火力發(fā)電廠汽輪機(jī)組潤(rùn)滑油系統(tǒng)包括調(diào)節(jié)系統(tǒng)和供油系統(tǒng),其供油系統(tǒng)中透平油的黏度、閃點(diǎn),是影響機(jī)組安全經(jīng)濟(jì)運(yùn)行的一個(gè)重要因素。當(dāng)透平油受到污染后, 將使軸承油膜承載能力下降; 油乳化變質(zhì),潤(rùn)滑性能變差; 油酸值增大,甚至出現(xiàn)水溶性酸,腐蝕設(shè)備、管道; 由于腐蝕和臟污可造成調(diào)節(jié)系統(tǒng)滑動(dòng)零件卡澀、磨損, 進(jìn)而導(dǎo)致負(fù)荷擺動(dòng); 透平油消耗量增大, 油處理負(fù)荷加重, 運(yùn)行經(jīng)濟(jì)性變差等等。河北大唐國(guó)際王灘發(fā)電有限責(zé)任公司的給水泵汽輪機(jī)是東方汽輪機(jī)廠生產(chǎn)的G6.6-0.78型機(jī)組, 該機(jī)組在300MW發(fā)電機(jī)組中得到廣泛應(yīng)用, 其潤(rùn)滑油系統(tǒng)所用油為32L-TSA/GB11120-89透平油。L-TSA汽輪機(jī)油的質(zhì)量要求為: 40℃運(yùn)動(dòng)黏度與新油原始值相差不大于20%, 在28.8～35.2mm²/s之間; 開(kāi)口閃點(diǎn)與新油原始值相差不超過(guò)15℃,一般應(yīng)大于等于180℃。

1、汽輪機(jī)油油質(zhì)劣化及影響因素分析

　　2007年9月檢驗(yàn)汽輪機(jī)潤(rùn)滑油時(shí)發(fā)現(xiàn)黏度、閃點(diǎn)下降較大, 潤(rùn)滑油顏色變深。因此, 對(duì)汽輪機(jī)潤(rùn)滑油進(jìn)行了跟蹤檢測(cè), 得到油質(zhì)劣化過(guò)程中黏度、閃點(diǎn)變化趨勢(shì)見(jiàn)表1。

表1　潤(rùn)滑油黏度和閃點(diǎn)的變化趨勢(shì)

　　火電機(jī)組中, 給水泵汽輪機(jī)油質(zhì)劣化的主要原因?yàn)?

　　(1) 受雜質(zhì)影響。油中存在的水分、金屬和顆粒物質(zhì)等雜質(zhì)會(huì)促進(jìn)油的氧化, 并有助于泡沫、積垢和油泥的形成。管道的結(jié)垢或其他顆粒物質(zhì)都有可能進(jìn)入系統(tǒng)中, 而系統(tǒng)避免不了水分的存在, 水在油中以溶解狀態(tài)存在, 超過(guò)飽和點(diǎn)后才析出游離水。水在油中會(huì)促進(jìn)生銹, 形成乳化和老化產(chǎn)物、油泥等物質(zhì), 這些老化物質(zhì)又會(huì)進(jìn)一步促進(jìn)油的氧化, 形成惡性循環(huán)。

　　(2) 潤(rùn)滑油系統(tǒng)油溫度高, 有過(guò)熱熱源。溫對(duì)透平油的氧化速度的影響是相當(dāng)大的。一般溫度在60℃以上, 溫度每增加10℃, 氧化速度就會(huì)加倍。潤(rùn)滑油的局部“熱點(diǎn)”能加速油的氧化過(guò)程, 發(fā)生熱氧化變質(zhì)。在高溫下, 碳?xì)浠�合物的熱裂解�?huì)形成不穩(wěn)定的化合物, 進(jìn)一步聚合成各種樹(shù)脂和油泥。溫度達(dá)到100℃以上時(shí), 油泥開(kāi)始碳化, 會(huì)形成焦炭樣沉積, 可引起轉(zhuǎn)子損壞。

