(青岛华丰伟业电力科技工程有限公司 山东青岛)
摘要: SVR (Soluble varnish removal) 是指润滑油中油泥去除。燃机润滑油系统在燃机的运行中起着非常重要的作用,现在的系统设计基本能使润滑油系统保持良好的状态包括压力、温度等,并且运维人员对燃机厂家要求的的各项指标包括粘度、闪点等进行定期检验。但是燃机一旦开始运行,润滑油便开始了它的氧化过程,并产生降解物,由于燃机运行环境温度较高,较高的温度会加快润滑油的氧化过程,这些氧化物就是油泥,即便在润滑油的各项指标都合格的情况下这些油泥也会造成伺服阀卡咬等问题,进而对燃机润滑油并进而对燃机的运行质量会造成一定的影响。所以燃机厂家对润滑油的牌号、运行监测指标等都做了很详细的规定,目的就是确保燃机润滑油质量,避免给燃机运行带来不好的影响。
从以前的经验中人们已经知道油泥给燃机运行带来的危害,也在探索如何对油泥进行监测和试验,以便及早发现和预防并避免这种危害。ASTM D7843-16介绍了对润滑油中产生的不溶性油泥的测量方法。但是不论是燃机厂家还是润滑油厂家都不愿意去主动承担油泥去除的工作责任,所以作为燃机运维单位或电厂业主就需要来进行此项工作。
关键词:漆膜、△E、SVR 、润滑油的寿命
1.引言
润滑油在投入运行的开始时候的质量是最好的,寿命结束的时候质量是最差的,因为透平油从投入运行就开始氧化,这种氧化一方面在消耗油的寿命还会产生不溶性的污染物和沉淀物,他们对润滑油的运行质量产生影响。运行中虽然润滑油的推荐监测的其他指标可能并未达到警告限值,例如 RPVOT降低到25%,但是这些不溶物可能会导致过滤器堵塞、伺服阀卡咬等问题,这些问题在重型燃气轮机已经很普遍,此时应该增加额外的试验以检测并评估油泥、漆膜等软质污染物的形成风险与潜力,以便对透平油的运行状态进行早期预警。
本文主要论述SVR对于燃机润滑油运行的重要意义---提高润滑油运行质量和延长润滑油寿命。介绍燃机润滑油运行氧化物漆膜的形成以及给燃机运行带来的副作用,介绍油泥的监测指标漆膜倾向指数与润滑油指标酸值、氧化安定性、抗氧化剂消耗率之间的关系,通过漆膜倾向指数的监测与控制,提高润滑油运行质量与寿命。
2 油泥、漆膜的定义、形成 与检测
2.1油泥的定义
ASTM对油泥的定义为:一种粘性的、固体的、有光泽的、油中析出的沉淀。它由有机残留物构成,容易用色度来定义。
透平油从投入使用后会在高温的环境中发生氧化,而产生降解。这种降解产物聚集在一起就是油泥。早期产生的降解物会溶解在油中,也就不会对溶解运行产生影响,当油泥在油中的溶解达到饱和的时候,就会析出成为油泥。机组运行的时候,油温比较高,对油泥的溶解能力强,但是机组停运以后,油温降低,燃机的运行人员也就能看到油泥;同样当机组运行时间比较长的时候,由于降解产物越来越多,达到油的饱和点之后,这些废物即便在机组运行的时候也会产生油泥的析出。
2.2 油泥的危害
油泥会引起阀门粘结,伺服阀卡咬进而引起阀门动作迟缓与卡塞,引起机组跳闸。
但是只有到2008年燃机行业才真正对油泥有较全面的认识。由于燃机厂家、滑油生产厂家都没有主动去采取措施解决燃机润滑油运行中产生油泥的问题,以至于目前的燃机运行中仍然会经常出现由于油泥导致的燃机跳闸的事件发生。
其实早在2007年,GE 就已经在威尔士的一家联合循环电厂安装了 ICB和ECR 等技术来清除燃机运行中产生的油泥。
2.3 漆膜倾向指数
