汽轮机油破乳化度超标分析与探讨

汽轮机油破乳化度超标分析与探讨
破乳化度是汽轮机油的一项重要性能指标，也就是说当运行中油中含水量超标时，润滑油乳化油水难以分离，造成润滑油质粘度降低、影响油膜刚度，严重时使汽轮机轴颈与轴瓦发生磨擦，润滑不良，降低润滑油油膜性能，引起轴承烧瓦事故，给机组的经济运行带来重大安全隐患。

标签：乳化度超标原因
一、汽轮机油破乳化度超标的危害
破乳化度是汽轮机油的一项重要性能指标。

汽轮机油中所含水分达到饱和后，由于油中存在能引起油乳化的表面活性物质以及油在系统循环产生的搅拌作用会使油质发生乳化，不但会破坏油的成膜和极压特性，使其油膜特性变差，严重影响油的润滑性能，使部件间的摩擦增大，导致局部过热，危及汽轮机的安全运行，而且油中乳化状态的水会加速油质的劣化变质，造成金属表面的锈蚀现象的发生。

因此，运行中汽轮机油对破乳化度指标有着严格的要求（≤30min）。

二、汽轮机油破乳化度超标的原因分析
破乳化度是表示油、水分离能力的一项指标，用破乳化时间来表示。

破乳化时间越短，破乳化度越小，油的抗乳化性能越好，反之相反。

破乳化度超标的根本原因是油中存在表面活性物质——乳化剂。

乳化剂分子结构具有不对称性，由极性和非极性两部分组成。

极性部分是亲水的，非极性部分是憎水的。

当油中的乳化剂在油水界面上定向排列，极性基团进入水相，非极性基团进入油相，此时油水就很难分开，形成乳化液，油的破乳化度自然就会变差。

因此说，油中存在乳化剂是其破乳化度超标的根本原因。

1.影响油中乳化剂多少的主要因素
1.1新油的精制程度不够
当新油精制程度不够、油中残留一定数量的环烷酸、皂类等表面活性剂时可导致其破乳化度超标。

1.2在运行过程中发生氧化变质
运行油的氧化产物，如有机酸、醛等含有极性基团的表面活性物质可导致油的破乳化度超标。

1.3被外界污染物污染
如油被其他表面活性物质污染后也会导致其破乳化超标。

三、解决汽轮机油破乳化度超标的方法
新汽轮机油的破乳化度一般都是合格的，随着运行时间的延长，逐渐出现破乳化度超标的现象，这一般都是因为油质劣化所引起。

目前提高汽轮机油抗乳化性能有两种方法，一种是加入破乳化剂，另一种是对其进行再生处理。

下面简单分析这两种方法的优缺点
1.添加破乳剂
优点：不需额外增加设备，方便、简单。

缺点：
1.1添加剂量难以控制。

添加剂量小达不到处理目的，无法改变乳化状态，添加剂量多则会导致汽轮机油乳化更为严重。

1.2破乳剂易消耗。

由于破乳剂易消耗，添加后随着对运行油的脱水处理，破乳剂会逐渐被除掉，因此短时间内油中的破乳剂量会减少，乳化问题会再次出现，又需要二次补加。

1.3二次补加的剂量更难控制，多次添加会使油中成分变得复杂。

因此添加破乳剂无法从根本上解决汽轮机油破乳化度超标问题，故该方法已经被淘汰，很少有电厂使用。

2.购置高效QZTZ系列汽轮机油再生设备，对运行油进行再生处理
优点：
2.1可彻底解决汽轮机油破乳化度超标问题。

从破乳化度超标的原因分析可知，油中存在乳化剂是其破乳化度超标的根本原因，因此解决该问题的根本途径是对油进行再生处理，除去油中的表面活性物质——乳化剂。

2.2可同时降低油的酸值、去除油泥、提高油的抗氧化性能，延长油的使用寿命。

再生处理除去油中表面活性物质的同时，也将油的其他劣化产物除去，因此可明显改善油质，延长油的使用寿命。

2.3QZTZ系列汽轮机油再生设备。

该设备的技术关键是采用了针对汽轮机油油质问题的汽轮机油再生用吸附剂，该吸附剂具有很强的分子极化作用和吸附性能，能够将其他吸附剂不能吸附的劣化产物极化后吸附除去，从而达到了降低油的酸值，提高油的破乳化度，去除油泥，改善油的抗氧化性能，延长油的使用寿命等效果。

