南水北调刘老涧二站3#机汽轮机油乳化处理论文_李庄,夏寒,陈凤

江苏省骆运水利工程管理处 江苏宿迁 223800

摘要:针对南水北调刘老涧二站3#机上、下油缸内汽轮机油破乳化度超标做原因分析,并对乳化油品进行真空滤油和添加破乳化剂等处理,最终使乳化的汽轮机油破乳化度合格,积累了对乳化油品处理的宝贵经验。

关键词:立式同步电机汽轮机油破乳化度超标;汽轮机油乳化;真空滤油处理;添加破乳化剂

1引言

南水北调刘老涧二站选用4台3000ZLQ29.4-3.7立式轴流泵,配2000kw立式同步电机4台套,单机流量为29.4m3/s,总装机流量为117.5 m3/s,总装机容量为8000kw。立式同步电动机的定子和转子,是产生电磁作用的主要部件,上机架、下机架、推力轴承,上下导轴承、炭刷及滑环、顶盖等是支持或辅助部件。转子及主轴为转动部件,它与泵轴用刚性联轴器连接,带动叶轮旋转作功。上油缸位于上机架中间部位,缸底为推力轴承座,上面装有8只抗重螺丝,顶着8块推力瓦,支承着转动部分的重量。油缸中设有导轴瓦架,上面装有8块上导轴瓦,用来控制主轴的径向位移;油缸内装有汽轮机油,油面控制在上导轴瓦的中心位置,油缸内装有环形铜管通流动性冷却水实现油缸降温。下油缸位于下机架中间部位,槽内装有8块下导轴瓦,与电机轴上的转子接触,导轴瓦由瓦架及抗重螺丝支承,背面及上下面均有绝缘板承托,以防轴电流引出,油缸内装有汽轮机油,油面控制在上导轴瓦的中心位置,油缸内装有环形铜管通流动性冷却水实现油缸降温。

我泵站四台立式同步电机上、下油缸内选用68号汽轮机油作为立式同步电机的润滑、散热、调速作用。

2汽轮机油破乳化度超标的原因

一般认为油品发生乳化必须具备三个条件:油中含有与油不互溶的物质(如水);含有能降低油水界面张力的表面活性物质;高速循环流动或搅拌。在电机运行过程中,由于机组的轴封不严、汽封漏汽、润滑油质量差、轴承箱及油箱真空度达不到等诸多因素,容易导致油缸进水。同时,在机组的安装环节没有达到设备清洁度要求,存在污物、杂质等也都存在着外界表面活性物质的侵入可能。汽轮机油和水的乳化与油品中添加剂性能也有关,汽轮机油中添加的抗氧剂和防锈剂大都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,一端具有亲油性的非极性基团,另一端具有一定表面活性的亲水性能极性基团。虽然它们都溶解于油而不溶解于水,但在长期的高温、剧烈搅拌下极性基团对水具有一定的亲合能力。过量水分的存在会加速油品抗氧剂的损失,增加金属的腐蚀,加速油品的劣化,从而使得油品破乳化度超标。汽轮机油如果发生乳化现象,就失去了润滑、散热、调速作用,会给设备带来极大的危害。

我泵站3#电机上、下油缸中的汽轮机油在2015年4月送检中发现破乳化度(54℃)超标。检测结果:

3汽轮机油乳化的危害

汽轮机油乳化给机组带来的危害是严重的,主要表现在以下几个方面:

3.1汽轮机油乳化能使调节系统中滑阀及套筒等部件严重锈蚀,造成滑阀卡涩,降低了调节系统灵敏度,以至引起机组运行中甩负荷。同时,还可能破坏轴承处的油膜,容易造成轴承和轴颈的磨损。

3.2乳化液沉积于油循环系统中,妨碍油的循环,造成供油不足,影响散热,容易引起轴承烧瓦,有可能发生严重事故。

3.3汽轮机油乳化能够加速汽轮机油的氧化,使酸值升高,产生较多的氧化沉积物,从而进一步延长了汽轮机油的破乳化时间。

4对乳化汽轮机油的处理

对乳化汽轮机油最直接有效的处理方法为更换新油,但根据检测报告,我泵站3#汽轮机油除破乳化度外其它指标均合格,因此决定采用油品过滤和添加AR型破乳剂相结合的方法处理乳化油品。

我泵站经过讨论研究,首先采用TYZ型真空滤油机对油品进行处理。TYZ型真空滤油机工作原理是对雾化后的油在真空状态下进行脱水、脱气,三组滤清器能滤除各种细微的固体杂质,同时特殊的再生吸附剂能除去油中的化学残物。经过48小时循环滤油,基本确定油品已全部完成过滤。

下一步决定对已过滤的油品取量做添加破乳剂试验。添加破乳剂改善油品的破乳化性能的机理为:在乳化汽轮机油中,通过加入与形成乳化汽轮机油类型(W/ O 型)相反的表面活性物质(破乳剂),替代已富集在油水界面膜上的表面活性物质(乳化剂),使界面膜被破坏,将膜内包裹的释出,水滴相互凝结沉降到底部,使油水分离达到破乳目的。

经过多次定量试验,选用破乳剂与汽轮机油的比例为0.6g/L。在添加破乳剂过程中,需要对油品进行连续过滤、循环搅拌,使破乳化剂与油品混合均匀、充分反应。在油品处理完成之后72小时后,选取油样送检,检测报告表明,3#机上、下油缸汽轮机油添加破乳化剂后,破乳化度(54℃)值为15min和17min,符合质量标准(≤30min),并对其它项目数值无明显影响。

2015年11月油品检测结果:

5结论

防治汽轮机油乳化,对于延长油的使用寿命和保证机组安全运行起着重要的作用。为此,需从油系统设计、制造、安装、运行维护、油品质量监督等环节相互配合、严加控制。破乳剂是一种用于脱水的非离子型表面活化剂,其化学组分与油品发生反应,能够改善油水分离状况。通过此次乳化油品的成功处理,为我泵站的运行管理增加了新的事故处理经验,为更好的保障泵站安全运行提供更多技术支持。

论文作者:李庄,夏寒,陈凤

论文发表刊物:《基层建设》2016年9期

论文发表时间:2016/7/27

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