劉金英

摘要：汽輪機油通常包括蒸汽輪機油、燃氣輪機油，水力汽輪機油及抗氧汽輪機油等，主要用于汽輪機油和相聯(lián)動機組的滑動軸承、減速齒輪、調(diào)速器和液壓控制系統(tǒng)的潤滑。汽輪機油的作用主要是潤滑作用，冷卻作用和調(diào)速作用。為確保汽輪機組的安全經(jīng)濟運行，汽輪機油必須具備：良好的氧化安定性;適宜的粘度和良好的粘溫性;良好的抗乳化性;良好的防銹防腐性;良好的抗泡性和空氣釋放性。

關鍵詞：汽輪機油;油品劣化;吸附劑;添加劑

天津大港發(fā)電廠2號汽輪機用油為32號汽輪機油，主油箱容量約為24噸，在2016年09月28日的定期監(jiān)督中發(fā)現(xiàn)2號汽輪機油酸值達到0.246mg/L，已接近導則注意值，表明油品劣化程度逐漸加重。

酸值是反映汽輪機油劣化變質(zhì)程度的一項重要化學指標，酸值升高說明汽輪機油發(fā)生了劣化，產(chǎn)生了酸性物質(zhì)，酸值越高，其劣化的速度也就越快。油中劣化生成的酸性產(chǎn)物不僅會降低油品的潤滑性能，而且還嚴重腐蝕設備金屬部件等。潤滑油嚴重劣化時會生成油泥沉淀等，造成調(diào)速系統(tǒng)卡澀，伺服閥、油動機等設備動作失靈，嚴重威脅到機組的安全運行。為此我們對汽輪機油及時進行分析，查找油質(zhì)劣化的原因，以便采取相應處理措施，避免造成油質(zhì)嚴重劣化換油而帶來的巨大經(jīng)濟損失。

1油質(zhì)評估

為了解2號汽輪機油的油質(zhì)狀況，對汽輪機油進行了油質(zhì)全分析試驗，分析結果如下：

油樣外觀透明;無機械雜質(zhì);運動粘度（40℃）31.19mm²/s，開口閃點220℃;酸值0.246mg/g;液相銹蝕為無銹;水分21.9mg/L;破乳化度（54℃）/19.6min;旋轉(zhuǎn)氧彈（150℃/64min）;T501抗氧化劑含量0.066%。

依據(jù)GB/T7596—2017《電廠運行中礦物渦輪機油質(zhì)量》，大港發(fā)電廠2號汽輪機油外觀、運動粘度、開口閃點、機械雜質(zhì)、液相銹蝕、水分、破乳化度、符合運行油標準要求。酸值為0.246mg/L已呈現(xiàn)于偏高趨勢，油的酸值升高是因為油品自身劣化引起的，另外2號汽輪機油的旋轉(zhuǎn)氧彈值64min，已臨近于SH/T0636-2013《L-TSA汽輪機油換油指標》中的規(guī)定值。（標準指出旋轉(zhuǎn)氧彈值小于60min時需采取措施處理或更換新油），以上數(shù)據(jù)表明2號汽輪機油運行中油質(zhì)劣化，抗氧化性能差。

2劣化原因分析

2.1受熱和氧化變質(zhì)。

汽輪機油的劣化主要是油在運行中熱氧化所導致，氧是使汽輪機油發(fā)生劣化的化學反應的根源，油中溶有空氣，特別是在高溫下，會加速油的氧化變質(zhì)，一般來說，油溫超過60℃以后，溫度每增加10℃，油的氧化速度將增加一倍。因其油品氧化而產(chǎn)生的環(huán)烷酸皂、膠體等物質(zhì)都是乳化劑，使油更容易劣化。

2.2雜質(zhì)和水分的影響。

運行汽輪機油由于吸潮、軸封漏氣等原因使油中存在一定量的水分，而系統(tǒng)磨損產(chǎn)生的金屬顆粒、系統(tǒng)管道銹蝕產(chǎn)生的鐵銹以及空氣中的灰塵侵入都會使油中存在一定量的顆粒雜質(zhì)。油中的水分和顆粒雜質(zhì)不僅對油的氧化有著催化加速作用而且使油中產(chǎn)生泡沫、聚集油泥產(chǎn)生油垢，影響油中空氣的分離，會進一步促使油氧化，形成惡性循環(huán)。因此運行中要經(jīng)常對油進行過濾，將油中水分和雜質(zhì)及時清除，如濾油不及時，久而久之，酸值增大。嚴重影響汽輪機油的使用壽命。