根据吸附剂的性能、形状尺寸及在线再生的特点，设计制成吸附式滤芯，并将其安装于汽轮机油再生装置中。

现场可将再生装置的进油口与出油口利用软管分别与油箱底部滤油接口以及油箱上侧部接口相连接。

油处理过程中只需定期更换该再生滤芯即可在不影响机组运行的情况下将油质处理合格。

缺点：需要采购具有再生功能的油处理设备，首次投入较大。

约需购置设备费用34万元。

3.利用机组停机机会，彻底换油
优点：有效解决汽轮机油破乳化度超标问题。

缺点：初步估算，油箱在装容积37m3，折合油量约为37000Kg，需油料费用44.4万元，耗费太大，而且所换下旧油无法存放，故不可取。

四、破乳化度最佳处理方案的选取
经过反复调研，张热、宣热周边电厂以及全国部分电厂油处理的经验，均选用QZTZ系列汽轮机油再生设备，符合我厂机组润滑油油质净化需要，因此确定优先采取方案二，对运行油进行再生处理，而且所购置滤油再生设备可满足我厂8台机组油质劣化处理需要，超前控制、预防，以免机组出现不该发生的事故。

五、QZTZ系列汽轮机油再生设备的功效
该设备的技术关键是采用了针对汽轮机油油质问题自主研发的汽轮机油再生用吸附剂，该吸附剂具有很强的分子极化作用和吸附性能，能够将其他吸附剂不能吸附的劣化产物极化后吸附除去，从而达到了降低油的酸值，提高油的破乳化度，去除油泥，改善油的抗氧化性能，延长油的使用寿命等效果。

1.性能特点
1.1提高油的破乳化度，无论运行油的破乳化度多大，经过该设备处理，油的破乳化度度能达到8min以内。

1.2膜脱水滤芯使用寿命长，由于在脱水器前使用能将油中油泥等污染物彻底去除的油再生器及高精密度的过滤器，能减少脱水膜的表面污染，延长脱水滤芯的寿命10倍以上。

且脱水效果比目前的各种滤油机显著提高。

1.3能去除油泥及胶体，其超强的再生除胶功能能除去油中析出和溶解的油泥，使油质得到彻底清净，使油系统部套及冷油器表面无油泥沉积。

1.4多级高效过滤，保证油的颗粒度达到NAS1638-7级以内，使油质透明。

1.5采用一台油泵，通过阀门的切换，可以将系统中各滤油器内的残油排除干净，以方便更换滤芯的操作。

2.功能设置
2.1再生功能：能保证油的酸值、破乳化度等项指标长期符合运行油的质量要求。

2.2净化功能：经过多级高精度的过滤器能滤除油中各种机械杂质，保证汽轮机油的颗粒度指标达到运行油质量要求。

2.3脱水功能：通过膜脱水能够脱出汽轮机油在运行过程中增加的水份，使油中水份符合运行油质量要求。

2.4补油功能：只需利用该系统的进油阀和补油阀的切换操作，就能向油箱中补入质量合格的汽轮机油。

2.5具有污染报警及自动停机功能。

当最后一级精密过滤器滤芯因纳污超限（太脏）时，过滤器压差超过0.35Mpa时，该系统能自动报警并自动切断油泵电源关机。

只有当更换滤芯后才能重新启动油泵运行，该项功能能保证系统无需人员值守，运行安全、可靠。

六、QZTZ系列汽轮机油再生设备的应用
该汽轮机油在线再生净化装置已经在国内多家电厂使用，效果均良好。

如国电开远电厂两台机运行汽轮机油的破乳化度在应用前均大于60min，在线处理后油的破乳化度由原来降至10min以内，保持运行已长达2年多时间。

在东胜电厂运行一周将油的破乳化度由大于60 min处理到5.5min。

珠江电厂1号机组汽轮机油的颗粒度高达NAS1638-14级，检测发现影响颗粒度的主要原因是，油中含有油泥和胶体，使用国内外各种先进滤油设备均对其无效，然而使用QZTZ-6型设备5日内，机组油的颗粒度达到NAS1638-7级以内，并保持至今。

七、结语
试验证明，汽轮机油可以通过汽轮机油在线再生净化装置在线再生处理，既不影响机组的正常运行，又能使油系统内的全部油的破乳化度恢复到新油指标，极大程度地节约了换油费用，保证油质长期合格运行。

参考文献
[1]汽轮机油质监督与管理
[2]西安电力热工院油处理设备资料
作者简介张永斌：男，（1969—），调速系统高级技师、工程师，张家口发电厂汽机高级点检员。