大型汽轮发电机组润滑油系统污染与控制

［摘 要］大型汽轮发电机组润滑油系统污染是影响机组安全运行的重要因素之一。文章分析了大型汽轮发电机组润滑油系统污染的来源及危害，提出了润滑油污染的控制措施，探讨了润滑油污染控制的现状与发展趋势，旨在为相关人员提供参考。

［关键词］大型汽轮发电机组；润滑油系统；污染；控制

［中图分类号］TM311 ［文献标志码］A ［文章编号］2095–6487（2024）09–0052–03

1 概述

大型汽轮发电机组是电力系统的重要组成部分，其安全运行直接关系到电网的安全稳定。润滑油系统是汽轮发电机组的重要辅助系统，为机组各部件提供润滑、冷却、密封、防腐等多种功能：①润滑油在摩擦表面形成油膜，降低摩擦系数，从而减少机组部件的磨损，确保其正常运行。②润滑油能够吸收摩擦产生的热量，并将热量带到散热器进行散热，防止机组部件过热。③润滑油填充在机组部件的间隙中，起到密封作用，防止润滑油泄漏。④润滑油在机组部件表面形成保护膜，防止腐蚀，延长机组的使用寿命。然而，润滑油一旦受到污染会对汽轮发电机组造成严重危害。如润滑油污染会加速机组部件的磨损和腐蚀，降低机组的运行效率和可靠性。此外，污染的润滑油还会堵塞油路和过滤器，影响润滑油的正常循环，增加机组的维护成本。严重时甚至会导致机组事故，给生产和运行带来严重影响。因此，加强润滑油污染控制至关重要，文章对此展开研究。

2 润滑油污染的来源

2.1 外部污染

外部污染是指来自润滑油系统外部的污染物对润滑油造成污染。外部污染的主要来源包括空气中的灰尘、水分、杂质，以及润滑油添加剂的降解。空气中的灰尘、水分、杂质会随着空气进入润滑油系统，润滑油箱通常配备呼吸器，用于平衡箱内外的压力，若呼吸器的过滤性能不佳或使用不当，会导致空气中的灰尘、水分、杂质进入润滑油箱。机组各部件的油封会因磨损或老化而失效，润滑油系统的管路连接处密封不严，也会导致空气中的灰尘、水分、杂质进入润滑油系统。空气中的灰尘、水分、杂质进入润滑油系统后，会增加润滑油的磨蚀性，加速机组部件的磨损，堵塞油路和过滤器，影响润滑油的正常循环。同时会促进油泥、积碳的生成，增加机组的维护成本。润滑油添加剂在使用过程中会逐渐降解，生成胶质、沉积物等污染物。这些污染物会积聚在润滑油系统中，增加润滑油的粘度，降低润滑性能，堵塞油路和过滤器，影响润滑油的正常循环，甚至会腐蚀机组部件，导致机组故障。

2.2 内部污染

内部污染是指来自润滑油系统内部的污染物，会对润滑油造成污染，进而影响汽轮发电机组的运行安全。内部污染的主要来源包括金属磨损颗粒、油泥、积碳及水分。机组部件在运行过程中会因摩擦、腐蚀等作用而产生金属磨损颗粒。这些颗粒会进入润滑油系统，增加润滑油的磨蚀性，加速机组部件的磨损，堵塞油路和过滤器，影响润滑油的正常循环，划伤机组部件表面，导致机组故障。润滑油在高温高压条件下会发生氧化分解，生成油泥、积碳。油泥、积碳会积聚在润滑油系统中，增加润滑油的粘度，降低润滑性能，堵塞油路和过滤器，影响润滑油的正常循环，腐蚀机组部件，导致机组故障。水分会通过以下途径进入润滑油系统：呼吸器的过滤性能不佳或使用不当、机组各部件的密封失效，这些都会导致外部环境中的水分进入润滑油系统。润滑油系统在低温环境下运行时，也会导致空气中的水蒸气凝结成水，进入润滑油系统。水分进入润滑油系统后，会导致润滑油乳化，降低润滑性能，促进腐蚀，导致机组部件生锈，影响机组的正常运行。

