汽轮机油劣化原因分析及处理

汽轮机油劣化原因分析及处理

摘要：汽轮机油通常包括蒸汽轮机油、燃气轮机油，水力汽轮机油及抗氧汽轮

机油等，主要用于汽轮机油和相联动机组的滑动轴承、减速齿轮、调速器和液压

控制系统的润滑。汽轮机油的作用主要是润滑作用，冷却作用和调速作用。为确

保汽轮机组的安全经济运行，汽轮机油必须具备：良好的氧化安定性；适宜的粘

度和良好的粘温性；良好的抗乳化性；良好的防锈防腐性；良好的抗泡性和空气

释放性。

关键词：汽轮机油；油品劣化；吸附剂；添加剂

天津大港发电厂2号汽轮机用油为32号汽轮机油，主油箱容量约为24吨，

在2016年09月28日的定期监督中发现2号汽轮机油酸值达到0.246mg/L，已接

近导则注意值,表明油品劣化程度逐渐加重。

酸值是反映汽轮机油劣化变质程度的一项重要化学指标，酸值升高说明汽轮

机油发生了劣化，产生了酸性物质，酸值越高，其劣化的速度也就越快。油中劣

化生成的酸性产物不仅会降低油品的润滑性能，而且还严重腐蚀设备金属部件等。润滑油严重劣化时会生成油泥沉淀等，造成调速系统卡涩，伺服阀、油动机等设

备动作失灵，严重威胁到机组的安全运行。为此我们对汽轮机油及时进行分析，

查找油质劣化的原因，以便采取相应处理措施，避免造成油质严重劣化换油而带

来的巨大经济损失。

1油质评估

为了解2号汽轮机油的油质状况，对汽轮机油进行了油质全分析试验。结果

见下表

2号汽轮机油油质分析结果

依据GB/T7596—2017《电厂运行中矿物涡轮机油质量》，大港发电厂2号汽

轮机油外观、运动粘度、开口闪点、机械杂质、液相锈蚀、水分、破乳化度、符

合运行油标准要求。酸值为0.246mg/L已呈现于偏高趋势，油的酸值升高是因为

油品自身劣化引起的，另外2号汽轮机油的旋转氧弹值64min,已临近于

SH/T0636-2013《L-TSA汽轮机油换油指标》中的规定值。（标准指出旋转氧弹值

小于60min时需采取措施处理或更换新油），以上数据表明2号汽轮机油运行中

油质劣化，抗氧化性能差。

2劣化原因分析

2.1受热和氧化变质。

汽轮机油的劣化主要是油在运行中热氧化所导致，氧是使汽轮机油发生劣化

的化学反应的根源，油中溶有空气，特别是在高温下，会加速油的氧化变质，一

般来说，油温超过60℃以后，温度每增加10℃，油的氧化速度将增加一倍。因

其油品氧化而产生的环烷酸皂、胶体等物质都是乳化剂，使油更容易劣化。

2.2杂质和水分的影响。

运行汽轮机油由于吸潮、轴封漏气等原因使油中存在一定量的水分，而系统

磨损产生的金属颗粒、系统管道锈蚀产生的铁锈以及空气中的灰尘侵入都会使油

中存在一定量的颗粒杂质。油中的水分和颗粒杂质不仅对油的氧化有着催化加速

作用而且使油中产生泡沫、聚集油泥产生油垢，影响油中空气的分离，会进一步

促使油氧化，形成恶性循环。因此运行中要经常对油进行过滤，将油中水分和杂

质及时清除，如滤油不及时，久而久之，酸值增大。严重影响汽轮机油的使用寿

命。

2.3油系统的结构和设计。

油系统的设计应尽量避免系统中存在过热点，局部过热对于运行油的氧化变

质尤为显著，严重时甚至引起油的碳化结焦，如果运行中油质劣化，遇到颜色异

常变深，就需要查找油系统是否存在过热点。

2.4油品的化学组成、添加剂。

虽然导致运行汽轮机油变质的外界因素很多，但油品的化学组成是决定油品

性能的关键因素，润滑油的主要成分是烃类化合物，一般采用添加抗氧化剂来改

善油品的抗氧化性，旋转氧弹试验是评估油品氧化安定性较为理想的方法，实践

证明，旋转氧弹值和运行时间有着密切的关系。

2.5辐射的影响。

光的照射特别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

油的颜色加深，酸值增大。

2.6综上分析，2号汽轮机油旋转氧弹值64min,已临近于导致规定值，T501

抗氧化剂含量很低，因此油的抗劣化性能很差，酸值增大。

3解决方法

3.1汽轮机油酸值升高，油质老化明显，油品氧化生成酸性物质较多，如环烷酸皂、沥青质酸、胶体、油泥等，这些等物质都是乳化剂，很难采用一般方法将

其酸性组分去除，使酸值合格。为此我们采用极性吸附再生方法处理，以使其各

项指标合格。

3.2极性吸附剂的原理

吸附剂对不同分子的吸附力是一种电性力，它是由位于固体表面上的原子产

生的。因为固体表面上的原子只受到内部各方向的原子的吸引，所以对空间这一

面有剩余的力场。当极性分子运动到吸附剂表面附近时，极性分子的偶极矩就会

与吸附剂表面上的原子互相吸引，使极性分子被选择性地吸附在吸附剂表面上。

有机化合物中的含硫、氧、氮的基团，都是具有偶极矩的极性基团，含有这些基

团的极性分子会被优先从油中吸附出来。劣化油中的胶质、沥青质、有机酸、有

机酸盐和氮化合物都是极性较强的分子，能优先吸附;有些硫化合物的极性较弱，它们与具有诱导偶极的芳香烃极性相近，它们又比饱和烃优先吸附。温度对吸附

有很大的影响，温度升高会增加分子的动能，使分子较易摆脱吸附剂表面吸附力

的控制。因此，如达到吸附平衡时，升高温度会减少吸附量。但在废油再生时，

由于润滑油馏分的勃度较大，因此极性分子的扩散速度是比较慢的，需较长时间

才能达到吸附平衡;而在一般吸附精制的条件下只能有较短的时间，达不到平衡。因此，为了达到一定程度的吸附，需要加快扩散速度，而升高温度会明显降低油

的勃度而加快扩散速度。因而我们在吸附精制时要加温，而且废油的勃度越大，

温度也要越高。

3.3在线极性吸附再生处理

将2号汽轮机油进行在线极性吸附再生净化处理，此在线再生净化装置设备

包括再生除胶器、粗滤器、精滤器、供油泵等部件。再生器由两台并联组成，每

个再生器内各装有7支再生除胶滤芯，流量：6m3/h，主要靠装于再生除胶滤芯

内的吸附剂将油中劣化产物（如乳化物、胶质、油泥和酸性产物等）除去，从而

达到去除油泥、降低酸值、提高破乳化度的作用。过滤部件包括粗滤器及精滤器。粗滤器内装有18支线隙式滤芯，过滤精度为5μm，其纳污容量大，可以去除油

中大量机械杂质；精滤器内装有1支精密滤芯，过滤精度为3μm。采用粗滤器与