电力用油分析

几种石油凝点和含蜡量关系
含蜡量 %
凝点℃
28.6
24
11.83
14
8.3
－9
2.04
－50
油品凝点的高低与含蜡量有直接关系。油品含 蜡量越高，凝点越高。 油品的凝点越低，则其低温流动性就越好。
油品在低温下失去流动性的原因
油品在低温下失去流动的影响因素较为复杂， 主要有以下两种情况。
(1)结构凝固(主要原因)： 对于含蜡较多的油品，随温度的降低，其中 正构烷烃等高熔点烃类以片状或针状结晶析出， 逐渐长大，并进而连接形成立体网状晶体结构， 把此时尚处于液态的油包在其中，形成凝胶体， 从而使整个油品失去流动性，这就是所谓结构凝 固。 (2)粘温凝固： 对于含蜡很少的油品，当温度降低时虽然尚 未有结晶析出，但由于其分子中环状结构较多， 在低温下其粘度大幅度增加，直至过于粘滞形成 凝胶体而丧失流动性，即称为粘温凝固。

②运动粘度υ ： t 表示液体在重力作用下流动时内部阻力的量度。 其值为相同温度下，液体的动力粘度与密度之比。 即
t υt t
2/s 式中： 油品在 t ℃时的运动粘度 cm —— ， ； υt
油品在t℃时的动力粘度，g/cm· s； —— t 油品在t℃时的密度，g/cm。 —— t
油品的密度是指该油品单位体积的质量。其单 位为kg/m3，常用单位为 g/cm3、g/mL或 kg/L。 由于温度对油品的密度影响很大，所以在使用 中应标明温度。油品在t℃时的密度用 ρ来表示。 油品的密度与其化学组成密切相关。对同碳数 烃类，芳香烃的密度最大，环烷烃次之，烷烃最 小。非烃化合物的密度也较大。 当油中混入水分、机械杂质或油品劣化时，其 密度将比新油大。
乳化液的稳定性主要取决于水相分散程度、 乳化液保护膜的强度、形成乳化液的时间、油品 的粘度和温度等几个因素。
汽轮机油的破乳化方法
破乳化方法可主要概括为物理方法和化学方 法两种。 (1)物理方法 加热沉降、离心分离、机械过滤和高压脱水 等方法均能起到破坏汽轮机油乳化液的作用，达 到油、水分离的目的。 (2)化学方法 主要是在乳化的汽轮机油中加入适当的破乳 化剂，可减弱或破坏乳化膜的稳定性，促进油水 分离，达到破乳化的目的。
油品的危险等级
油品的危险等级也是根据闪点来划分的。闪 点在45℃以下为易燃品，45℃以上为可燃品。 在贮运和使用中，严禁将油品加热到它的闪 点，加热的最高温度一般应低于闪点20~30℃。
油品的抗乳化性能和破乳化度
油品的抗乳化性能
抗乳化性能一般指油品本身抵抗油水乳化液 形成的能力。 抗乳化能力的大小，通常以油水乳化液分层 的快慢——破乳化度来表示。 破乳化度是评价汽轮机油抗乳化性能的质量 指标，又称破乳化时间。
油品的闪点、燃点和自燃点
石油产品可作为燃料，一般液态油品又是极易 着火的物质。因此，研究它们与燃烧、爆炸有关 的性质，即闪点、燃点和自燃点，对油品贮运和 使用的安全都有着重要意义。
油品的闪点
闪点是指油品在规定的条件下，加热到其油 蒸气和空气的混和气与火焰接触发生瞬间闪火时 的最低油温。
油品的燃点和自燃点
第二部分 电力用油分析
时焕岗 南京工程学院 shg@njit.edu.cn
第一章 概述
• 电力用油的炼制 石油的烃类组成 在常温下，天然石油大部分是 流动或半流动的粘稠液体，颜色多 为黑色或深棕色，少数为暗绿、赤 褐或黄色，并且具有特殊的气味。 密度小于水。主要元素是碳和氢， 二者约占96%~99%。 (1)石油中的烃类化合物 石油中的烃类化合物包括烷烃、 环烷烃、芳香烃、熔点较高的固体 烃，还有少量混合烃，多为饱和烃。
第一章 概述
烃类
烷烃
密度
正构 异构 少环
闪点
小
粘度
低 高
粘温性
最好(液态) 好 (长侧 链) (短侧 链) (长 侧链) (短侧 链)
低温流动性
差(高分子) 好
化学安定性抗 氧化性 好 差(分支多) 好
环烷烃 多环 少环
中
中
差 好
好 差(多侧链) 好
芳香烃
多环
大
高
差
中
差(长侧链)
第一章 概述