2.3油系統(tǒng)的結構和設計。

油系統(tǒng)的設計應盡量避免系統(tǒng)中存在過熱點，局部過熱對于運行油的氧化變質(zhì)尤為顯著，嚴重時甚至引起油的碳化結焦，如果運行中油質(zhì)劣化，遇到顏色異常變深，就需要查找油系統(tǒng)是否存在過熱點。

2.4油品的化學組成、添加劑。

雖然導致運行汽輪機油變質(zhì)的外界因素很多，但油品的化學組成是決定油品性能的關鍵因素，潤滑油的主要成分是烴類化合物，一般采用添加抗氧化劑來改善油品的抗氧化性，旋轉(zhuǎn)氧彈試驗是評估油品氧化安定性較為理想的方法，實踐證明，旋轉(zhuǎn)氧彈值和運行時間有著密切的關系。

2.5輻射的影響。

光的照射特別是紫外光能引起油中自由基的生成，加快油的氧化速度，引起油的顏色加深，酸值增大。

2.6綜上分析，2號汽輪機油旋轉(zhuǎn)氧彈值64min，已臨近于導致規(guī)定值，T501抗氧化劑含量很低，因此油的抗劣化性能很差，酸值增大。

3解決方法

3.1汽輪機油酸值升高，油質(zhì)老化明顯，油品氧化生成酸性物質(zhì)較多，如環(huán)烷酸皂、瀝青質(zhì)酸、膠體、油泥等，這些等物質(zhì)都是乳化劑，很難采用一般方法將其酸性組分去除，使酸值合格。為此我們采用極性吸附再生方法處理，以使其各項指標合格。

3.2極性吸附劑的原理

吸附劑對不同分子的吸附力是一種電性力，它是由位于固體表面上的原子產(chǎn)生的。因為固體表面上的原子只受到內(nèi)部各方向的原子的吸引，所以對空間這一面有剩余的力場。當極性分子運動到吸附劑表面附近時，極性分子的偶極矩就會與吸附劑表面上的原子互相吸引，使極性分子被選擇性地吸附在吸附劑表面上。有機化合物中的含硫、氧、氮的基團，都是具有偶極矩的極性基團，含有這些基團的極性分子會被優(yōu)先從油中吸附出來。劣化油中的膠質(zhì)、瀝青質(zhì)、有機酸、有機酸鹽和氮化合物都是極性較強的分子，能優(yōu)先吸附;有些硫化合物的極性較弱，它們與具有誘導偶極的芳香烴極性相近，它們又比飽和烴優(yōu)先吸附。溫度對吸附有很大的影響，溫度升高會增加分子的動能，使分子較易擺脫吸附劑表面吸附力的控制。因此，如達到吸附平衡時，升高溫度會減少吸附量。但在廢油再生時，由于潤滑油餾分的勃度較大，因此極性分子的擴散速度是比較慢的，需較長時間才能達到吸附平衡;而在一般吸附精制的條件下只能有較短的時間，達不到平衡。因此，為了達到一定程度的吸附，需要加快擴散速度，而升高溫度會明顯降低油的勃度而加快擴散速度。因而我們在吸附精制時要加溫，而且廢油的勃度越大，溫度也要越高。

3.3在線極性吸附再生處理

將2號汽輪機油進行在線極性吸附再生凈化處理，此在線再生凈化裝置設備包括再生除膠器、粗濾器、精濾器、供油泵等部件。再生器由兩臺并聯(lián)組成，每個再生器內(nèi)各裝有7支再生除膠濾芯，流量：6m³/h，主要靠裝于再生除膠濾芯內(nèi)的吸附劑將油中劣化產(chǎn)物（如乳化物、膠質(zhì)、油泥和酸性產(chǎn)物等）除去，從而達到去除油泥、降低酸值、提高破乳化度的作用。過濾部件包括粗濾器及精濾器。粗濾器內(nèi)裝有18支線隙式濾芯，過濾精度為5μm，其納污容量大，可以去除油中大量機械雜質(zhì);精濾器內(nèi)裝有1支精密濾芯，過濾精度為3μm。采用粗濾器與精濾器組合使用，可以充分保證再生后油的清潔度。采用高效吸附劑填充的再生除膠濾芯和精密顆粒過濾器合理配置。

