曹宁 金成斌 范黎黎
中国船舶集团有限公司第七〇三研究所 黑龙江 哈尔滨 150070
摘要:运行中的汽轮机油应有良好的抗乳化性。选取某电厂破乳化时间不合格的运行油样与同牌号的新油按不同的体积比进行混合，测定混合油的破乳化时间，以找到使运行油破乳化时间降至理想值时所需最少的新油量。试验发现在运行油与新油的体积比在20∶1时，可将运行油的破乳化时间由45min降低至22min，有效提高了运行中汽轮机油的抗乳化性能，相较于全部更换新油，成本降低了95%。
关键词:运行中的汽轮机油;抗乳化性;破乳化时间;体积比
引言
抗乳化性就是汽轮机油抵抗与水混合形成乳化液的性能。汽轮机油在使用中常常不可避免地要混入一些冷却水，如果汽轮机油的抗乳化性不好，它将与混入的水形成乳化液，使水不易从循环油箱的底部放出，从而可能造成润滑不良，因此抗乳化性是汽轮机油的一项很重要的理化性能。如果运行中汽轮机油的破乳化时间太长，形成的乳化液不但会破坏润滑油膜，增加润滑部件的磨损，还会腐蚀设备，加速油品氧化变质
1电厂汽轮机油乳化产生的原因与危害
通常油品乳化主要有以下三个原因：水分、乳化剂、高速搅拌。在这三个原因中，以水分较为直接。如果油中含有水和尘土，且在长时间使用过程中发生氧化，会生成大量环烷酸与活性物质，此时如果处于高速搅拌的状态，就会产生乳化。油品一旦乳化，将带来下列危害：1）乳化后生成的液体会在轴承等部位析出大量水分，对油膜造成破坏。2）乳化后生成的液体大量沉积在油循环系统当中，对油的正常循环造成影响，导致供油水平下降，引起散热不良，产生故障。3）乳化后生成的液体会对金属造成腐蚀。4）乳化后生成的液体会使油氧化速度变快，产生更多的酸和沉淀物，对破乳化造成限制。5）油发生乳化后，自身润滑作用明显降低，使不同部件之间的摩擦逐渐加剧，轴瓦温度升高，对机件造成损坏。
2汽轮机油乳化现象及抗乳化性
汽轮机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/T7596－2017《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30min。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30min，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。
3电厂汽轮机油乳化处理对策
目前，乳化油处理有许多种方法，通常可将其分成两种，即物理与化学法。其中，物理法是指加热与过滤，适用于乳化程度较轻的油；化学法是指向乳化的油中添加适量破乳化剂，增强油自身抗乳化能力，具有简单易行的特点，在现场使用中十分适用。化学法的作用机理：乳化后的油与破乳化剂相接触后，乳化膜会被破坏，内部的水因此释放，同时水滴不断析聚，以此实现除水，并消除乳化的现象。
3.1处理过程
首先对乳化后的油进行过滤，持续7d后，实现了对优质劣化的有效控制，并伴有明显的好转迹象，经取样观测发现油质稍清。完成过滤后，向油中添加适量破乳化剂，该破乳化剂在常温条件下也可溶入油。具体的加药浓度，需在加药之前通过试验来确定，试验结果：当加药浓度为10μg/g时，破乳化时间为34min，添加后油中开始分散水泡，且水泡较多，无腐蚀现象；当加药浓度为25μg/g时，破乳化时间为20min，添加后油中开始分散水泡，水泡数量较少，无腐蚀现象；当加药浓度为30μg/g时，破乳化时间为17min，添加后油中开始分散水泡，水泡数量微量，无腐蚀现象；当加药浓度为35μg/g时，破乳化时间为12min，添加后油中开始分散水泡，此时不仅水量极少，而且水泡细小，无腐蚀现象。从以上结果可以看出，采用30μg/g的加药浓度最好。根据该机组的油量，将加药量确定为260g。加药之前，把机组中的油都卸入至储油罐，然后对机组的油系统进行全面清扫，尤其是油箱底，之后把油重新注入，利用滤油机与管道将预先配置好的母液添加至油中，同时开始循环过滤，持续12h，待药液与油完全混合后结束过滤，使油静止，促进水油分离。完成加药24h之后进行取样化验，经化验发现12min后破乳化，且油内含有水。
3.2采用移动式汽轮机油再生滤油设备
根据实验室油样试验结果，决定选择移动式汽轮机油再生滤油设备对运行油进行在线再生处理。该再生装置无需人员值守，运行安全、可靠，其功能如下：（1）再生除胶功能能保证油的酸值、破乳化度等项指标长期符合运行油的质量要求，同时使油的颜色降低到很低的色级，能将油中存在的胶质、表面活性物质除去，确保脱水功能长期正常运行。（2）脱水功能通过膜脱水能够脱出汽轮机油在运行过程中增加的水分，使油中水分符合运行油质量要求，（3）净化功能经过多级高精度的过滤器能滤除油中各种机械杂质，保证汽轮机油的颗粒度指标达到运行油质量要求。
3.3缩短化学监督周期
为了及时掌握油质变化趋势，避免引起更严重的劣化，试验人员缩短监测周期。水分和颗粒污染等级监测由过去三个月一次缩短为每周至少一次，破乳化度监测由六个月一次缩短为每月两次，必要时进行全分析试验。
3.4有针对性滤油
根据化学试验数据和油净化装置的特点进行针对性滤油，利用离心式滤油机过滤油中杂质和水分。针对破乳化时间超标，而其它指标均合格的情况，判断油中可能存在溶解水，再利用真空脱水机进行连续循环，脱除油中的溶解水，使破乳化度逐渐趋于合格。滤油时安排专人监护，及时按油位补充合格油品
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。
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