汽輪機油乳化的危害

tags: 汽輪機    時間:2014-03-11 13:10:20
汽輪機油乳化的危害簡介
    1 汽輪機油乳化的危害   汽輪機油系統的主要作用是向汽輪機發電機軸承提供潤滑油和調節保安系統的壓力油。因此,汽輪機油質量的優劣直接影響著汽輪機的安全可……
汽輪機油乳化的危害正文
    1 汽輪機油乳化的危害

汽輪機油系統的主要作用是向汽輪機發電機軸承提供潤滑油和調節保安系統的壓力油。因此,汽輪機油質量的優劣直接影響著汽輪機的安全可靠性。例如,汽輪機油乳化給機組帶來的危害是很大的。主要表現在以下幾個方面:


(1) 一種液體只有同時具備適當的粘附性和粘度,才能作為潤滑油,且潤滑油對於磨擦表面的附著力還必須大於潤滑油本身分子間的磨擦力。這樣,兩個磨擦表面在相互滑動時,每一表面上都帶動著一個附著油膜,形成兩個磨擦表面之間的液體磨擦,轉子在高速轉動時,軸頸與軸瓦底部形成壓力很高的油膜,支承轉子重量在軸瓦中滑動。若油質乳化,就使潤滑油的粘附性不好,油對磨擦面的附著力不夠,油膜受到破壞,轉子軸頸就可能和軸承的軸瓦發生干磨擦,使軸瓦燒損,機組強烈振動,甚至毀機。


(2) 汽輪機在運行中,潤滑油需要帶走的熱量主要來自轉子軸頸與軸承滑動磨擦所產生的熱量,高溫蒸汽通過汽輪機轉子上的動葉片等部件傳導到軸頸上的熱量,以及發電機因轉子電流過大發熱和磁鐵發熱經發電機轉子傳遞到軸頸處的熱量。如果汽輪機油乳化,其乳化液沉積於油循環系統中,妨礙油的順暢流動,使供油不足,影響散熱,軸承與軸頸處溫度不能控制在規定值內,易引起軸承燒瓦事故。


(3) 抗乳化度是汽輪機的重要指標,一般抗乳化度≤8 min。汽輪機油乳化,將加速汽輪機油的氧化,使酸值升高,產生較多的氧化沉澱物,從而延長了汽輪機的抗乳化時間,亦即惡化了油的抗乳化性能。


(4) 汽輪機油乳化,將使調節、保安系統中的滑閥等部件鏽蝕,造成卡澀,降低了動作的靈敏度,嚴重時,還會引起調節、保安裝置拒動。從而導致機組超速事故的發生。


2 汽輪機油乳化的分析


水分、激烈攪拌、乳化劑,均能引起汽輪機油乳化。其中,水分的存在和激烈攪拌是產生乳化的主要原因。


(1) 汽輪機油中水分的存在,會加速油質的老化及產生乳化;同時會與油中添加劑作用,促使其分解,導致設備鏽蝕。汽輪機油中含水,表明汽輪機端部汽封密封不嚴,蒸汽進入油系統、大氣中濕氣進入油箱、冷油器泄漏以及機組大修時蒸汽吹掃油管路殘留水分所致。此外,油箱、軸承箱上的排油煙(氣)機及排氣管不能及時排出存留在箱內的濕氣,也是油中存水的一個因素。


(2) 油中溶有空氣,特別是在高溫下,會加速油的氧化變質。汽輪機運行中,因其油品氣化變質而產生的環烷酸皂、膠體等物質都是乳化劑,使油更容易乳化。


(3) 汽輪機油的乳化,與油品中的添加劑性能亦有關係。汽輪機油添加劑(如抗氧化劑和防鏽劑),大都是具有一定表面活性的化合物或混合物。這些物質的分子結構中,一端是具有親油性的非極性基團,另一端是具有一定表面活性的親水性極性基團。雖然它們都溶解於油而不溶解於水,但在一定轉速下極性基團對水就具有一定的親合能力,增強了油水分離的難度,促進油質乳化。


