油净化装置

汽轮机油质污染原因

(1) 水分污染汽轮机油在运行中水分增加是不可避免的,水分主要通过汽轮机轴封漏汽和冷油器等设备的泄漏进入油系统。汽轮机油中的水分以溶解态和自由态两种形式存在。

(2) 机械杂质污染进入油系统的机械杂质渠道较多,新建系统管路经过严格的冲洗一般能达到油质颗粒度指标,但运行一段时间后机械杂质就会增加。此外,油系统中含水量过多,可导致腐蚀产物急剧增加。

(3) 油泥污染油泥是油品长期含水量偏高和运行老化的产物,在补充新油或添加抗氧化剂、防锈剂时,特别容易析出。

3.2 微孔过滤分离

用金属丝制成滤网或用纤维制成网状体或织成滤布, 当油品通过这类滤网,就能将大颗粒的杂质或水珠挡在滤网的一侧,从而达到过滤分离的目的。

优点:操作简单,运行费用较低。

缺点:过滤精度不高,除水能力较差,特别是采用框板式滤油机滤油时劳动强度大。

3.3 聚结脱水

利用材料的亲油或亲水特性实现聚结脱水。含水润滑油在机械动力的驱动下通过这种特殊过滤材料时,油中的水分被聚结成水滴沉降至脱水室,油中的残留水分再经过滤网吸附被进一步除去,从而达到脱水目的。

优点:可除水、去杂质、脱气,处理过程中油液不会变质。

缺点:流速慢,不宜大流量处理;吸附滤芯使用一段时间后会失效;不能长期在线运行,且运行费用较高。

3.4 分子吸附

吸附剂分子具有较高的界面能,它能吸引其它分子从而降低自身的界面能。吸附剂能吸附油品中的酸性物质,从而达到去除杂质的目的。常用的吸附剂有硅胶、硅藻土、801 吸附剂等。优点:处理过程中能去除油中有害化学成分,达到油再生的目的。

缺点:维护工作量大,检修工艺要求较高。

3.5 离心分离

含水油进入离心分离机,水的密度比油大而机械杂质密度更大,所以它们会被甩至油品的外层。

优点:在处理高含水量及含有较大颗粒杂质的被污染油时,处理速度较快。

缺点:设备在极高的转速下运行,需要专人照看维护,检修时维修人员需要很高的技能;不能去除油中的溶解气体及脱水不完全;破乳化能力差,难于实现在线式不间断运行。

3.6 真空脱水脱气

在真空条件下,饱和温度较低的水和气体迅速蒸发,从而实现油品的脱水脱气。以此原理制造的真空滤油机的脱水脱气能力由5 个因素确定:工作真空度、温度、油膜蒸发表面积、蒸发表面的更新和蒸发持续时间。

优点:可除水、脱气。

缺点:净化效率不高;不宜用于处理高含水量及高粘度的被污染油;使用辅助电加热装置将油液加热至50 ℃～60 ℃,甚至更高温度以加快净油速度,因此增加能耗,加速油液老化,破坏油液中的添加剂,降低了设备的安全系数;多次循环时,除水脱气效率大大降低;真空室内使用的雾化器使油液雾化,雾化油易被真空泵抽吸至泵外,对大气环境造成二次污染。

4 常见净油机介绍

4.1 箱式净油装置这种装置一般作为主机配套设备在线运行,它由沉积箱、过滤箱和储油箱3 部分组成。在沉积箱内含水量较高的油经重力沉降分离出水分,过滤箱内的袋

式过滤器用于过滤固体杂质和部分水滴,最后进入储油箱的油再次经精滤后供汽轮机使用。

这类装置的典型技术指标:净化后油中含水量不大于500μL/L ,过滤精度为8μm ,过滤能力为8 000L/ h。显然,经这类装置净化的油品含水量远远超标,因为该装置对油品中的溶解和直径小于过滤精度的水珠去除效果极差。另外布袋过滤器容易阻塞,更换十分不便,故各电厂将此类装置弃置不用或更新改造。

