汽轮机油、抗燃油讲课材料

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• 电力用油—绝缘油(变压器油)、汽轮机油(透平油)、 抗燃油(EH油)、少量电缆油、电容器油、机械油(某些 辅机油,如磨煤机油)、润滑脂、抗磨液压油等。
• 绝缘油—是电力系统中重要的矿物液体绝缘介质。 • 汽轮机油(透平油)—是电力系统中重要的润滑介质。 • 抗燃油(EH油)—是作为液压传动介质,对机组调速系统
对运行油,当油品的破乳化性能下降时,表明油品已经变质或被某 些表面活性物质所污染(如环烷酸皂—乳化剂),如果冷油器渗漏、 轴承渗漏、湿空气凝结进入润滑系统,这时油中有水,油从轴承回到 油箱冲击力很大形成激烈搅拌。这时油—水所形成的乳化液就不能在 油箱中有效地分离,当未有效分离的乳化油再进入润滑系统中就可能 引起油膜的破坏,增加各部件摩擦,引起轴承过热,(对调速系统造 成卡涩、失灵,)严重时引起设备损坏。此外对金属部件腐蚀、加速 油品的劣化、产生沉淀、油泥等。
验条件的规定更为具体和严谨,增加了试验现象的描述,给出了相应 的判断标准,提高了标准的可操作性。修订的主要内容有: 1)试验用水规定用蒸馏水并符合GB/T6682标准中二级水规格。 2)规定了最长试验时间为30min。 3)试验现象与判断准则说明
a. 测定中油和水层分界面之间有明显的乳化层,而且在30min 内乳化 层的体积可以减少到3mL,则这个时间就算作样品的破乳化时间。若 乳化层的体积超过30min还是不能减少到3mL,那么30min后可以结束 试验,样品的破乳化时间就定为大于30min。
起润滑和调速作用。
汽轮机油
相关质量、运行维护规程、导则、标准:
• GB/T7596—2008 电厂运行中汽轮机油质量 • GB11120—89 L—TSA汽轮机油 • GB/T14541—2005电厂运行中汽轮机油维护管理导则 • DL/T 889—2004 电力基本建设热力设备化学监督导则
一、汽轮机油的润滑系统
对新油,由于精制程度不够也会使油的破乳化时间延长(主要是残留天 然乳化剂)。 所以,破乳化度是汽轮机油使用性能的一个重要指标。 油—水形成乳化液有三个要素: (1)油中有水(来自于冷油器渗漏、轴承密封不严漏气漏水、湿空气凝结进 入润滑系统) (2)油中有乳化剂(一种表面活性物质,油老化变质产物—环烷酸皂、胶质 等) (3)激烈搅拌(油从轴承回到油箱产生的冲击力) 油—水形成乳化液有两种型式: (1)油包水型(W/O)—油为外相,水为内相(微小水滴)。 (2)水包油型(O/W)—水为外相,油为内相(微小油滴)。
≥1000 r/min 水轮机
注:32、46号油电力系统常用
<3000 r/min 汽轮机
<1000 r/min 水轮机
制定汽轮机油的国家相关标准(或其他标准),目的是使汽轮机油满足 下列条件的性能:
• 在运行温度范围内,保持油的粘度。 • 能形成油膜,使磨擦减至最低程度。 • 能在空气、水分、氢气存在及高温下具有抗氧化能力,不至于较快变
控制指标:新油(投入运行前)≤0.03 mgKOH/g
运行油
≤0.3mgKOH/g
(4)水分(按照GB7600方法进行)
油中水分是导致油品劣化变质的主要因素之一。水分的存在会加速 油品劣化变质及产生乳化,同时水分会与油中添加剂作用,促使添加 剂分解,导致设备锈蚀。水分存在的原因可能是冷油器泄漏、大气湿 气进入油箱或轴封部件密封不严产生漏气(高压蒸汽)进入油中所致。
按照GB/T 7596-2008《运行中汽轮机油质量》规定,汽轮机油常规 检验项目有12项。(看质量标准)
(1)取样
按照GB/T 7597—2007 电力用油(变压器油、汽轮机油)取样方法。 运行中汽轮机油一般是从冷油器和油箱底部(检查水分和杂质)。油样 从主油箱中吸取;也可以从油流的油管中接取;特殊情况下可在不同部 位取样。从主油箱中取油样时,为保证所取的油样具有代表性,应在油 系统的油泵运行一段时间后再采取(特别是用于颗粒度分析的样品更应 如此)。取样容器一般为磨口具塞500ml玻璃瓶,油样量以够试验用为 限。颗粒度分析取样同变压器油。
