷卻進(jìn)入一級(jí)氣缸出口氣水分離器，冷卻后產(chǎn)生的冷凝液由一級(jí)卸載閥經(jīng)排污管泄放排出，壓縮空氣則進(jìn)入二級(jí)氣缸；二級(jí)氣缸壓縮后的壓縮空氣由二級(jí)冷卻器冷卻進(jìn)入二級(jí)氣缸出口氣水分離器，冷卻后產(chǎn)生的冷凝液由二級(jí)卸載閥經(jīng)排污管泄放排出，壓縮空氣則進(jìn)入三級(jí)氣缸；三級(jí)氣缸壓縮后的壓縮空氣由三級(jí)冷卻器冷卻進(jìn)入三級(jí)氣缸出口氣水分離器，冷卻后產(chǎn)生的冷凝液由三級(jí)卸載閥經(jīng)排污管泄放排出，壓縮空氣則經(jīng)過出氣管進(jìn)入中壓儲(chǔ)氣罐。

圖1 周寧電站2 號(hào)空壓機(jī)結(jié)構(gòu)圖a

圖2 周寧電站2 號(hào)空壓機(jī)結(jié)構(gòu)圖b

根據(jù)前文分析，空壓機(jī)曲軸箱潤滑油乳化是液態(tài)水進(jìn)入曲軸箱而導(dǎo)致的，因此，導(dǎo)致空壓機(jī)曲軸箱潤滑油乳化的原因可能有：

（1）排污管堵塞，導(dǎo)致冷卻后產(chǎn)生的冷凝液無法排出。

（2）某級(jí)氣缸出口氣水分離器故障，導(dǎo)致冷卻后產(chǎn)生的冷凝液無法排出。

（3）某級(jí)氣缸出口卸載閥故障，導(dǎo)致冷卻后產(chǎn)生的冷凝液無法排出。

（4）某級(jí)氣缸活塞環(huán)存在問題，導(dǎo)致密封不嚴(yán)實(shí)，壓縮氣體中的水分在氣壓的作用下漏入曲軸箱。

3 乳化現(xiàn)象處理

3.1 電站維護(hù)人員檢查處理

乳化現(xiàn)象的處理采用由簡單到復(fù)雜的排除原則，維護(hù)人員先后對(duì)下列部件進(jìn)行了檢查。

（1）檢查排污管

維護(hù)人員將周寧電站2 號(hào)中壓空壓機(jī)排污管拆卸下來進(jìn)行檢查。經(jīng)過檢查與試驗(yàn)，排污管通暢無堵塞，狀態(tài)正常，說明此次曲軸箱潤滑油乳化不是由于排污管的堵塞造成的。

（2）檢查氣水分離器

周寧電站2 號(hào)中壓空壓機(jī)共有三級(jí)氣水分離器。維護(hù)人員依次將一級(jí)氣水分離器、二級(jí)氣水分離器、三級(jí)氣水分離器拆卸下來進(jìn)行檢查。經(jīng)過檢查、清洗及擦拭，各級(jí)氣水分離器狀態(tài)正常，說明此次曲軸箱潤滑油乳化不是由于某級(jí)氣水分離器的故障造成的。

（3）檢查卸載閥

周寧電站2 號(hào)中壓空壓機(jī)共有三級(jí)卸載閥。維護(hù)人員依次將一級(jí)卸載閥、二級(jí)卸載閥、三級(jí)卸載閥拆卸下來進(jìn)行檢查。經(jīng)過檢查與試驗(yàn)，各級(jí)卸載閥動(dòng)作正常、無卡澀，油壓表指示正常，說明此次曲軸箱潤滑油乳化不是由于某級(jí)卸載閥的故障造成的。

至此，前文分析的可能造成空壓機(jī)曲軸箱潤滑油乳化的4 個(gè)原因中已經(jīng)排除了前3 個(gè)，極有可能是最后一個(gè)原因?qū)е碌那S箱潤滑油乳化。由于檢查各級(jí)氣缸活塞環(huán)需要進(jìn)行空壓機(jī)氣缸解體，要由空壓機(jī)生產(chǎn)廠家的專業(yè)人員進(jìn)行，電站維護(hù)人員第一時(shí)間通知了生產(chǎn)廠家。

3.2 空壓機(jī)生產(chǎn)廠家專業(yè)人員檢查處理

周寧電站2 號(hào)中壓空壓機(jī)活塞及連桿組件示意圖如圖3 所示。經(jīng)空壓機(jī)生產(chǎn)廠家專業(yè)人員的檢查，發(fā)現(xiàn)一級(jí)氣缸中，一級(jí)活塞的第二道活塞環(huán)（圖3 中件5）與第三道活塞環(huán)（圖3 中件6）順序裝反。由于這兩道活塞環(huán)的結(jié)構(gòu)是有略微差異的，裝反后造成活塞環(huán)與一級(jí)氣缸壁密封不嚴(yán)，壓縮氣體中的水分在氣壓的作用下透過密封間隙進(jìn)入曲軸箱與潤滑油混雜，導(dǎo)致潤滑油出現(xiàn)乳化。

活塞環(huán)順序裝反，極有可能是在上一次大修中，由于空壓機(jī)生產(chǎn)廠家技術(shù)人員的粗心大意而造成的失誤。將兩道活塞環(huán)的順序?qū)φ{(diào)回來，換入新的潤滑油，經(jīng)過一段時(shí)間的觀察，2 號(hào)中壓空壓機(jī)運(yùn)行正常，潤滑油油色、油質(zhì)正常，乳化現(xiàn)象排除。

圖3 周寧電站2 號(hào)中壓空壓機(jī)活塞及連桿組件示意圖

4 結(jié)語

本文對(duì)周寧電站2 號(hào)中壓空壓機(jī)曲軸箱潤滑油乳化現(xiàn)象進(jìn)行了描述，認(rèn)真分析造成該現(xiàn)象的原因，記錄該現(xiàn)象的處理過程，為今后處理類似問題積累了經(jīng)驗(yàn)，對(duì)其他空壓機(jī)曲軸箱潤滑油乳化現(xiàn)象的分析和處理具有一定的借鑒。