1 000 kW燃?xì)獍l(fā)動(dòng)機(jī)用油分析數(shù)據(jù)解析及建議

中國(guó)石化潤(rùn)滑油有限公司山東銷售分公司

隨著社會(huì)各界環(huán)保觀念的日益增強(qiáng)，原先時(shí)常會(huì)導(dǎo)致井下爆炸事故的瓦斯氣被收集用作燃?xì)獍l(fā)動(dòng)機(jī)的燃料，既解決了瓦斯氣富集帶來的安全隱患，也獲取了電能，創(chuàng)造出可觀的經(jīng)濟(jì)效益，因此煤礦瓦斯氣燃?xì)獍l(fā)電近年發(fā)展迅速；但隨著燃?xì)獍l(fā)動(dòng)機(jī)功率的提升，也導(dǎo)致了缸內(nèi)溫度提升，對(duì)潤(rùn)滑油的要求也更嚴(yán)格，更高的溫度更強(qiáng)的剪切，使得油品容易發(fā)后黏度下降、油泥積炭增多，最終油品快速劣化無法使用。用戶在選購(gòu)油品時(shí)，通常會(huì)選用主機(jī)廠家專用油品，但某些專用油品在某些氣源工況下可能并不是最佳選擇。

重慶某瓦斯電站選用的固定式燃?xì)獍l(fā)電機(jī)組為1 000 kW機(jī)組，選用油品為該機(jī)組某型專用中灰燃?xì)獍l(fā)動(dòng)機(jī)油，該油品在運(yùn)行275 h后，用戶發(fā)現(xiàn)油品呈現(xiàn)發(fā)黑且油泥積炭增多現(xiàn)象，本文就該油品的分析數(shù)據(jù)進(jìn)行解析，并提出用油建議。

油品分析數(shù)據(jù)及解析

兩次油品由客戶自行采樣發(fā)往某機(jī)構(gòu)做分析檢測(cè)，分別就新油及275 h運(yùn)行油進(jìn)行了常規(guī)理化指標(biāo)及ICP元素分析，結(jié)果見表1。

外觀

油品在運(yùn)行過程中，由于油品當(dāng)中所含有的清凈分散劑存在，會(huì)將氣體未完全燃燒產(chǎn)后的碳及油品氧化所產(chǎn)后的氧化物溶解進(jìn)油中，并進(jìn)一步的均勻分散于油中，因此會(huì)造成油品從新油的清澈透明到在用油的不透明甚至發(fā)黑現(xiàn)象。

黏度及黏度指數(shù)

在用油的40 ℃運(yùn)動(dòng)黏度較新油有一定增長(zhǎng)，但在用油的100 ℃運(yùn)動(dòng)黏度較新油下降了0.44 mm2/s，造成黏度指數(shù)下降8。這說明該油品的抗剪切性能一般，機(jī)油的油壓保持性能一般，不能很好地滿足1 000 kW機(jī)組在高負(fù)荷情況下對(duì)油品的使用要求。

酸值

酸值也稱為中和值，是指用來中和1 g油品試樣中所有酸性物質(zhì)所需氫氧化鉀的毫克數(shù)。機(jī)油當(dāng)中的酸性物質(zhì)，在新油當(dāng)中是由于油品當(dāng)中含有添加劑，但在用油的酸值更多地是由于油品被氧化后產(chǎn)后的有機(jī)酸性物質(zhì)所帶來的，表1數(shù)據(jù)表明，酸值增加了3.21 mgKOH/g，在運(yùn)行不到300 h即產(chǎn)后如此高的酸值，說明油品被氧化的幅度較大。

堿值

堿值定義為中和1 g試樣中全部堿性組分所需高氯酸的量，以當(dāng)量氫氧化鉀毫克數(shù)表示，稱為潤(rùn)滑油或添加劑的總堿值。從表1數(shù)據(jù)看，新油堿值為7.6 mgKOH/g，在用油堿值為4.0 mgKOH/g，說明油品當(dāng)中的堿值儲(chǔ)備在抵御新產(chǎn)后的酸性物質(zhì)時(shí)被消耗的較多，消耗幅度為47.3%。這一數(shù)值仍處于可用范圍內(nèi)，需要保持關(guān)注。

