汽轮机油劣化后的处理

孟瑞钧 保其敏 薛晓燕

摘 要：介绍了包头第一热厂#8机汽轮机油破乳化不合格的情况，并对原因进行分析，认为油品存在乳化剂是造成乳化的主要原因，通过对乳化油品进行处理并进行混油试验使油品达到合格。

关键词：油品；乳化；过滤；混油

1、引言

包头一电厂#8机组于2005年4月27日正式投入运行。机组为DG470/9.71—1型循环流化床锅炉和CC125-8.83/4.122/0.196汽轮机。锅炉为单汽包、自然循环、循环流化床燃烧方式，封闭式布置。汽轮机为具有六段抽汽，高压、单轴、抽汽凝汽式汽轮机，汽轮机本体为两缸两排汽汽轮机。汽轮机润滑系统由油泵、主油箱、润滑油管道和冷油器组成，主机采用#32汽轮机油。2007年6月，#8机主机汽轮机油油质严重恶化，破乳化时间大于70 min有时甚至都无法分离。同时，汽轮机油粘度明显降低，处于合格标准低限，严重威胁机组安全运行。油质劣化数据：

2、汽轮机油乳化的危害

汽轮机油系统的主要作用是向汽轮机发电机轴承提供润滑油和调节保安系统的压力油。因此，汽轮机油质量的优劣直接影响着汽轮机的安全可靠性。油品乳化后的危害主要表现在以下几个方面：

（1）、一种液体只有同时具备适当的粘附性和粘度，才能作为润滑油，且润滑油对于磨擦表面的附着力还必须大于润滑油本身分子间的磨擦力。这样，两个磨擦表面在相互滑动时，每一表面上都带动着一个附着油膜，形成两个磨擦表面之间的液体磨擦，转子在高速转动时，轴颈与轴瓦底部形成压力很高的油膜，支承转子重量在轴瓦中滑动。若油质乳化，就使润滑油的粘附性不好，油对磨擦面的附着力不够，油膜受到破坏，转子轴颈就可能和轴承的轴瓦发生干磨擦，使轴瓦烧损，机组强烈振动，甚至毁机。

（2）、汽轮机在运行中，润滑油需要带走的热量主要来自转子轴颈与轴承滑动磨擦所产生的热量，高温蒸汽通过汽轮机转子上的动叶片等部件传导到轴颈上的热量，以及发电机因转子电流过大发热和磁铁发热经发电机转子传递到轴颈处的热量。如果汽轮机油乳化，其乳化液沉积于油循环系统中，妨碍油的顺畅流动，使供油不足，影响散热，轴承与轴颈处温度不能控制在规定值内，易引起轴承烧瓦事故。

（3）、抗乳化度是汽轮机的重要指标，合格油品的抗乳化度≤15 min。汽轮机油乳化，将加速汽轮机油的氧化，使酸值升高，产生较多的氧化沉淀物，从而延长了汽轮机的抗乳化时间，亦即恶化了油的抗乳化性能。

（4）、汽轮机油乳化，将使调节、保安系统中的滑阀等部件锈蚀，造成卡涩，降低了动作的灵敏度，严重时，还会引起调节、保安装置拒动，从而导致机组超速事故的发生。

3、乳化原因分析

汽轮机油乳化一般有三个原因：

（1）、汽轮机油中存在乳化剂。油中乳化剂包括炼制过程残留的天然乳化物和油质老化时产生的低分子环烷酸皂、胶质等乳化物。

（2）、汽轮机油中存在水分。汽轮机组运行中，由于机组的轴封不严、汽封漏汽、润滑油质量差、轴承箱及油箱真空度达不到等诸多因素，是导致汽轮机油系统中进水的主要原因。同时，机组的安装、运行等环节没有达到设备清洁度要求，存在污物、杂质等也将影响汽轮机油的质量。

