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摘要：近年来，常规火电厂汽轮机油乳化问题的处理得到了业内的广泛关注，研究其相关课题有着重要意义。本文首先对相关内容做了概述，分析了汽轮机油的作用。在探讨对发电厂汽轮机油质要求的同时，结合相关实践经验，分别从多个角度与方面就汽轮机油乳化的危害与防治展开了研究，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：火电厂；汽轮机油；乳化；原因；处理
1前言
作为一项实际要求较高的实践性工作，常规火电厂汽轮机油乳化问题的处理有着其自身的特殊性。该项课题的研究，将会更好地提升对汽轮机油乳化原因的分析与掌控力度，从而通过合理化的措施与途径，进一步优化乳化问题处理工作的最终整体效果。
2概述
汽轮机油是电力系统中重要的润滑介质，主要用于汽轮发电机组的润滑系统和调速系统。在汽轮机的轴承中起润滑和冷却作用；在调速系统中起传压调速作用。汽轮机油用量大，一个大电厂若加上必需的备用油量，用油量就会更大。随着电力工业的快速发展，汽轮机油质量的好坏，直接影响汽轮机组的安全经济运行。这就要求我们能对汽轮机油的作用及性质进行分析，从而发现油质发生变化的原因，以便我们在以后的工作中制定针对性的措施，确保汽轮机用油的品质。
3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中是一个封闭的循环系统。其作用主要有：
3.1润滑作用
滑动摩擦有2条物理定律，它们是:
（1）两固体表面间摩擦与接触表面积无关。
（2）两固体表面间的摩擦与表面正压力成正比。
作相对运动的摩擦表面之间有如下的几种情况：
a前面述及减少机械表面相互之间的摩擦和磨损的方法，是要设法避免两摩擦表面的直接接触。
b最简便、使用得最早的方法是在摩擦表面间加润滑剂。用润滑剂来隔开摩擦表面，防止它们直接接触，就是通常所说的“机械的润滑”。
c根据摩擦零件的工作条件和润滑油在摩擦表面间所起的作用。将机械零件的润滑分为两个类型；流体润滑及边界润滑。
d流体润滑是在两个摩擦表面之间有一薄层具有一定压力的流体，流体将摩擦表面完全隔开。流体中的压力平衡摩擦零件所受的外载荷。
1.2.2流体动力润滑的数学理论基础
3.2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。
3.3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。
3.4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。
4对发电厂汽轮机油质的要求
汽轮机油质量的好坏，直接影响汽轮机组的安全经济运行，故对汽轮机油的质量具有严格的规定和较高的要求：
4.1良好的抗氧化安定性
汽轮机油在机组中循环速度快，次数多，使用年限较长，并在一定温度下和空气、金属直接接触；因此要求其在运行中热稳定性好，氧化沉淀物要少，酸值不应显著增长。
4.2良好的润滑性能和适当的粘度
选择适当粘度的汽轮机油，其粘度随温度变化小，能保证汽轮机组在不同温度下得到可靠的润滑。一般在保证润滑的前提下，尽可能选用粘度较小的油、因其散热性及抗乳化性能均好一些。
4.3良好的抗乳化性能
因机组在运行中蒸汽经常从轴封不严密处漏入油系统，使油水混合而成乳化液，影响油的润滑性能和机组的安全运行，故要求汽轮机油具有良好的抗乳化性能，容易与水分离。使漏入润滑系统内的水分在油箱内能迅速分离排出，以保持油质的正常润滑和冷却作用。
4.4要具有良好的防锈性能
对机件能起到良好的防锈作用。
4.5良好的抗泡沫性能
油在运行中产生泡沫要少。以利于油的正常循环、润滑。
4.6良好的析气性能
油在运行中于空气接触，形成雾沫，油应能快速消除泡沫。
4.7具有良好的清洁度
油品应有很好的清洁度，以免在摩擦面上破坏油膜，形成干摩擦，造成设备损坏。
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5汽轮机油乳化的危害与防治
5.1汽轮机油乳化的危害
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。例如，汽轮机油乳化给机组带来的危害是很大的。主要表现在以下几个方面：
（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。
5.2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。
5.3防治汽轮机油乳化的措施
如前所述，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。
（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。
（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）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。
（5）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。
（6）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。
6结束语
本文分析了发电厂汽轮机用油的物理和化学性质，以及汽轮机油在发电厂汽轮机组运行中的作用及质量要求、技术要求和安全要求。电厂用汽轮机油应该首先保证油的品质，特别要保证油具有良好的抗乳化性和抗泡性，在运行中要特别注意油中进水，乳化和油的酸值等。对电厂汽轮机用油问题进行分析时提供一些依据，同时也给以后更进一步认识和运用电厂汽轮机油的特性提供些参考。
综上所述，加强对常规火电厂汽轮机油乳化原因与处理问题的研究分析，对于其良好实践效果的取得有着十分重要的意义，因此在今后的火电厂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。
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论文作者:王峰
论文发表刊物:《电力设备》2017年第15期
论文发表时间:2017/10/23
标签：汽轮论文; 机油论文; 摩擦论文; 汽轮机论文; 机组论文; 作用论文; 表面论文; 《电力设备》2017年第15期论文;