关键词：汽轮机；润滑油；透平油
0 前言
润滑油系统lube oil system是汽轮发电机组steam turbine generator unit重要的辅助系统auxiliary system，它的功能主要有三个方面。润滑作用lubrication：为汽轮机组各轴承提供低压润滑油及高压顶轴油jacking oil以避免转子与轴承发生干摩擦；冷却作用：将转子旋转摩擦产生的热量及时带走避免油质恶化、损坏轴瓦面bearing pad；调速用speed governing：部分汽轮机的调速系统也使用润滑油。为保证机组运行的安全可靠，对润滑油的品质有着较高的要求。润滑油系统能否正常良好的运行直接影响到机组的安全及经济性能，作为工作介质的润滑油，其优良的性能是润滑油系统正常工作的重要保证。
图1 典型油润滑轴承油膜oil film示意图
1 汽轮机润滑油的组成
润滑油是由基础油及若干添加剂调制而成。基础油分为矿物油和合成油，目前润滑油的基础油绝大部分使用的是矿物油，它是通过物理方法从石油中提炼而成。汽轮发电机组的功率越来越大，停机带来的损失也越来越大，因此对运行提出了更高的要求。对润滑油可靠性、长寿命等特点的要求，促使加氢基础油得到广泛的应用。我国润滑油加氢处理技术的应用开始于上世纪90年代初。
润滑油添加剂是这样一些化学物质，将其以相对少量加入润滑油基础油中，就可以显著改善润滑油的某些特性，或者赋予基础油某些原来不具备的新的性质。润滑油添加剂的应用对于提高润滑油产品的经济效益以及达到某些特定的技术指标起着不可忽视的，甚至是关键的作用。较常见的添加剂有防锈剂、破乳化剂、抗氧化剂、抗泡剂及抗压抗磨剂等。
2 汽轮机润滑油的主要特性要求
汽轮机润滑油一般不对其化学成分作要求，而是对润滑油的各项物理化学特性提出相应的要求。
2.1 粘度
粘度是流体粘滞性的一种量度，是流体流动力对其内部摩擦现象的一种表示，它是汽轮机油的重要物理性能指标之一。GB11120-2011《涡轮机油》按40℃时油的运动粘度将汽轮机油划分为32，46，68，100四个等级。适当的粘度是机组正常润滑的重要保证因素，目前汽轮机组常用的润滑油有32号和46号。汽轮机组转子在高速旋转过程中因摩擦产生的热量会使润滑油温度升高，而油的粘度是随油温的升高而降低的，为保证机组在不同的温度下都能得到可靠的润滑，要求油的粘度受温度影响尽量小，即油的粘温特性好，不随油温的升降而明显变化。
图2 壳牌Turbo T润滑油粘温曲线
2.2 抗乳化性demulsibility
抗乳化性是指润滑油抵抗油－水乳状液形成的能力。汽轮机运行中，润滑油不可避免的会混入水分，油品如有良好的析水能力，水则会沉降到油箱的底部，可及时排出；若油品析水能力差，它就会与混入的水形成乳化液，使水不容易析出，对润滑性能产生影响。水分的存在和转子的持续运转是产生乳化的主要原因，乳化后的油会影响润滑作用，严重时会引起轴承磨损、机组震动及锈蚀等问题。因而汽轮机油应具有良好的破乳化性能。
2.3氧化安定性oxidation stability
润滑油抵抗氧气的作用而保持其性质不发生永久变化的能力。运行中汽轮机油处于强迫循环状态，轴承箱等部位处于负压下，因此油会与大量的空气接触产生氧化，另外温度、水分、金属催化剂和其他各种杂志都会加速油品氧化，同时也与油的化学组成有关。最终氧化会生成不溶于油的油泥，影响油品的性能。
2.4抗泡性foaming