(4) 激烈攪拌。在汽輪機高速旋轉時,油和水被激烈而充分的攪拌,呈乳濁液態。此時,上述親水的極性基團有了與水充分親合的機會,當親合力很大時,就會與水牢固的結合在一起。又由於親油性的非極性基團能溶於油中,從而通過這種物質的作用使水和油結合在一起。因此,這時水就不能與油分離,即產生乳化現象。

3 防治汽輪機油乳化的措施


如前所述,汽輪機油乳化給機組運行帶來嚴重後果。因此,應從汽輪機組設備的設計、製造、安裝、運行維護、檢修、以及油品和添加劑質量等方面著手,層層把關,防止汽輪機油乳化。


3.1 防止油系統進水


預防和消除汽輪機油系統進水,是防止汽輪機油乳化的重要措施。為此,首先要確保產品設計和製造質量,即汽封裝置結構設計合理、零部件加工符合工藝標準、材質滿足高溫運行要求。其次是在機組安裝過程中,應嚴格按質量標準組裝汽封,在保證汽封片不與大軸磨擦的前提下,盡量調小汽封間隙,並且在運行中具有自動調整間隙的性能;機組大修中,如發現汽封片缺損、斷裂、倒伏,以及失去自動調整間隙性能等缺陷,應予修整或更換。三是對於已運行機組,確證汽封結構設計不合理而造成汽封漏汽量大時,可在端部汽封的外露軸段上加裝阻汽環,以阻隔汽封漏汽竄入軸承箱內。四是加強設備運行中的監視和調整,如供給汽輪機端部汽封裝置的蒸汽壓力要適當, 並符合規程要求,冷油器油側的油壓,必須大於水側的水壓,防止因其管束破損使水進入油系統中。


3.2 排除油中水分


在汽輪機運行時,應隨機投入油凈化裝置,以便及時對機組潤滑用油和調節保安裝置的壓力油進行油水分離和雜質過濾。目前應用得比較廣泛的YJG型油凈化器,由沉澱箱、過濾箱、貯油箱、排油煙機、自動抽水器和精密濾油器等組成。這種油凈器由於具有較大油容積,對油中水分、雜質的清除兼有重力分離、過濾與吸附凈化作用,凈化效率高,且運行安全可靠。此外,安裝在油箱上的排油煙機應與汽輪機同時運行,並連續不斷的抽走油中氣體和水蒸汽,使其不能在油箱內凝結;同時,軸承箱上的通氣孔(排氣管)應暢通,避免軸承內產生負壓而吸入蒸汽、濕氣或凝結水珠。


3.3 清除油管路清洗后的殘液


在機組安裝或大修中,如用熱水或蒸汽沖洗油管路、冷油器油側或油系統上的濾油器等部件的油垢,應在清洗後用壓縮空氣吹掃可能存留的殘液或水珠,確信乾燥后再將管接頭封好待裝復。


3.4 保證汽輪機油質量


對於購進的汽輪機油,其質量應符合GB2537或GB11120-89標準,並應具備良好的粘附性、氧化安定性、防鏽性、抗起泡沫性、空氣釋放性,以及抗乳性能及酸值指標。對於運行中的汽輪機油,除定期進行全面的檢測外,平時亦應注意有關項目的監督和取樣檢測,發現問題及時處理。


3.5 油中添加抗乳化劑


為延長油的使用壽命和提高油的抗乳化性能,可根據運行中汽輪機油的油質情況,向油中添加抗乳化劑,以破壞油水界面上的乳化膜,將水釋放出,達到除水目的。這裡需要指出的是,所加入的添加劑應符合質量標準,儘可能降低或除去添加劑中親水性能較強的成份,達到或高於汽輪機油標準所規定的抗乳化性能指標。


4 結束語


防治汽輪機油乳化,對延長油的使用壽命和保證機組安全運行起著重要作用。為此,需從油系統設計、製造、安裝、運行維護、油品質量監督管理等環節相互配合、嚴加控制。例如從設計上採取措施,防止空氣水分進入油系統;在運行維護上減少漏汽、漏水、降低油溫,及時排除油箱中的積水和濕氣;在檢修中做好加油和油系統清掃工作;在油務管理上,嚴把進油質量關,並加強運行中的油質採樣監督。
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