水分

新油當(dāng)中的水分來自于后產(chǎn)過程中的引入，在用油的水分是由于燃?xì)獠⒎峭耆稍飼?huì)帶一部分水以及氣體燃燒后產(chǎn)后的水混入油品中，在用油中該數(shù)值處于可用范圍內(nèi)。

氧化值

油品在高溫以及氧氣存在情況下，會(huì)發(fā)后氧化反應(yīng)，氧化值側(cè)面反應(yīng)了油品被氧化的程度，表1數(shù)據(jù)表明，在用油品的氧化值有一定增長(zhǎng)，仍屬于正常使用。

表1 新油及275 h 運(yùn)行油理化分析結(jié)果

硝化值

發(fā)動(dòng)機(jī)油的高溫硝化性能與磨損性能有著密切的關(guān)系，由于硝化使其顏色變深、黏度增加和酸性增大，并析出油泥沉淀物。機(jī)油的抗硝化能力越好，其硝化值數(shù)值增長(zhǎng)會(huì)越慢，反之會(huì)越快。表1數(shù)據(jù)表明，在用油品的硝化值有一定幅度增長(zhǎng)。

鐵、銅

機(jī)油本身不含鐵、銅元素，在用油當(dāng)中的鐵、銅來自于機(jī)械磨損，表1數(shù)據(jù)表明，發(fā)動(dòng)機(jī)磨損很輕微，燃?xì)獍l(fā)電機(jī)處于良好運(yùn)轉(zhuǎn)狀態(tài)。

硼、硅

機(jī)油及發(fā)動(dòng)機(jī)中均不含硼、硅元素，為采樣過程或燃燒氣中的灰塵混入，表1數(shù)據(jù)表明，這兩種元素含量均較低，處于正常水平。

鈣、鎂、磷、鋅

鈣、鎂、磷、鋅這四種元素為添加劑中所含元素，正常情況下在運(yùn)行不到300 h時(shí)，4種元素含量基本不變。但表1數(shù)據(jù)表明，3種元素在在用油中的含量均比新油增加了8.3%左右，鋅元素增加了約10%，亦表明油品當(dāng)中至少8.3%的部分已經(jīng)被氧化為其他物質(zhì)，這些物質(zhì)可能以油泥、積炭等形式存在或被燃燒掉，可以理解為添加劑因?yàn)闄C(jī)油的減少而被濃縮。

油品評(píng)價(jià)

通過黏度指數(shù)推測(cè)，該油品為多級(jí)內(nèi)燃機(jī)油類配方，對(duì)1 000 kW大功率固定式燃?xì)獍l(fā)動(dòng)機(jī)而言，在更高的缸溫、更強(qiáng)的剪切情況下，該油品不能很好地滿足潤(rùn)滑需求，其使用壽命也會(huì)相對(duì)較短。

在不到300 h的時(shí)間內(nèi)，其抗氧化、抗硝化性能即下降明顯，抗氧化值差會(huì)導(dǎo)致油品被氧化為其他物質(zhì)，抗硝化值差下降會(huì)導(dǎo)致較多的油泥產(chǎn)后；通過對(duì)ICP元素的測(cè)量，四種添加劑元素增加幅度為8.3%，表明油品當(dāng)中被氧化掉的部分為8.3%，這部分被氧化、硝化的物質(zhì)以油泥、積炭等形式存在或被燃燒掉，這也與現(xiàn)場(chǎng)觀察到油泥增加的實(shí)際情況相符，油泥的增加是由于油品的氧化、硝化。

用油建議

針對(duì)油品及設(shè)備的情況，提出如下用油建議：

◇對(duì)目前所用油品進(jìn)行持續(xù)數(shù)據(jù)跟蹤，掌握其使用數(shù)據(jù)后從而確定換油時(shí)間。

◇選用其他適用于1 000 kW大功率機(jī)組的固定式燃?xì)獍l(fā)動(dòng)機(jī)油，從而對(duì)機(jī)組有更好的保護(hù)且延長(zhǎng)使用壽命，降低機(jī)油單位發(fā)電量的使用成本。