电力用油分类： 电力用油都熟L类（润滑剂及其产品）油 绝缘油（N，电气绝缘） 汽轮机油(T，汽轮机) 抗燃油(H，液压油) L-TSA-32 类别-组别-产品规格
第一章 概述
电力用油的要求
1、润滑油 作用：润滑、冷却、散热 油品具有适当的黏度和高的黏温指数，良好的抗氧化安定 性和乳化能力，较好的抗泡沫性能和空气稀释性能 2、绝缘油 作用：电气绝缘、冷却 油品运动黏度低，抗氧化安定性好，良好的电气绝缘性能 好、析气性能及低温流动性
油品的密度
油品的密度
油品达到闪点后，继续加热将继续闪火，直至 外界引火后，火焰燃烧并至少持续燃烧5秒钟时的 最低温度称为油品的燃点。
若达到闪点后，继续加热油品，不用外界引 火，因温度较高，油品会剧烈氧化而产生火焰自 行燃烧的最低油温，称为油品的自燃点。
油品闪点的测定与应用
闪点的测定方法可分为开口杯法和闭口杯法。 采用哪种方法，主要取决于油品的性质及使用条 件。
LU VI 100 LH
式中：VI——试油的粘度指数； U——油样在37.8℃时的粘度，mm2/s； L——差基准油在37.8℃时的粘度，mm2/s； H——好基准油在37.8℃时的粘度，mm2/s。 ②粘度比： 即油品在50℃的粘度与100℃时粘度的比值。 比值越小，则该油品粘温性越好。 (3)粘度的测定及应用 最常用运动粘度测定法是毛细管粘度计法。 运动粘度的计算公式为： t t
(2)油品的粘温性及其表示方法： 温度对油品的粘度影响较大。温度升高时， 油品的粘度减小；反之，则粘度增大；油品粘度 随温度变化的这种性质，通常称为“粘温性”。 目前，衡量油品粘温性的表示方法主要有以 下两种： ①粘度指数VI： 这是目前世界各国通用的表示粘温性的指标。 粘度指数VI越大，标明粘温性越好。 试油的粘度指数计算公式为：
油品密度的测定及应用
我国测定油品密度的方法主要有两种：密度 计法和比重瓶法。 密度计法测定装置简便、快速，易于操作， 广泛地用于实验室和现场的质量监控。 比重瓶法精密度较高，通常用于油品化学组 成的全分析、油品性能的改进及新油品的研制。
油品的粘度和粘温性
油品的粘度
油品粘度的含义与其他真实液体相同，即油品 的流动速度不仅取决于油品所受的外力，还取决 于油品分子之间因摩擦而产生的内部阻力，这种 内部阻力的量度称为粘度。 显然，粘稠油品粘度较大。 (1)粘度的表示方法 ①动力粘度 t ： 表示液体在一定剪切应力下流动时内部阻力 的量度。其值为所加于流动液体的剪切应力和剪 切速度之比。单位是帕·秒(Pa·s)。
υ Cτ
式中： ——油样在温度t℃时的运动粘度，mm2/s; t C ——毛细管粘度计常数，mm2/s2； ——一定体积油样的平均流动时间，s。 t
υ
τ
为了增加油品的粘度和改善油品的粘温性，可 向油品中添加少量粘度指数改进剂。目前我国比较 常用的粘度指数改进剂是聚甲基丙烯酸酯和聚异丁 烯。
油品的倾点、凝点和低温流动性
第一章 概述
电力用油的化学组成
通常，石油及其馏分的化学组成是用不同种类的烃类 含量来表示。例如，石油润滑油馏分脱蜡后的烃类组 成(m%)见下表，电力用油的化学组成与其相似。
电力用油是来自高沸点的润滑油馏分，其分子中碳原 子数相应增多，平均分子量增大，一般在300~500左右。 电力用油组成的结构特点是：饱和烃的含量最多，约 占60%以上，其次为芳香烃，约占30%以上，而且具有混 合结构的烃有所增加。
油中的水分有三种存在形态：溶解态、乳化 态和游离态。
水分混入油中，会使油发生乳化，对汽轮机 的润滑和调速都会产生不良影响；致使油的绝缘 强度大大降低，直接威胁设备的正常运行；还会 使酸值增大，加速金属设备的腐蚀。 因此，防止水分进入油系统是十分重要的。
降凝剂的应用
为改善绝缘油的低温流动性，降低其凝点，使 油品能在低温下正常运行，除了油品在炼制过程 中脱蜡外，还可采用往油品中添加降凝剂的方法。 通常只要在油品中加入 0.1~1%的降凝剂，就可以 使凝点降低10~20℃左右，从而使油品能够在低温 下正常使用。 常用的降凝剂有三种：烷基萘 (T801)、聚甲 基丙烯酸酯(T602)、和聚α -烯烃(T803)。