　　(3) 供油系統(tǒng)結(jié)構(gòu)和設(shè)計(jì)。油箱除用于存儲(chǔ)系統(tǒng)的全部用油外, 還起著分離油中空氣、水分和各種雜質(zhì)的作用。所以油系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)對(duì)油品的質(zhì)量有一定的影響, 若油箱過(guò)小, 增加油循環(huán)倍率, 油在油箱中停留時(shí)間會(huì)相應(yīng)縮短, 起不到析出水分和破乳化作用, 將加速潤(rùn)滑油的劣化。油的流速、油壓對(duì)油品的劣化也有直接影響。進(jìn)油管道中的油應(yīng)有一定的油壓,且還應(yīng)維持一定的流速(一般為1.5～2m/s)。回油管中的油沒(méi)有壓力, 流速一般較小(0.5～1.5 m/s)。若油速太大, 回油箱沖力也大, 造成油箱中的油飛濺,形成泡沫, 油中存留的空氣加速了油品的變質(zhì)。同時(shí)沖力造成的激烈攪拌會(huì)導(dǎo)致含水的油形成乳化狀態(tài)。

　　(4) 油品的化學(xué)組成。導(dǎo)致運(yùn)行中汽輪機(jī)油變質(zhì)的內(nèi)在因素主要是油品的化學(xué)組成。不同牌號(hào)或同一牌號(hào)不同批號(hào)的潤(rùn)滑油所采用的基礎(chǔ)油不同, 而基礎(chǔ)油中的石蠟烴、環(huán)烷烴和芳烴相對(duì)比例發(fā)生變化會(huì)直接影響著油品的黏度指數(shù)、傾點(diǎn)等理化性能。由于各種添加劑相互配合對(duì)油品的氧化安全性有一定的影響, 添加劑選擇不當(dāng), 會(huì)導(dǎo)致油品性能變壞。

2、油質(zhì)劣化的原因分析

　　給水泵汽輪機(jī)的油系統(tǒng)為成熟的設(shè)計(jì)方案, 油箱中油循環(huán)倍率在8～10, 不存在由于設(shè)計(jì)流速、壓力問(wèn)題所引起的油質(zhì)劣化; 從表1可看出, 油系統(tǒng)雜質(zhì)和水分一直未發(fā)生超標(biāo)現(xiàn)象。因此, 油質(zhì)的劣化不是由于系統(tǒng)設(shè)計(jì)問(wèn)題和油中含有雜質(zhì)造成的。

　　對(duì)給水泵汽輪機(jī)供油系統(tǒng)進(jìn)行檢修, 更換另一種優(yōu)質(zhì)的透平油。但是在相同工況下, 抗劣化時(shí)間只是由一個(gè)月延長(zhǎng)到三個(gè)月, 初步判定油質(zhì)劣化不是由于透平油本身的質(zhì)量造成的。為進(jìn)一步證實(shí)上述結(jié)論,作者對(duì)所用透平油進(jìn)行了混油試驗(yàn), 并對(duì)新油及運(yùn)行中的汽輪機(jī)油進(jìn)行了模擬蒸餾試驗(yàn)。

　　給水泵汽輪機(jī)所用的汽輪機(jī)油均為同一牌號(hào)的32L-TSA/GB11120-89透平油, 為排除由于批號(hào)不同而造成的潤(rùn)滑油混合后油質(zhì)的變化, 作者進(jìn)行了油泥析出試驗(yàn), 將運(yùn)行中的潤(rùn)滑油與新油采用1∶1比例進(jìn)行混油, 混合后結(jié)果見(jiàn)表2。按照SH/T0505 方法,作者對(duì)原汽輪機(jī)油和劣化后的汽輪機(jī)油進(jìn)行了模擬蒸餾試驗(yàn), 結(jié)果見(jiàn)表3。

表2　汽輪機(jī)油的性能指標(biāo)

表3　汽輪機(jī)油模擬蒸餾試驗(yàn)結(jié)果