汽轮机润滑油乳化问题在线处理方法研究

汽轮机润滑油乳化问题在线处理方法研究

孙晓东;王娟;赵现华;武晓荣

【摘要】The steam seal leakage occurs in the heating unit of a power plant in Shaanxi during the heating period,causing serious emulsification of the lubricating oil in the turbine and endangering the safety of the generator set operation.In order to avoid affecting the normal city heating,the effects of various online processing methods are studied and tested.The results show that the using of a polar selective adsorbent on the online regeneration of the oil is able to maximum the the demulsification reduction,making it demulsified in a very short time,and giving sufficient time for the separation of the oil and the water,This method completely solves the problem of the oil emulsification,which ensures the safe operation of the unit.%陕西某电厂供热机组在供暖期内发生汽封漏气,导致汽轮机润滑油严重乳化,危害机组运行安全.为了不影响机组正常供暖,研究并验证了不同在线处理方法的处理效果.结果表明,采用极性诱导选择性吸附剂对运行油进行在线再生,可将油的破乳化度降至极限值,使乳化油在极短时间内破乳化,油与水在油箱中具有充足的分离时间,彻底解决了运行油乳化问题,为机组运行安全提供了保障.

【期刊名称】《中国电力》

【年(卷),期】2018(051)001

【总页数】4页(P154-157)

【关键词】润滑油;乳化;破乳化;破乳化度;极性诱导选择性吸附剂;在线再生;供热机

组

【作者】孙晓东;王娟;赵现华;武晓荣

【作者单位】西安热工研究院有限公司,陕西西安 710032;西安热工研究院有限公司,陕西西安 710032;华能陕西秦岭发电有限公司,陕西华阴 714200;西安热工研究院有限公司,陕西西安 710032

【正文语种】中文

【中图分类】TK263.7;TM621.8

0 引言

汽轮机油是工业润滑油中重要的一类，主要依靠在机组轴颈和轴瓦高速旋转过程中形成油膜，对汽轮机轴和轴瓦起承载、润滑和冷却作用。若润滑系统中油膜形成不良，则极易引起轴和轴瓦的磨蚀、烧蚀，严重的会发生抱瓦，引发机组非正常停机，给电厂带来巨大的经济损失[1-2]。因此，保证汽轮机油在润滑系统中形成良好的

油膜是确保机组运行安全的关键。很多电厂在机组运行过程中出现汽封漏气问题，导致汽轮机润滑油发生乳化。对汽封进行维修必须停机[3]，但是很多情况下没有

停机条件，因此需要找到既不影响机组运行，又能解决汽封漏气所致的汽轮机润滑油乳化问题的方法。本文以陕西某电厂供热机组为例，对该厂汽轮机润滑油发生的乳化问题进行分析，同时介绍解决方法及处理效果。

1 陕西某电厂汽轮机润滑油乳化问题简述

陕西某电厂供热机组在运行过程中发生汽封漏气，致使汽轮机润滑油发生了严重乳化问题，油不透明，呈乳状，油中水分达23 000 mg/L，严重超出标准要求。现

场使用处理流量为12 m3/h的真空脱水滤油机24 h不间断脱水处理多日无效果，油中水分仍逐渐上升，油箱底部排污管排出的也是乳化的汽轮机油。为解决该厂汽轮机润滑油乳化问题，开展了以下研究。

2 油质乳化解决方法分析

汽轮机运行时，可使油和水充分搅拌，油中的乳化剂能在油水界面形成坚固的界面膜，使油水交融，产生乳化现象。汽轮机润滑油发生乳化的要素[4-6]有：（1）油中含水；（2）油中含有能降低界面张力的表面活性物质（乳化剂）；（3）高速

循环流动或搅动。对于正在运行的机组，管路中的油一直在高速循环流动，油仅有在油箱中停留时可看作是相对静止的。因此，针对运行机组汽轮机油乳化问题，应在降低水分或提高油质破乳化度方面进行研究[7-9]。

2.1 滤油机脱水处理

该机组汽封漏气严重，油中水分不断增加，一般电厂采用的脱水滤油机的处理流量最大为12 m3/h，单位时间内脱水量远远低于汽封漏气所带入的水量，显然仅靠

滤油机脱水是无法解决问题的。现场使用处理流量为12 m3/h的真空脱水滤油机24 h不间断脱水处理多日无效果，也验证了仅用脱水滤油机进行脱水，解决不了

上述油质乳化问题。

2.2 添加破乳剂

油的乳化因素之一是含有乳化剂，可向汽轮机润滑油中添加适量的破乳剂。破乳剂会和乳化剂发生络合，改变乳化剂结构，降低界面张力[10-11]，但其前提是必须

保证对油质的其他指标不产生不良影响[12]。

2.2.1 添加破乳剂模拟试验

目前，最常用的汽轮机润滑油破乳剂为胺与环氧化合物缩合物类破乳剂（T1001），对其进行了实验室添加效果试验[13]。模拟油运行环境，样品添加破乳剂后在45 ℃水浴中充分搅拌，搅拌后进行破乳化度指标检测，并观察油、水分离现象，试验结

果如表1所示，其中破乳化度以时间为单位，即时间越少，破乳化度越好。由表1结果可知，添加破乳剂T1001可将该机组汽轮机润滑油破乳化度由原来的24.8 min降至6.5 min。当破乳剂T1001质量分数大于0.02 %时，虽然破乳化度仍可降低，但降幅较小；并且油、水分离后，油层、水层均发生不同程度的浑浊现象，浑浊程度随破乳剂添加量的增加逐渐严重。

表1 添加破乳剂T1001模拟试验结果Table 1 Simulation test results of adding T1001 demulsifier?

一般汽轮机润滑系统油箱的设计容量要求油在油箱的停留时间为8～10 min。为保证添加破乳剂后油层、水层清澈，选择T1001质量分数0.02 %进行现场添加试验，认为其可使乳化油在油箱中有充分时间破乳，将油中水分分离出去。

2.2.2 现场添加破乳剂

按油系统油量为23 t计算，需添加T1001 4.6 kg。将T1001与20 kg运行油充分搅拌混合后，由油箱顶部检修口缓慢加入油箱。机组正常运行12 h、24 h后，取样进行化验，结果如表2所示。由表2可以看出，该机组汽轮机润滑油加入破乳剂T1001后，破乳化度明显降低，与模拟试验结果相符；水分明显降低，但仍超标严重；油质粘度、酸值指标没有受到影响；油质外观仍然是乳化状态；油质乳化使洁净度仍大于12级（NAS 1638），不符合质量要求。

现场添加破乳剂试验结果表明，向运行油中添加破乳剂后，虽然油的乳化程度有明显改善，但运行油还需约7 min才能油水分离，即在现有油箱体积情况下，向运行油中添加破乳剂不能解决该厂油质乳化问题。

表2 添加破乳剂T1001前后油样指标Table 2 Indicators of oil before and after adding T1001 demulsifier注：1—中和每克油所消耗 KOH 的毫克数，以mg/g 表示。?

2.3 油质再生处理