倾点、凝点都是用来表示石油产品低温流动性 能的指标。随着温度的降低，油品逐渐变得粘稠， 其流动性必然变差。当温度降低到一定程度时， 油品可失去正常的流动性。这将对油品的使用有 很大影响。
倾点和凝点
(1)倾点 指试油在规定的条件下冷却时，能够流动的最 低温度，以℃表示。 (2)凝点 指试油在规定条件下冷却到液面不移动时的最 高温度。 表5-5是几种石油凝点和含蜡量的关系。
第一章 概述
(2)石油中的非烃类化合物 该类化合物主要包括硫、氮、氧的有机化合物、 胶质和沥青质等，一般在石油中占10~20%。 电力用油的加工程序 从油田开采出来的原油加工成电力用油的工艺过 程，主要包括润滑油馏分的制取、馏分油的精制、电 力用油的调合等三个工序。 (1)馏分油的制取 原油经过沉降、脱盐、脱水后，在进行常压和减 压蒸馏，把石油分馏成若干个馏分。又按一定的沸点 范围把各馏分归纳为汽油馏分、煤油馏分、柴油馏分、 润滑油馏分四个部分。
样品序号 1# 2# 沸点范围(℃) 350-500 350-500 饱和烃 72.9 61.2 单环芳烃 10.0 15.1 双环芳烃 8.6 11.2 多环芳烃 8.5 12.5
第一章 概述
各种烃类对电力用油性质的影响
和其他物质一样，电力用油的物理、化学性质取决于 它的化学组成和结构，而油品的性质应满足其使用中的性 能要求。 不同烃类对油品性质的影响见表（下一页）。 液态烷烃、环烷烃，少环长侧链的环烷烃或芳香烃等是 电力用油的理想组分；高分子正构烷烃，多环短侧链的环 烷烃或芳香烃，不饱和烃及非烃化合物等是电力用油的非 理想组分。
第一章 概述
第一章 概述
(2)馏分油的精制 变压器油、汽轮机油等电力用油，与一般工业 润滑油的来源相同，皆是从润滑油馏分精制而成， 常用的精制方法有：硫酸精制、溶剂精制、加氢精 制、脱蜡、白土补充精制等。 (3)电力用油的调合 调和是生产电力用油的最后一道工序。 该工序根据不同型号的油品在粘度、凝点等性 能的不同要求，将精制后的几种润滑油基础油馏分， 按不同的配比泵入调合罐，然后再根据要求加入各 种添加剂(如抗氧剂等)充分混合均匀进行调合。 经检验合格即可得到商品电力用油(成品油)。
乳化液的形成
一种液体在另一种不相溶的液体中被分散成 细小粒子，称作乳化。
例如，油和水是不相溶的，但加入某种表面 活性剂，是一方分散于另一方中，则形成乳化液。 这种表面活性剂被称为乳化剂。 油与水的乳化液可分为两种：一种是以水为 连续相，油为分散相，称为水包油型乳化液(O/W)； 另一种是以油为连续相，水为分散相，称为油包 水型乳化液(W/O)。 乳化剂能降低油水间界面张力，先使油水成 为容易混和的状态，再加以机械搅拌作用，形成 乳化状态。 油-水乳化液的分类见下图。
油品酸值、水分和水溶性酸或碱
油品的酸值
中和一克油中含有的酸性组分所需要的氢氧 化钾毫克数，称为油品的酸值。 油的酸值包括可溶于水和非水溶剂的酸性组 分，如无机酸、有机酸 ( 羧酸、环烷酸等 ) 。这些 酸性物质能腐蚀设备和有关部件，危害较大。因 此，酸值是保证设备不受腐蚀的重要指标之一。
油中的水分
百度文库
油-水乳化液的分类
形成乳化液的主要条件是： (1)必须有两种互不相溶的液体； (2)两种混合液体中应有乳化剂存在； (3)要有形成乳化液的能量，如循环流动、搅 拌等。 乳化较严重的汽轮机油将造成许多危害。如 破坏有的正常润滑作用，增大部件的摩擦，造成 局部过热，严重时会损坏机件。
乳化液的稳定性
③条件粘度： 在石油产品中，还常遇到一些条件粘度指标。 它们是在规定温度下，规定的仪器中，使一定体 积的油品流出，以其流出时间或其流出时间与同 体积水流出时间之比作为粘度值。 具体的条件粘度有恩氏粘度、雷氏粘度、赛 氏粘度三种。 目前，运动粘度为世界各国普遍使用，国际 上一般用运动粘度对油品进行校核、仲裁检验。