3 润滑油污染的控制措施

3.1 润滑油的选择

润滑油的选择直接影响着汽轮发电机组的运行安全和经济性。应根据汽轮发电机组的类型、运行条件、环境等因素，综合考虑以下因素，精心配选合适的润滑油。

（1）润滑油基础油是润滑油的主要成分，其性能对润滑油的整体性能起着决定性作用。常见的润滑油基础油类型包括3 种，其中矿物油由原油经提炼加工而成，价格低廉，但抗氧化性、抗磨损性和低温流动性较差；合成油由人工合成，具有优异的抗氧化性、抗磨损性、低温流动性和剪切稳定性，但价格较高；半合成油由矿物油和合成油按一定比例调和而成，综合性能优于矿物油，价格低于合成油。对于汽轮发电机组，应优先选择合成油或半合成油作为基础油，以满足其苛刻的运行条件。

（2）润滑油粘度是衡量润滑油流动性的一项重要指标，通常以粘度指数和运动粘度等级表示。粘度指数越高，润滑油的粘温性越好，在不同温度下的粘度变化越小。汽轮发电机组的润滑油粘度等级应根据其运行条件、环境温度等因素综合确定。一般来说，对于运行条件较苛刻、环境温度较高的汽轮发电机组，应选择粘度指数较高、运动粘度等级较高的润滑油，以确保其在高温高压条件下仍能保持良好的润滑性能。

（3）润滑油添加剂可赋予润滑油一些额外的性能，如抗氧化性、抗磨损性、抗泡沫性、抗腐蚀性等。抗氧化剂可延缓润滑油的氧化变质，减少油泥、积碳的生成。抗磨损剂能够降低机组部件的磨损，延长使用寿命。抗泡沫剂可以抑制润滑油的泡沫生成，避免影响润滑效果。抗腐蚀剂可以保护机组部件免受腐蚀。应根据汽轮发电机组的具体需求选择合适的润滑油添加剂。

（4）选择润滑油时，应选择信誉良好的润滑油品牌，并注意查看润滑油的生产日期、保质期等信息。在使用前，应对润滑油进行检测，确保其符合相关标准要求。选择润滑油时，应仔细阅读机组制造商的使用手册，了解其对润滑油性能的要求。不同类型的润滑油不能混用，以免影响其性能。应定期对润滑油进行更换，并及时清理润滑油系统中的杂质。

3.2 润滑油系统的维护

（1）检查润滑油油位，润滑油油位是反映润滑油系统状况的重要指标。应定期检查润滑油油位，确保其处于规定范围内。若油位过低，应及时添加润滑油，添加润滑油前进行油泥析出试验，确保添加新油后不会产生油泥；若油位过高，应排放部分润滑油。

（2）定期清洁润滑油箱、油过滤器等部件。润滑油箱、油过滤器等部件是润滑油系统的关键部件，容易积聚杂质和油泥。应定期对这些部件进行清洁，以保持润滑油系统的清洁。

（3）检测润滑油的质量指标。润滑油的质量指标会随着使用时间而发生变化，应定期对润滑油进行检测，包括机械杂质含量、水分含量、酸值、粘度、破乳化度、旋转氧弹等指标。若检测结果超标，应及时重新采样进行复测并采取相应的措施，如更换润滑油、清洗润滑油系统等。