以国际惯例,汽轮机油按照40℃下,油的运动粘度中心值不同,划 分为4种牌号:
表1 牌号
不同牌号L-TSA汽轮机油的运动粘度及适用范围
32
46
68
100
运动粘度 28.8~35.2 41.4~50.6 61.2~74.8 90.0~110.0 40℃,mm2/s
适用范围
≥3000 r/min 汽轮机
三、汽轮机油的监督与维护 汽轮机油的监督与维护主要依据是目前国家已颁布实施的有关规程、标
准和导则。
1.新油验收 按照GB11120-89 《L-TSA汽轮机油》标准或合同规定要求进行验收。 2 运行油的评定
按照《导则》规定,投入运行后的汽轮机油要定期取样进行检验。 目的是:要掌握运行油的性能变化,及时采取相应的处理措施,防止 因油质不合格给机组造成危害,保证机组持续稳定运行。
控制指标: ≤100 mg/LBiblioteka Baidu
(5)运动粘度(按照GB265方法进行)
粘度是表征汽轮机油润滑性能的一项重要指标。油的粘度对轴颈和 轴承面建立的油膜和决定轴承的效能及稳定特性都是非常重要的。具 体来说,它决定了:a油的流动能力、b支承负荷的能力、c散热的能 力。
检验汽轮机油的粘度,主要是鉴别所补加的油是否正确或补加油中 是否有其他污染物存在。此外,运行油中存在乳化物、氧化产物、油 泥等物质都会使油的粘度发生改变。粘度指数是表示油的粘度随温度 而变化的性能指标,它也是表征汽轮机油润滑性能的一项重要指标。
(2)外观与颜色(按外观目测方法进行)
外观可直接观察油品有无不溶性油泥、沉淀物(纤维、固体颗粒等)、 浑浊现象(游离水、乳化水),可判别油是否受到污染以及设备运行的 状况,如机组漏汽、漏水情况。
颜色往往反映油质老化程度。汽轮机新油一般是浅黄色的,正常运行颜 色会逐渐变深(但比较缓慢),如汽轮机存在过热(温)点或油中溶进 其他物质时,油颜色会急剧加深。
质。 • 能抑制泡沫产生和挟带空气。 • 能迅速分离油中水分。 • 能保护设备部件不被腐蚀。
2.汽轮机油劣化的原因
运行中的汽轮机油由于受到(1)温度、(2)氧气(空气)、(3) 水分、(4)金属、(5)颗粒状的机械杂质(如粉煤灰、灰尘和细砂) 等因素的影响,会发生氧化、裂解等化学反应,不断变质老化生成大 量的不稳定有机化合物(如过氧化物、醇、酸、醛、酮等),并进一 步缩合生成各种树脂(称为胶质)和油泥沉淀析出。
1.作用与功能
汽轮机—发电机组是一个高速转动的设备。因此,在一台机组内有很 多轴承(轴颈轴承、止推轴承等)和轴封。为了最大限度地减少这些 轴承在高速运转时的磨擦,必须要向这些轴承部件提供润滑油。汽轮 机油润滑系统得作用就是向机组轴承及轴封供应充足清洁、冷却、精
炼的润滑油,同时也为汽轮机的调速系统的汽门控制提供液压动力 (若调节系统的控制液采用汽轮机油)。
所形成乳化液的型式决定于乳化剂(一种表面活性物质)的性能: • 一价金属皂化物(K、Na)—形成水包油型(O/W)乳化液。 • 二、三价金属皂化物(Ca、Mg、Al )—形成油包水型(W/O)乳化液。
但汽轮机油乳化通常形成油包水型(W/O)乳化液。 当油包水型(W/O)乳化液→加入性能相反的乳化剂(称为破乳化剂)→ 水滴析出,乳化消失(破乳化) 破乳化剂—如:(1)聚氧化烯烃甘油硬脂酸酯(GPES型破乳化剂, M=2000~3000,添加量10~20mg/kg。
控制指标:#32汽轮机油 28.8~35.2 mm2/s(40℃)
#46汽轮机油 41.4~50.6 mm2/s(40℃)
注:(GB/T7596-旧标准:运行中汽轮机油粘度变化不应超过新油的20%)
(6)破乳化度(性能)(按照GB7605方法进行)
定义: 当润滑系统中有水,油跟水形成乳化液后再分成两相的能 力—称为破乳化度,以一定条件下,油品的破乳化时间(min)来表 示。破乳化时间越短,油的破乳化性能(析水能力)越好,反之,越 差。
(8)辐射影响 汽轮机油受到辐射(核电站)会使油品物理化学性能和 润滑性能都会发生变化。