4.2 压滤式净油装置

压滤净油机是典型的加压过滤设备,过滤介质为特种滤纸。待净化油在高压下强行通过滤纸,油中的固体杂质会被滤纸阻滞,水分会被滤纸吸附从而达到净化目的。这种装置去除杂质效果好,但滤纸吸水饱和后又将水分释放,因此脱水效果差、操作繁琐、耗油较多。此类装置因滤纸消耗量大(每天每台约300张) 、成本高而被淘汰。

4.3 离心式净油机

受工作原理的限制,离心式净油机对颗粒直径仅为数微米的粒子去除效果不理想,一般用加装精滤器来改善。另外油水分离程度有限。高速离心设备维护相对困难、运行成本较高,电厂较少采用。

4.4 聚结脱水滤油机

与一般滤油机的区别在于其特制过滤材料的亲油或亲水特性,这种滤油机能适应油品含水量较高的情况,但其除水精度不高;结构相对比较简单、操作方便,但除水滤芯寿命太短,频繁更换滤芯既增加了运行操作,又增加了耗材成本。

4.5 真空净油机(传统型式和组合型式)

传统型式的真空滤油机是过滤加真空脱水,过滤器用于除去机械杂质,真空分离用于脱水。为增大油膜蒸发表面积,油被喷射成雾状,但过小的油滴容易吸入真空泵,造成真空泵自身润滑油被破坏并且会污染环境。为延长油膜蒸发时间,在真空容器中部设置多孔填充材料,以增加油的蒸发表面和蒸发时间,但效果并不理想。因此,传统真空净油机在脱水速率方面难以满足用户要求,于是出现组合式的真空净油机。组合式真空净油机以真空脱水为主,增加了重力沉降除水、离心分离除水(不是高速离心法)和凝聚除水等设备,以提高净油装置的除水速率。有的制造厂还利用吸附剂降低油品中的酸和色素之类的物质。

4.6 创新型真空净油机

该滤油机的核心技术是将油滴在真空中蒸发改为空气气泡(空泡)在油内接受蒸发。在真空条件下,在油的底部引入微量的经过干燥净化的气体,用以制造出大量的细微空泡,使油料成为空泡和油品的混合两相状态。由于空泡中的绝对压力远低于水的饱和蒸汽压和气体在油中的分离压,使油中空泡壁附近的水分和气体向空泡中蒸发。而空泡在油中不断上升和扩大使蒸发表面积不断增大,而且蒸发界面不断更新,从而使油水分离效果得以极大提高。空泡浮升到油面上破裂,所带的水分(气体)释放后被真空泵抽走。待净化油在真空容器中被连续净化近10 min 后排出,油品得到较好的净化。

4.7 电荷平衡净化型滤油机

该型滤油机采用电子净化与常规机械过滤器结合的技术,能净化小到0.1μm 的所有颗粒物,此外加上凝聚式过滤器,加快了脱水过程。BCA 电荷平衡净化技术自动连续动态检测流体中的平均剩余电荷,以判断污染颗粒物的形式和分布状况,对分为2 个对等支流中的流体分别加载可控电流,使所有类型的污染颗粒物带上接近平衡的正负电荷,然后让 2 个支流进行充分混流,利用正负相吸引的原理,分别携带正负电荷的颗粒物相互吸附,其尺寸增大的同时完成大部分电荷的平衡。通过一定的循环,即使是十分微小的颗粒物也可长大到被常规精度的收集过滤器收集清除。尚未完成平衡的超细小颗粒(亚微米级)则通过过滤器进入流体循环系统,动态且强制性地去除油箱、油路、阀门、设备内部过流通道、轴承、轴套及轴颈上的各类污染物和沉积物。

5 汽轮机润滑油净化装置的选型