處理過程從2016年10月28日開始，處理時間持續(xù)30天，對油質(zhì)進行跟蹤化驗，數(shù)據(jù)如下。

2016.10.28取主油箱檢測酸值為0.246mgKOH/g濾油（第一套濾芯）;

2016.10.30取主油箱檢測酸值為0.242mgKOH/g;

2016.11.03取主油箱檢測酸值為0.240mgKOH/g;

2016.11.07取主油箱檢測酸值為0.229mgKOH/g;

2016.11.09取主油箱檢測酸值為0.229mgKOH/g，更換第二套濾芯;

2016.11.12取主油箱檢測酸值為0.212mgKOH/g;

2016.11.14取主油箱檢測酸值為0.205mgKOH/g;

2016.11.17取主油箱檢測酸值為0.202mgKOH/g;

2016.11.21取主油箱檢測酸值為0.200mgKOH/g，更換第三套濾芯;

2016.11.24取主油箱檢測酸值為0.185mgKOH/g;

2016.11.28取主油箱檢測酸值為0.185mgKOH/g，油品酸值處理合格;

2016.12.01取2號汽輪機油檢測破乳化度為19.6min，合格;

2016.12.02取2號汽輪機油檢測液相銹蝕為無銹，合格;

2016.12.03取2號汽輪機油檢測旋轉(zhuǎn)氧彈（150℃/min）64min，臨近導則注意值，抗氧化劑含量為0.066%，當運行油抗氧化劑含量低于0.15%時需補加;

2017.02.05取2號汽輪機油檢測酸值為0.195mgKOH/g;

2017.04.05機組停機時加入130kg T 501抗氧化劑，經(jīng)24小時運行后，取樣檢測旋轉(zhuǎn)氧彈值為（150℃/min）151分鐘，合格;

2017.11.05取2號汽輪機油檢測酸值為0.193mgKOH/g;至今，2號汽輪機油酸值穩(wěn)定在0.195mgKOH/g左右。

3.4 T501抗氧化劑的添加

T501抗氧化劑學名2、6二叔丁基對甲酚，屬于酚類抗氧化劑，此抗氧化劑在油尚未氧化和氧化初期加入，能延長油品氧化的誘導期，與油品氧化生成的自由基生成穩(wěn)定的化合物，終斷其連鎖反應，有抑制其氧化的作用。汽輪機油添加劑主要成分為羰基衍生物，是酮、醛和羧酸衍生物，具有抗氧化、破乳化、防銹等優(yōu)秀功能。羰基屬于極性分子，再生過程中易被極性吸附劑吸附，濾油結束時，經(jīng)委托檢測，2號汽輪機油應補充抗氧化添加劑。對于新油、再生油的添加劑量一般為0.3%-0.5%，對于運行油，其含量低于0.15%時，應進行補加。2017年04月5日機組停機時加入130kg T 501抗氧化劑，經(jīng)24小時運行后，取樣檢測旋轉(zhuǎn)氧彈值為（150℃/min）151分鐘，合格。

4總結

極性吸附劑對劣化的汽輪機油處理效果明顯，能夠快速地降低酸值，并除去劣化油品中的環(huán)烷酸皂、瀝青質(zhì)酸、膠體、油泥等有機雜質(zhì)。汽輪機油中的添加劑在極性吸附再生過程中被極性吸附劑吸附，濾油處理后應補加T501抗氧化劑，使其在運行油中的含量不低于0.15%。本次極性吸附再生處理2號汽輪機油共進行30天，處理后的油質(zhì)達到合格標準，處理好的油質(zhì)補加了抗氧化劑，在將近兩年的運行跟蹤監(jiān)督中，油質(zhì)各項指標保持穩(wěn)定，濾油處理取得成功，為今后的油務工作積累了經(jīng)驗。

參考文獻

[1]《電力用油分析及油務管理》書籍作者：孫堅明，孟玉嬋，劉永洛書籍出版：中國電力出版社