(9)油品化学组成(内部因素)一般采用提高基础油精制深度并加入添 加剂来改进油品质量,但各种添加剂相互配合性对油品的氧化安定性 有一定的影响(添加选用要合适,并通过试验)。
(10)润滑系统检修质量好坏对油品的物理化学性能有直接关系。尤其 漏水(汽)机组,要查明原因,并作出处理。油中有铁锈、乳化液、 沉淀物要彻底清洗干净,否则减低油品的性能。
• 金属粉末、灰尘、沉淀物等机械杂质若沉积在转轴上及轴瓦油膜附近, 会引起严重磨损,改变轴承的稳定性,造成机组振动。
• 油质劣化产生的沉淀物和油泥会在冷油器中沉积下来,使冷油器的 冷却效率降低,这样就不能很快地将油中大量的热散出,从而影响 汽轮机油的散热冷却效果。
• 在调速系统有很多机械传动部件,油作为一种液压工质,提供控制 汽门动力。如果油品有杂质、劣化产物沉淀、油泥等,会造成调速 系统卡涩,使动作失灵,严重时影响机组安全运行。
(2)聚氧化烯聚氧丙烯甘油硬脂酸酯(GPE15S-2),效 果较好,添加量较少,只需加几个mg/kg,油水分离速度较快。
但是添加破乳化剂只是权宜之计,根本问题是对油进行净化再生处理。 控制指标:新油:≤15min
运行油≤30min
*汽轮机油破乳化度测定的判断问题 GB/T 7605-2008标准对1987版进行了首次修订,修订后的标准对试
3.油劣化变质危害
符合标准的汽轮机油具备一些特殊性能,因此,在汽轮机组中发挥 着重要作用,汽轮机油主要有三大功能作用:
(1)润滑作用 (2)散热冷却作用 的控制液采用汽轮机油)
(3)调速作用(调节系统
若油质劣化变质,不但起不到应有的功能作用,反而会造成极大的危 害:
• 改变润滑油的粘度,形成不了坚固的油膜,使本来是液体磨擦变成固 体磨擦,失去油的润滑功能。
温度对油质氧化的影响是相当大的,当温度每增加8~10℃氧化速 度就会增加一倍,所以当机组润滑系统出现局部“热点”时,油会加 速热氧化变质。而且当温度达到100℃以上时,生成的油泥会进一步 碳化形成焦碳粒沉积。
水分、金属和颗粒状机械杂质是一种氧化反应的催化剂,它们的存 在能促进油的氧化变质。同时这些物质也有助于泡沫、积垢(铁锈) 和油泥的形成。
因此油箱容量设计一般为:循环回油箱的油在主油箱内滞留时间至少 为8min(≥8min)。
(7)油的流速、油压对油品变坏也有关系,一般进油管的油有一定油压, 控制油流速度为:1.5~2.0m/s,而回油管中的油没有压力(靠油本 身重力作用),油流速度一般较小(0.5~1.0m/s)。若回油速度太 大,回到油箱冲击力也大,会使油箱的油飞溅,导致a.易形成泡沫和 挟带空气,加速油品变质、b.冲击力造成激烈搅拌会导致含水油形成 乳化状态。
(3)酸值(按照GB7599方法进行)
酸值反映了油品劣化变质的程度,酸值升高,除油的性能受到影 响外,对机组造成的危害主要是对系统部件产生腐蚀,影响正常运行。 所以,发现酸值升高,应加强酸值监督,查明原因,采取正确的维护 措施,防止油质进一步劣化。如用吸附剂对油进行再生或补加T501抗 氧化剂等措施。
2.结构
润滑系统的主要部件:(1)油泵
(2)主油箱
(3)润滑油管道 (4)冷油器
二、汽轮机油性能及其变化
1.汽轮机油性能
汽轮机油是一种矿物质润滑油。它是由天然石油通过精炼,并加入 一些添加剂(抗氧化剂、防锈剂等)经调合而成。
经调合而成的新汽轮机油必须符合国家相关标准(GB 11120-89 《L-TSA汽轮机油》),这种汽轮机油—是由深度精制的基础油+抗氧 化剂+防锈剂调合而成,主要成分是烃类的混合物。
此外,油系统结构和设计是否合理对汽轮机油的氧化变质也有一定 的影响。
(6)油箱设计。汽轮机油箱不但用于储存系统的全部油量,还起着分 离油中空气、水分和各种杂质的作用。若油箱容量设计过小,必然增 加油循环次数(一般要求6~10次/小时),油在油箱停留时间就会相 应缩短,这样油箱起不到:a分离油中空气、b水分析出和乳化油的破 乳化、c机械杂质沉降析出作用,加速了油的老化。
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