3.3 润滑油的净化

应定期对润滑油进行净化，以去除其中的污染物，保持润滑油的良好性能。利用过滤器可去除润滑油中的固体污染物，如金属颗粒、纤维、灰尘等。过滤是应用最广泛、最经济的一种润滑油净化方法。利用离心机可去除润滑油中的液体污染物，如水、油泥等。离心净化的效果比过滤好，但设备体积较大、造价较高。利用磁性分离器可去除润滑油中的磁性污染物，如铁屑等。磁性分离适用于含有大量磁性污染物的润滑油。利用真空蒸馏可去除润滑油中的轻质馏分和水分，真空蒸馏可有效提高润滑油的氧化稳定性和低温流动性，但工艺复杂、能耗高。应根据润滑油污染的类型、程度及经济性等因素选择合适的净化方法。对于轻微污染的润滑油，可采用过滤的方法进行净化。对于污染较重的润滑油，可采用离心或磁性分离的方法进行净化。对于需要提高润滑油氧化稳定性和低温流动性的润滑油，可采用真空蒸馏的方法进行净化。

此外，定期对净化设备进行维护，确保其正常运行，在净化过程中做好安全防护，穿戴必要的防护装备，同时做好净化记录，以便追溯净化情况。

另外，润滑油净化系统可安装在汽轮发电机组的润滑油系统中，实现在线净化。在线净化可有效控制润滑油污染，延长润滑油的使用寿命，降低维护成本。

3.4 污染监测与分析

应定期对润滑油进行监测与分析，以掌握润滑油污染的状况，及时发现潜在的污染问题，采取有效的防治措施。其中，机械杂质含量反映润滑油中固体污染物的含量，机械杂质会加速机组部件的磨损，降低润滑油的性能。水分含量反映润滑油中水分的含量，水分会降低润滑油的润滑性能，导致机组部件锈蚀。酸值反映润滑油的酸度，酸值过高会导致润滑油腐蚀机组部件。粘度反映润滑油的粘度，粘度变化会影响润滑油的润滑性能。破乳化度是衡量油品在遇到水或其他杂质时，能够抵抗乳化现象的能力，破乳化度越高，油品在接触水分或其他杂质时，其分散性和乳化能力越强，能更好的保持原有性能，如润滑性能。润滑油监测与分析可将润滑油样品送至实验室进行检测，测定其各项性能指标。实验室分析是目前最准确、可靠的润滑油监测与分析方法。

4 润滑油污染控制的现状与发展

4.1 润滑油污染控制技术的发展

随着汽轮发电机组容量的不断增大和运行参数的提高，对润滑油的性能提出了更高的要求。因此，加强润滑油污染控制技术的研究和应用至关重要。近年来，润滑油污染控制技术取得了长足的进步，新型润滑油添加剂的开发，如抗氧化剂、抗磨损剂、抗泡沫剂、抗腐蚀剂等，显著提高了润滑油的抗氧化性、抗磨损性、抗泡沫性和抗腐蚀性，有效控制了润滑油污染。润滑油净化技术的不断涌现，如膜分离技术、纳米过滤技术等，提高了润滑油净化的效率和精度，可以有效去除润滑油中的污染物。在线监测技术的应用，能够实时监测润滑油的污染状况，及时发现潜在的污染问题，采取有效的防治措施。

4.2 润滑油污染控制的现状

目前，润滑油污染控制技术在汽轮发电机组中得到了广泛应用，且取得了一定的效果。但总体而言，润滑油污染控制水平仍有待进一步提高，例如，润滑油污染控制技术研究不足，缺乏系统性、综合性研究。润滑油污染控制技术应用不够普及，部分企业缺乏润滑油污染控制意识。润滑油污染控制人才队伍不足，专业技术人员缺乏。

4.3 未来发展趋势

随着汽轮发电机组技术的发展和环保要求的提高，润滑油污染控制技术将开发高效、环保的润滑油添加剂，研究高精度、高效的润滑油净化技术，不断完善在线监测技术，实现润滑油污染的智能化监控，加强润滑油污染控制技术的研究和应用，提高润滑油污染控制水平。

5 结束语

润滑油污染会对汽轮发电机组造成严重危害，因此必须采取有效措施控制润滑油污染。而通过文章所提措施可较好地控制润滑油污染，延长汽轮发电机组的使用寿命，降低维护成本，提高运行效率，保障汽轮发电机组的安全运行。

参考文献

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