汽轮机油长期处于持续的运动状态，并与空气有接触，尤其是含有具有表面活性的添加剂时，油面上常会产生泡沫。油中含有泡沫，会使油膜破坏，直接影响润滑油的功能。另外泡沫会影响油泵的性能，使油泵无法建立一定的压力，进而影响到整个机组油的循环，同时油压的不稳定也给运行调节带来了影响。
2.5空气释放性air release
一般矿物油中均能溶解一定量的空气，当压力降低时，溶解的空气开始形成气泡，如果气泡从油中释放过慢而滞留在油中，则会带来许多危害。由于油中含有气泡，泵的有效容积降低，泵的出口压力降低，同抗泡性一样可能会影响到整个机组的安全运行。油中空气含量过高，特别是在温度较高的情况下，会加速油的氧化变质。
2.6其他特性
除以上几点外，汽轮机油还有一些其他的特性要求。
倾点pour point：被冷却的试样能够流动的最低温度。
闪点flashing point：在规定的条件下，加热油品所逸出的蒸气和空气组成的混合物与火焰接触发生短暂闪火的最低温度。
还有酸值、中和值neutralization number以及液相锈蚀等性能要求。
各项性能指标的要求在GB11120-2011中有具体数值评价标准，本文不再一一列举。
有些汽轮机制造商有自己的油品认证标准，Siemens及GE等均有自己的油品批准程序。
3 运行中常见的汽轮机润滑油油质劣化
汽轮机润滑油油质变差的危害是多方面的，最主要的在于造成汽轮机轴颈的磨损和轴瓦的损坏，其它还有影响危急遮断emergency trip系统的正常运行、油系统中油泵的使用寿命。
润滑油油质变差的主要表现有油泥、水分、锈蚀以及油耗增大等。油中的污染物主要有固体颗粒、水分以及运行中生成的化合物。固体颗粒主要是润滑油系统的管路及设备在安装和运行中产生的金属碎屑，水分主要来自轴封漏汽和空气中所含的水，化合物则是由于运行中润滑油自身受到影响而生成的物质，其中后两种原因可从润滑油特性方面加以改善。
油中含水是汽轮机润滑油系统常见的事故诱因。油中含水以后会导致润滑油乳化、部件锈蚀进而进一步加剧润滑油的变质，危害汽轮机的安全运行。一方面从设计结构上予以考虑，尽量避免油中进水，另一方面就是加强润滑油本身的特性，延长润滑油的使用寿命。
4 在线维护
汽轮机润滑油在不出现严重污染的情况下一般不更换可用10～20年，只需要补加。补油量从5%到30%不等，补油的频率和数量会影响油品的使用寿命。一般油品补加应使用相同品牌和牌号的的汽轮机油，并经过滤和净化后加入系统，不同的油品混合可能会导致添加剂沉淀和油品老化加快。
润滑油的正确保养对于避免轴承、轴颈和泵的过度磨损来说是非常重要的。必须作定期分析以确定油特性是否改变，如果确有改变，应查明原因，并立即采取纠正措施。
油净化系统必须能除去所有游离水分（非溶性水分），但是某些采用硅藻土或类似过滤材料的油净化系统也会滤去添加在油中的腐蚀和氧化抑制剂。因此在使用这类系统前要向供货商进行咨询。
5 结语
在正常的运行期间，允许油品有一定程度的降解，通过补加油品或添加剂，可改进油品的一些性能。采取正确措施改进性能、良好维护程序是非常必要的。汽轮机运行过程中要对润滑油持续进行维护，根据相关国家标准或运行规范定期对润滑油的各项指标进行检验，监视润滑油的质量。
参考文献：
[1] 徐平,杨俊杰.国内外在用汽轮机油检测指标和处理措施综述.石油商技[J]，2006，1:40-44
[2] 孟玉婵.我国运行汽轮机油的维护与监督管理.润滑油[J]，2007，2:37-44
论文作者:童宏仙
论文发表刊物:《科技新时代》2018年3期
论文发表时间:2018/6/6
标签：润滑油论文; 汽轮机论文; 汽轮论文; 油品论文; 机组论文; 机油论文; 特性论文; 《科技新时代》2018年3期论文;