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摘要:汽轮机油也称涡轮机油或透平油,是水轮发电机组中重要的润滑介质,主要用于水轮发电机组的润滑系统和调速系统。在水轮机的轴承中起润滑和冷却散热的作用,在调速和密封系统中起传压调速和密封等作用。因此,汽轮机油质量的好坏是影响机组安全运行的一个重要指标。
关键词:汽轮机;油破乳化;方案
1汽轮机油乳化现象及抗乳化性
汽轮机油(即水电站中常用的透平油)的乳化是指油中存在过量水的条件下,油在高速搅拌后形成乳浊液的现象,即运行中的汽轮机油发生乳化必须具备以下条件:
1)油中存在过量水;
2)油和水要在激烈搅拌下混合;
3)存在油质老化后所产生的环烷酸皂类等表面活性剂,即乳化剂。
对于汽轮机油的抗乳化性能指标,在国标GB/T 7596-2017《电厂运行中矿物涡轮机油质量》中明确规定,运行中汽轮机油破乳化时间应小于等于30 minhttps://chn.oversea.cnki.net/KXReader/javascript:void(0);。汽轮机油的抗乳化性能越好,其油水分离所需时间越短,油中过量水分就会较快沉积到油箱底部,此时若及时将水从油箱底部排出,即可减小水对机组轴承和调速器液压部件运行的影响;但如果汽轮机油乳化加剧,其破乳化时间所需较长,甚至超过国标所要求的30 min, 油和水形成的乳化液短时间内就不能有效地分离开来,乳化油充斥在油箱内,就可能破坏油膜、腐蚀金属部件、加速油质劣化等。而油膜一旦被破坏,机组轴承和调速器液压元件各金属部件之间的摩擦就会增大,引起轴承和液压元件过热,严重时造成轴承和液压部件磨损、锈蚀导致机组振动或者调速器液压部件卡阻。因此,要求汽轮机油应具有良好的抗乳化性能。
2研究过程与方法
2.1研究对象
2020年4月,对某水电厂运行中的汽轮机油进行化学监督时,发现该运行油的各试验指标中,抗乳化性指标不合格,该试油的各化验指标数据见表1。
表1 某厂运行中汽轮机油化学监督试验数据
由表1可知,该厂运行中的汽轮机油抗乳化性指标已然超出标准要求,而其余各项检测指标均满足国标GB/T 7596-2017《电厂运行中矿物涡轮机油质量》规定要求,在综合考虑之后,给出暂不处理的决定,但这对于机组的安全运行而言,显然是个隐患。为此,需考虑如何提高该厂运行中汽轮机油的抗乳化性能,即降低其破乳化时间。
根据国标GB/T 14541-2017《电厂用矿物涡轮机油维护管理导则》中要求,对于抗乳化性指标不合格的汽轮机油,应对其进行再生处理,必要时换油。
2.2 试验步骤及数据处理
1)测定新油的抗乳化性指标,平行试验为5次,所得数据见表2,该新油的验收试验数据见表3,该新油牌号为美孚特力索T46,等级为ISO VG 46,与运行油为同一种油。
表2 新油的破乳化时间试验数据
根据表2和表3的试验数据可知,该新油的破乳化时间为8 min左右,其余各项指标均满足GB 11120-2011《涡轮机油》中新油验收的规定要求。
2)根据二分法,选取运行油与新油体积比例为1∶1时,均匀混合后,取混合油进行抗乳化性试验,平行测定5次,所得该混合油的破乳化时间见表4。由表4可知,此比例下的混合油破乳化时间为14 min。
表4 运行油与新油体积比为1∶1的破乳化时间试验数据
参考国标GB/T 7596-2017《电厂运行中矿物涡轮机油质量》中运行中汽轮机油破乳化时间应小于等于30 min的规定要求,运行油与新油体积比为64∶1形成的混合油的破乳化时间为28 min, 已然接近上限值,故不再进行下一步运行油与新油体积比为128∶1的试验。
2.3目标值选择
综合考虑该水电厂汽轮机油使用情况、存量情况及现场油处理难易程度,笔者最后选择运行油与新油的体积比例为20∶1时的混合比例来降低运行油的破乳化时间。此时,选取运行油与新油体积比例为20∶1时,均匀混合后,取混合油进行抗乳化性试验,平行测定5次,所得该混合油的破乳化时间见表12。由表12可知,此比例下混合油的破乳化时间为22 min, 远小于国标GB/T 7596-2017《电厂运行中矿物涡轮机油质量》中明确规定的运行中汽轮机油破乳化时间应小于等于30 min的要求,可保证机组日常的运行安全。
2.5试验结论
针对某水电厂运行中的汽轮机油破乳化时间不合格的情况,笔者将同牌号新油与运行油按照不同体积比例混合的方式,有效降低了运行油的破乳化时间,最终选取运行油与新油的体积比为20∶1时来降低运行油的破乳化时间,与全部更换新油相比,成本降低了95%。
3结语
利用混合新油的方式来降低运行油的破乳化时间,这种方案是可行的,现场可操作性极高,且成本也远低于全部更换新油,但是,利用此方案处理后的运行油的抗乳化性能的维持时间、后续使用情况以及各项试验指标的变化趋势,仍需后续进一步跟踪观测。
参考文献
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[4]GB/T 14541-2017,电厂用矿物涡轮机油维护管理导则[S]
[5]GB 11120-2011,涡轮机油[S]