电厂汽轮机油乳化的原因分析及处理对策 刘猛

电厂汽轮机油乳化的原因分析及处理对策刘猛

发表时间：2018-03-20T11:00:02.307Z 来源：《基层建设》2017年第35期作者：刘猛

[导读] 摘要：本文首先对相关内容做了概述，分析了汽轮机油乳化的危害与原因，并结合相关实践经验，分别从防止油系统进水等多个角度与方面，提出了防治汽轮机油乳化的措施，阐述了个人对此的几点看法与认识，望有助于相关工作的实践。

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摘要：本文首先对相关内容做了概述，分析了汽轮机油乳化的危害与原因，并结合相关实践经验，分别从防止油系统进水等多个角度与方面，提出了防治汽轮机油乳化的措施，阐述了个人对此的几点看法与认识，望有助于相关工作的实践。

关键词：电厂；汽轮机油；乳化；处理

1 概述

汽轮机油系统是用来向汽轮发电机组各轴承提供足够的、高质量的润滑油和向调节系统提供压力油的，在机组盘车时向盘车装置和顶轴装置供油。因此，汽轮机油质是影响汽轮机安全运行的一个重要指标。如果机轮机油的破乳化度超标，且油中带水，不能迅速分离出油和水，油质乳化就会造成油系统腐蚀，机组部件发生锈蚀。同时，汽轮机油也将失去润滑、散热和调速的作用，严重地影响了机组安全运行。汽轮机油系统的主要作用是向汽轮机发电机轴承提供润滑油和调节保安系统的压力油。因此，汽轮机油质量的优劣直接影响着汽轮机的安全可靠性。

2 汽轮机油的作用浅析

汽轮机油在汽轮发电机组的润滑油系统和调速系统中是一个封闭的循环系统。其作用主要有：

2.1调速作用

汽轮机的调速系统主要由调速汽门、伺服阀、及其控制系统等部件组成，调速汽门的开大或关小由伺服阀来控制，使汽轮机在负荷变动时，调节蒸汽的进汽量来保持汽轮机额定的转速；而伺服阀由控制系统来控制。

2.2散热作用

运行中的汽轮机油，不断在系统内循环流动，油温将不断升高，其主要原因是轴承内油品的内摩擦产生热量，其次，由于油与轴颈相接触，被汽轮机转子传来的热量所加热，故此，油在系统内循环时，将不断地带走设备所产生的热量，并经冷油器把热量排出。由此可知，油作为传热介质，对系统内的有关设备起到冷却、散热的作用。

2.3冲洗作用

由于摩擦产主的金属碎屑被汽轮机油带走,从而起到了冲洗的作用。

2.4减振作用

汽轮机油在摩擦面上形成油膜，使摩擦部件在油膜上运动，即两摩擦面间垫了一层油垫，因而对设备的振动起到了一定的缓冲作用。

3 汽轮机油乳化的危害与原因分析

3.1汽轮机油乳化的危害

（1）一种液体只有同时具备适当的粘附性和粘度，才能作为润滑油，且润滑油对于摩擦表面的附着力还必须大于润滑油本身分子间的摩擦力。这样，两个摩擦表面在相互滑动时，每一表面上都带动着一个附着油膜，形成两个摩擦表面之间的液体摩擦，转子在高速转动时，轴颈与轴瓦底部形成压力很高的油膜，支承转子重量在轴瓦中滑动。若油质乳化，就使润滑油的粘附性不好，油对摩擦面的附着力不够，油膜受到破坏，转子轴颈就可能和轴承的轴瓦发生干摩擦，使轴瓦烧损，机组强烈振动，甚至毁机。

（2）汽轮机在运行中，润滑油需要带走的热量主要来自转子轴颈与轴承滑动摩擦所产生的热量，高温蒸汽通过汽轮机转子上的动叶片等部件传导到轴颈上的热量，以及发电机因转子电流过大发热和磁铁发热经发电机转子传递到轴颈处的热量。如果汽轮机油乳化，其乳化液沉积于油循环系统中，妨碍油的顺畅流动，使供油不足，影响散热，轴承与轴颈处温度不能控制在规定值内，易引起轴承烧瓦事故。

（3）抗乳化度是汽轮机的重要指标，一般抗乳化度≤8min。汽轮机油乳化，将加速汽轮机油的氧化，使酸值升高，产生较多的氧化沉淀物，从而延长了汽轮机的抗乳化时间，亦即恶化了油的抗乳化性能。