（3）、汽轮机油、水、乳化剂，在机组运行时，回到油箱的油受到激烈搅拌，最后形成油水乳化液。

通过对#8机汽轮机油的油质进行分析发现，只有破乳化和粘度不合格，其余项目均在合格范围内，特别是水分都在合格范围，因此排除了水分对油品乳化的影响。又通过逐一排除设备可能存在过热点等隐患后发现破乳化并未有较大改观，因此也排除了设备对油质乳化的影响。那么，唯一造成油品乳化的原因就是油中存在乳化剂。

4、处理措施

4.1添加破乳化剂

汽轮机油中的乳化剂通常都是表面活性物质，表面活性物质一般都具有极性基团（即亲水基团）和非极性基团（即亲油基团）。因此，乳化剂均能在油水之间形成坚固的保护膜，使油水交融、难以分离。汽轮机油的乳化往往形成油包水状的乳化液，这是由于水与界面膜之间的张力大于油与界面膜之间的张力，故水相收缩成水滴均匀地分布在油相中，形成了油包水状的乳化液。如果在乳化液中加入与乳化剂性能相反的另一类表面活性物质（破乳化剂），能够使水与界面膜之间的张力变小或者油与界面膜之间的张力变大，最终使水与界面膜之间的张力等于油与界面膜间的张力，这时界面膜破坏，水滴析聚，乳化现象消失。我们通过采用添加T501抗氧化剂和添加T746防锈剂并举的方法来改善油品乳化现象。控制抗氧化剂的添加量为0.3%，防锈剂的添加量为0.02%。

4.2过滤处理

添加了化学添加剂后，乳化情况有了很大改善，但距离合格要求还有一定差距，为了尽快将油品质量改善，我们还与西安热工院进行了联系，希望他们配合进行处理。得到的处理意见是采用他们的QZZ-6汽轮机油再生净化装置进行过滤处理，处理后破乳化时间明显得到改善，达到了合格油质的标准，但运行了四个月后，油质再次出现乳化现象，经双方会商认为需要进行在线连续过滤处理。因此，我们又投入了QZZ-6汽轮机油在线再生净化装置进行在线处理，发现油品破乳化时间有上升趋势及时投入在线处理。通过在线过滤处理，油品破乳化时间一直保持合格范围（数据见下表）。

4.3混油处理

由于油品乳化，使得#8机汽轮机油的粘度下降严重，已达不到运行要求，为了改善油品粘度，我们还进行了混油处理。通過与#46防锈汽轮机油进行混油实验，来达到改善油品粘度的目的。

原始油样参数：

要使混合后油样的粘度在32mm2/S附近，确定#46防锈汽轮机油和#8机主油箱汽轮机油混合比例为1：4或1：3，分别对混合后的油样进行了粘度测定：混合比例为1：4时的粘度值为31.55m2/S（40℃），混合比例为1：3时粘度值为32.13 m2/S（40℃），两者均符合要求。接下来，我们还进行了混油老化试验，数据如下：

根据GB/T14541-93《电厂运行中汽轮机用矿物质油维护管理导则》中关于不同牌号的油混合后油的粘度应在合格范围内，老化后油的质量应不低于未混合油中最差的一种油，方可混合使用的原则，混合比列1：4或1：3均满足要求，但鉴于按1：4混合后产生的油泥量少，推荐采用1：4比例。

4.4效果检查

经过了上述几项处理，#8机汽轮机油质有了明显改善，现将三年内的实验结果统计如下：

从实验结果不难看出，油质有了较大程度的改善，完全能够满足运行要求，从处理到现在已经连续运行近四年，收到了良好的效果。

5、结语

油质乳化是运行中汽轮机油常出现的问题，通过分析原因、加强油务监督、管理，并采取相应的处理措施，完全可以保证油质的合格率。保证了安全生产的同时，又避免了不必要的浪费，是一条可以借鉴的经验。

参考文献

[1] 张宏亮，于萍，罗运柏；乳化汽轮机油的处理[J]；润滑油；1998年03期.

作者简介：孟瑞钧（1975—），男，毕业于南京理工大学，学士学位、工程师，现从事汽轮机检修管理工作。