漆膜倾向指数△E是评定润滑油产生油泥、漆膜的倾向性的指标。ASTM 7843 16 介绍了滤膜比色法(MPC)对润滑油中的降解产物进行监测,评定漆膜产生的倾向:将在用润滑油与非极性溶剂混合,然后用0.45um的滤膜进行过滤,再用光度分析仪测量滤膜的颜色等级△E,△E表征油样中降解产物的多少,颜色越深表示漆膜倾向越大,产生油泥的倾向就越强。
3.漆膜倾向指数与润滑油的几个指标的变化关系
漆膜的本质是涡轮机油氧化降解的产物的沉积,其产生与油品的氧化存在一定联系,随着油品的氧化润滑油的酸值、氧化安定性、抗氧剂的消耗等也都随之变化。
试验室里用Dry-TOST方法模拟了油品的氧化过程,采用了六种油品,检测了几个指标与氧化过程的过程曲线如下。
3.1漆膜倾向指数与时间的关系
试验根据 ASTM D7843-16 的标准,利用MPC法测得了他们与氧化时间的关系:六种油品的漆膜倾向随着氧化时间的进行,倾向指数增长很快,不同油品的基础油类型不同而增长的速度有所不同。
3.2 酸值与氧化时间的关系
六种油品随着氧化时间,酸值只有不大的增长。油品在酸值没有明显变化的情况下,漆膜倾向指数却会超出正常范围。这在实际生产中是可以理解的,就是说油样酸值合格,但是会开始出现油泥的现象。
3.3氧化安定性
油品的氧化安定性主要由抗氧化剂提供的,随着氧化时间增加,抗氧化剂逐渐消耗,油品的氧化诱导期也变短。
3.4 漆膜倾向指数与酸值、氧化安定性指标的变化关系
随着氧化时间的增加,漆膜倾向指数和酸值都随着增加,氧化安定性随着减少,而且虽然变化的速度不一样,但是是同向,也就是说,随着漆膜倾向指数的增大,油品的指标在恶化。
不过氧化时间超过1200小时以后漆膜倾向指数进入不正常状态,但是酸值、氧化安定性指标都在合格范围内,这和现实是一样的,就是说油泥开始出现以后,油样的酸值和氧化安定性包括粘度都还在合格范围内。
但是由于油泥可能给机组带来的跳闸隐患,实践中我们已经开始采取措施预防漆膜倾向指数走到不正常区域,那么漆膜倾向指数控制在正常范围以内,对于油品的其他指标酸值、氧化安定性是否可以延缓恶化速度,或者说能否通过控制漆膜倾向指数延长润滑油的寿命呢?
4 SVR对漆膜倾向指数的影响
4.2 实践验证的SVR 的应用对润滑油运行的影响
人们意识到油泥可能给燃机运行带来的故障以后,就开始投入SVR 运行,发现在燃机正常运行的同时进行油泥处理,机组冷却以后 没有油泥产生,说明SVR 可以控制运行中润滑油不产生油泥;说明 SVR 能够消除已经存在的油泥沉淀,说明也能消除润滑油氧化产生的可溶性降解物;也就能避免污染物引起的伺服阀粘接故障。
4.3 润滑油的寿命
为了避免由于润滑油质量恶化导致燃机故障,燃机厂家都给出了润滑油的指标限值。下表是GE厂家对6F机型给出的润滑油的指标限值,以便指导运行人员加强机组润滑油运行保养、监测、更换等。
4.4 SVR 对润滑油寿命的实践影响
GE对投入SVR运行7年的机组进行润滑油检测发现:
酸值保持在新油的水平;抗氧化剂保持在75%,每年的消耗低于4%,大大延长了寿命。实践也同样论证了SVR 对润滑油的寿命有很好的延长效果。
5 结论
随着润滑油的氧化进行,润滑油的漆膜倾向指数、酸值、氧化安定性等对在变化,漆膜倾向指数增大较快,酸值增大,氧化安定性降低。漆膜倾向指数恶化到达不正常以后,润滑油的其他指标可以在合格区间,油泥会以固体析出,会给机组运行带来危害。SVR 运行可以大大改善漆膜倾向指数,提供润滑油的运行质量。润滑油的抗氧化剂的消耗会达到减少。酸值会保持在较好的水平,会大大延长润滑油的使用寿命和质量。
参考文献:
钱艺华 《涡轮机油氧化与漆膜产生的相关性试验》 中的试验数据