（4）汽轮机油乳化，将使调节、保安系统中的滑阀等部件锈蚀，造成卡涩，降低了动作的灵敏度，严重时，还会引起调节、保安装置拒动。从而导致机组严重事故的发生。

3.2汽轮机油乳化的分析

水分、激烈搅拌、乳化剂，均能引起汽轮机油乳化。其中，水分的存在和激烈搅拌是产生乳化的主要原因。

（1）汽轮机油中水分的存在，会加速油质的老化及产生乳化；同时会与油中添加剂作用，促使其分解，导致设备锈蚀。汽轮机油中含水，表明汽轮机端部汽封密封不严，蒸汽进入油系统、大气中湿气进入油箱、冷油器泄漏以及机组大修时蒸汽吹扫油管路残留水分所致。此外，油箱、轴承箱上的排油烟(气)机及排气管不能及时排出存留在箱内的湿气，也是油中存水的一个因素。

（2）油中溶有空气，特别是在高温下，会加速油的氧化变质。汽轮机运行中，因其油品气化变质而产生的环烷酸皂、胶体等物质都是乳化剂，使油更容易乳化。

（3）汽轮机油的乳化，与油品中的添加剂性能亦有关系。汽轮机油添加剂(如抗氧化剂和防锈剂)，大都是具有一定表面活性的化合物或混合物。这些物质的分子结构中，一端是具有亲油性的非极性基团，另一端是具有一定表面活性的亲水性极性基团。虽然它们都溶解于油而不溶解于水，但在一定转速下极性基团对水就具有一定的亲合能力，增强了油水分离的难度，促进油质乳化。

（4）激烈搅拌。在汽轮机高速旋转时，油和水被激烈而充分的搅拌，呈乳浊液态。此时，上述亲水的极性基团有了与水充分亲合的机会，当亲合力很大时，就会与水牢固的结合在一起。又由于亲油性的非极性基团能溶于油中，从而通过这种物质的作用使水和油结合在一起。因此，这时水就不能与油分离，即产生乳化现象。

4 防治汽轮机油乳化的措施

汽轮机油乳化给机组运行带来严重后果。因此，应从汽轮机组设备的设计、制造、安装、运行维护、检修、以及油品和添加剂质量等方面着手，层层把关，防止汽轮机油乳化。

4.1防止油系统进水。预防和消除汽轮机油系统进水，是防止汽轮机油乳化的重要措施。为此，首先要确保产品设计和制造质量，即汽

封装置结构设计合理、零部件加工符合工艺标准、材质满足高温运行要求。其次是在机组安装过程中，应严格按质量标准组装汽封，尽量调小汽封间隙，并且在运行中具有自动调整间隙的性能；机组大修中，如发现汽封片缺损、断裂、倒伏，以及失去自动调整间隙性能等缺陷，应予修整或更换。

4.2排除油中水分。在汽轮机运行时，应随机投入油净化装置，以便及时对机组润滑用油和调节保安装置的压力油进行油水分离和杂质过滤。目前应用得比较广泛的YJG型油净化器，由沉淀箱、过滤箱、贮油箱、排油烟机、自动抽水器和精密滤油器等组成。

4.3保证汽轮机油质量。对于购进的汽轮机油，其质量应符合GB2537或GB11120-89标准，并应具备良好的粘附性、氧化安定性、防锈性、抗起泡沫性、空气释放性，以及抗乳性能及酸值指标。对于运行中的汽轮机油，除定期进行全面的检测外，平时亦应注意有关项目的监督和取样检测，发现问题及时处理。

4.4油中添加抗乳化剂。为延长油的使用寿命和提高油的抗乳化性能，可根据运行中汽轮机油的油质情况，向油中添加抗乳化剂，以破坏油水界面上的乳化膜，将水释放出，达到除水目的。这里需要指出的是，所加入的添加剂应符合质量标准，尽可能降低或除去添加剂中亲水性能较强的成份，达到或高于汽轮机油标准所规定的抗乳化性能指标。

4.5库存油管理应严格做好油的入库、储存和发放三个环节，建立明确的标志和台帐，防止油的错用、混用和油质劣化。根据实际明细建立有关的技术档案与技术资料。储油区应严格执行防火防爆制度，杜绝油的渗漏与泼洒，地面油污应及时清理，严禁烟火。

