王小飛

中國石化潤滑油有限公司濟南分公司

垃圾填埋氣、沼氣等惡臭污染氣體被收集用于發(fā)電，但氣體中因含硫量較高，導致機組無法長期平穩(wěn)運行。中國石化潤滑油有限公司為勝動公司代工生產(chǎn)的高硫燃氣內(nèi)燃機油能夠滿足高硫氣體工況使用要求。某醇類生產(chǎn)企業(yè)自建污水處理廠燃氣發(fā)電機組高硫燃氣內(nèi)燃機油運行過程中出現(xiàn)檢測數(shù)據(jù)異常情況，本文通過對檢測數(shù)據(jù)的分析，結(jié)合現(xiàn)場查勘，確定了數(shù)據(jù)異常的原因，提出了對設(shè)備的診斷性建議，保證了設(shè)備的安全穩(wěn)定運行，獲得用戶認可。

隨著社會各界環(huán)保觀念的日益增強，原先散發(fā)惡臭污染環(huán)境的垃圾填埋氣、沼氣等被收集起來，作為燃氣發(fā)電機的燃料，既解決了臭氣污染環(huán)境所造成的環(huán)保問題，也被轉(zhuǎn)換為電能，創(chuàng)造出可觀的經(jīng)濟效益，因此，垃圾填埋氣、沼氣等燃氣發(fā)電近年發(fā)展迅速。但由于垃圾填埋氣、沼氣等硫化氫含量高，會造成燃氣內(nèi)燃機油在較短時間內(nèi)失效，因此市場急需一款適用于高含硫的垃圾填埋氣、沼氣發(fā)電的長壽命燃氣機油。中國石化潤滑油有限公司為勝動公司代工生產(chǎn)的一款勝動牌高硫燃氣內(nèi)燃機油較好地滿足了市場需求。在勝動高硫燃氣機油運行過程中，某用戶檢測數(shù)據(jù)明顯異常。通過對檢測數(shù)據(jù)的分析，結(jié)合現(xiàn)場查勘，找到數(shù)據(jù)異常原因，最終形成對設(shè)備的診斷性建議，幫助用戶避免了后期的嚴重設(shè)備損壞，獲得了用戶高度評價。

用油企業(yè)情況介紹

某醇類生產(chǎn)企業(yè)自建污水處理廠，其污水處理過程中對產(chǎn)生的沼氣進行收集利用，使用濟柴400 kW燃氣發(fā)電機發(fā)電。

由于沼氣硫含量高達4 000 mg/kg以上，特選用勝動牌高硫燃氣內(nèi)燃機專用油應用于濟柴400 kW燃氣發(fā)電機組。在使用過程中，對800 h、1 000 h在用油分別取樣分析，發(fā)現(xiàn)數(shù)據(jù)嚴重異常，長城潤滑油工作人員立刻趕赴現(xiàn)場進行調(diào)查。

在用油檢測數(shù)據(jù)解析

從油冷器及油底殼采取了在用油油樣。雖然取自不同部位，但對正常運行的潤滑系統(tǒng)而言，取樣點的不同造成的油品數(shù)據(jù)差異較小。油品分析檢測數(shù)據(jù)見表1。

由表1可見，出現(xiàn)了3項數(shù)據(jù)異常偏離：

◇鈉含量。潤滑油油品自身鈉含量為微量，在用油鈉含量通常不會超過40 mg/kg。而本次分析的油品檢出量為上限的40倍以上，接近油品中的鈣含量（油品添加劑固有元素），可判定鈉為外界引入。

◇銅含量。鐵、銅元素通常來源于潤滑過程中，金屬運動構(gòu)件磨損的磨屑進入潤滑油系統(tǒng)，而從運動構(gòu)件自身的鐵、銅元素比例看，鐵含量更高，故通常在用油檢測中，鐵含量會顯著高于銅含量。而本次分析結(jié)果顯示，油品銅元素含量顯著高于鐵含量，由此可以判斷，高出正常值的銅來源于其他非潤滑系統(tǒng)。

◇水含量。本次分析中，水含量為2%（質(zhì)量分數(shù)），而通常在用潤滑油水含量低于0.1%（質(zhì)量分數(shù)），由于油品自身運行過程中不會產(chǎn)生水，故判斷水為外界引入。

數(shù)據(jù)異常原因的確定

現(xiàn)場查勘走訪發(fā)現(xiàn)，該企業(yè)發(fā)動機冷卻液為經(jīng)離子交換樹脂軟化后的工業(yè)水，樹脂再生選用工業(yè)鹽（NaCl）。軟化水經(jīng)過油冷器與熱油換熱后，進入散熱塔，并重復循環(huán)使用。

燃氣發(fā)動機中潤滑油經(jīng)油冷器進行熱交換，油冷器為提升散熱效率，管程構(gòu)件為銅制，將油品當中熱量轉(zhuǎn)移至冷卻液（軟化水），再至冷卻塔散熱?，F(xiàn)場了解得知，油冷器為新設(shè)備，使用時間僅5個月。

結(jié)合現(xiàn)場情況，分析認為：油中鈉來源于冷卻液軟化水當中的鈉離子；超標的銅主要來源于油冷器散熱片的銅片腐蝕；水來源于油冷器中的水。

分析造成腐蝕的根源，懷疑冷卻水當中可能含有氯元素，在80 ℃高溫作用下，于油冷器油水接觸界面發(fā)生電化學腐蝕，由點蝕逐漸擴大，最終蝕透，造成油水串通。為驗證這一結(jié)論，對800 h、1 000 h在用油樣品進行氯元素含量分析，結(jié)果見表2。

由表2可見，油冷器在用油氯含量高于油底殼中在用油氯含量，同時可以推測冷卻液中氯含量要高于543 mg/kg。因此，本次在用油數(shù)據(jù)異常的根源在于冷卻液當中的氯離子含量超高，在80 ℃高溫作用下，于油冷器油水接觸界面發(fā)生電化學腐蝕，隨著時間推移，銅管銹蝕穿孔，冷卻液中的鈉、氯、水以及銹蝕的銅進入潤滑油系統(tǒng)中，最終造成了表1的在用油檢測結(jié)果異常。

表1 油品分析檢測數(shù)據(jù)

表2 在用油氯元素含量分析

診斷性建議

針對上述原因，提出如下診斷性建議：

◇排除鈉、銅、水3項設(shè)備異常造成的指標偏高外，其他項目指標顯示，油品處于可用運行狀態(tài)，但考慮到油冷器已處于故障狀態(tài)，建議油品停用。

◇建議停機維修更換油冷器。

◇建議用戶查找氯含量超高的根源，徹底解決水中高含氯問題，為機組設(shè)備正常穩(wěn)定運行提供保障。

結(jié)束語

潤滑油如同燃氣發(fā)動機的血液，通過對在用油品的檢測，能夠客觀評價燃氣發(fā)動機的運行狀態(tài)，對出現(xiàn)的異常情況及時處理，可以避免重大燃氣發(fā)電機故障。本案例中所用的勝動牌高硫燃氣發(fā)動機專用潤滑油，在高含硫氣體工況下，能夠較好地為發(fā)動機運行提供潤滑保障，油品使用壽命較長。該案例中的油品分析數(shù)據(jù)表明，排除外界引入潤滑油中的異常元素，油品自身在運行至1 000 h時仍處于可用狀態(tài)，仍然可以進一步延長使用。