5 电厂汽轮机油系统清洁度控制措施

5.1 设备解体清理

汽轮机油系统清洁可以把油系統的厂家设备进行解体清理，设备解体中包含有主油箱、主油泵、射油器、轴承箱还有邮箱内部的管路等，解体之后利用面团和白布彻底进行清理，尤其是设备中的缝隙还有弯头等死角区域，清理之后确保系统设备中没有杂物。设备在进行安装时，针对管道管件焊接之前需要先用空气压缩进行吹扫，在使用白布擦试干净，并且及时接入系统中，如果不能及时接入系统需要放在指定区域。设备中的管材等在安装之前必须经过酸洗，没有经过酸洗的管材不能接入油系统中，防治出现二次污染。在经过酸洗之后的管材一定要尽快安装，避免在空气中暴露太久出现腐蚀。管材的切割使用机械，切面和管材的中心线垂直。管路安装之前需要配置好测温、测压还有取样点所需的孔洞，要用螺塞堵住，避免有铁屑遗留在管材中。

5.2 冲洗程序

首先是主机润滑油母管的冲洗，在系统的管理安装完成之后，要进行大流量的冲洗，要针对主油泵入口和出口、进油管道和回油母管等进行重点冲洗。投入大流量冲洗一下装置电加热器，为了能够加快加热速度，可以在大流量装置出口上加三组远红外加热线圈进行加热，一半大流量装置上都设置有油温控制仪器。热油冲洗两个小时在冷却三个小时之后继续冲洗，再同时使用空气激振器进行振打，一直到使用放大镜看也没有明显颗粒为止。针对冷油器的冲洗同样是利用大流量装置进行，射油器的喷嘴要注意拆卸下来。油温升到75℃，然后以八个小时为一周期冲洗两个小时，再投入到冷油器中进行降温冲洗，用这样的方法一直到用放大镜观察油样没有明显颗粒物质为止。

密封系统的冲洗环节中需要跟打击有冲洗进行同时冲洗，冲洗油用自轴承润滑油供油管。密封油系统的冲洗需要跟主机油系统同时冲洗合格。轴承箱的冲洗要确定好润滑油的母管冲洗合格，完成之后再进行轴承箱的冲洗，先使用冷热交替进行反复冲洗，一直冲洗到质量合格为止，合格之后在进轴承冲洗，轴承不用装挡油环。在轴承箱进行冲洗过程中，顶轴油和润滑油也同样需要参与到循环过程中，所有系统都参与循环，然后再化验油的质量是否合格，油系统才算是冲洗完毕。在系统恢复正常之后，要装回装轴承的挡油环，然后再继续进行冲洗，这个时候是否拆除大流量装置需要按照当时的实际情况来进行确认。想要提升冲洗质量，要在汽轮机组的油箱中那些容易寄存有杂物的地方还有轴承箱中的回油口安装磁力棒，这样能够有效吸附油中的金属杂物，然后在系统结束运作之后取出磁力棒，清理吸附在磁力棒上的铁屑等杂物，清理干净要放回原处继续工作。同时汽轮机油系统中要在油流动的死角区域装设排污阀门，然后定期的开阀门进行排污处理。

5.3 除水防锈

如果汽轮机油系统中不慎进水，需要采用过滤或者是排污的方式去除水分，保证油质合格。过滤可以使用脱水滤油机或者是传统的板式滤油机来进行，同时也需要针对汽轮机中的金属内壁进行防锈处理，在汽轮机油中加入防锈剂。

5.4 注意事项

油系统的设备制造厂家在系统清洁度质量控制中进行全过程监控制造，尤其是在管路进行酸洗过程中严格把好质量难关，并在清洗之后制定出防锈措施。汽轮机组安装完成之后，要确保油系统的清洁度能够达到国家的质量检验标准和评定标准，汽轮机中的焊接油管能够符合焊接工艺要求。机组在进行检修期间尽量避免有杂物混入到设备中，检修之后要对检修过的油系统先使用压缩空气吹，在使用面团粘。在工作中要加强油质量的监督工作，定期进行排污，保证汽轮机油清洁度。

6 结束语

综上所述，加强对电厂汽轮机油乳化原因及处理的研究分析，对于其良好实践效果的取得有着十分重要的意义，因此在今后的汽轮机油乳化处理过程中，应该加强对其关键环节与重点要素的重视程度，并注重其具体实施措施与方法的科学性。

参考文献

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