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《電站系統工程雜志》2014年第三期

1汽輪機油性能下降原因分析

(1)20世紀90年代初，5號機曾發生大軸彎曲事故導致高壓轉子存在原始彎曲，為防止汽封與汽輪機轉子產生動靜碰磨，檢修時均將汽封間隙放大。2007年大修時，間隙做了往最小值方向的調整，結果在機組大修后整套起動過程中，發生了2瓦振動增大，高壓缸前軸端汽封處出現金屬碰磨現象，該次大修后的整套起動一共進行了8次沖轉，才將間隙磨出。在此前后機組的軸端汽封間隙一直比較大，尤其是2011年的機組大修，間隙更是達到標準值的上限，結果造成汽封不嚴，漏出的水汽通過相近軸承的油擋吸入潤滑油的回油中。因此，分析認為：汽輪機軸封不嚴導致水汽進入油系統，長時間的濾水排放使油中的抗氧化劑損耗太多是運行油發生性能下降的主要內在因素。(2)管板為1Cr18Ni9Ti材質、芯子為B30-1-1銅管材質的YL-60-1型主冷油器，經過3～5年運行后，因未明原因冷卻效果變差，尤其是在主冷油器入口油溫超過54℃時換熱效果急劇下降，致使其出口油溫經常在42℃以上運行（該廠規程規定汽輪機運行時冷油器出口油溫正常為38～42℃），造成主機2、3、4瓦回油溫度普遍較高，尤其是處于中間軸承箱內的2瓦回油溫度經常超過65℃，此時冷油器入口油溫超過57℃。文獻[5]所規定的破乳化度測試溫度54℃為一些相關的試驗佐證為汽輪機油破乳化效果最佳溫度。該溫度也是冷油器入口油溫的核心溫度，而5號機油系統內溫度因主冷油器冷卻效果變劣問題，已經偏離了該區域。文獻[6-7]指出，當溫度超過60℃時，會破壞汽輪機油中破乳劑分子結構，導致破乳效果降低。根據文獻[8]中圖1（溫度對破乳化時間的影響）大體可以看出：溫度為40℃和60℃時，汽輪機油的破乳化時間基本相同，當溫度超過60℃時，破乳化時間急劇延長。因此，進一步分析認為：冷油器冷卻效果不好，油系統存在過熱點是運行油發生性能下降的主要外在因素。

2汽輪機油性能下降程度分析

目前，關于烴類油的氧化理論比較集中的有過氧化物理論和鏈鎖反應學說。就過氧化物理論來說，反應過程分為誘導期、反應期和遲滯期。為了檢驗常溫下進入劣化過程的汽輪機油是否繼續劣化，2013年8月28日在主冷油器上獲取運行油樣進行了常溫測試，2013年9月11日酸值測定結果為0.23mgKOH/g，與9月4日和9月11日兩次從主冷油器處測得的酸值分別為0.19mgKOH/g和0.184mgKOH/g相差不大，推斷為油的劣化過程只是進入到了誘導期，尚未達到反應期。與過氧化物理論的誘導期、反應期和遲滯期相對應的鏈鎖反應過程被劃分為鏈產生階段、鏈發展階段和鏈中止階段，認為5號機汽輪機油在2013年8月14日進入劣化的鏈產生階段。在此階段，溫度會是反應速度的主要影響因素。因此，解決主冷油器冷卻效果變劣的問題，降低主冷油器入出口油溫是解決問題的有效途徑。隨著北方室外氣溫的逐漸轉涼，溫度問題在大半年的時間內將不復存在，這為5號機汽輪機油在線再生處理提供了保證。

3汽輪機油的再生處理試驗

3.1吸附再生處理試驗用劑量分別為油量的2%和4%兩個比例，將強極性硅鋁吸附劑加入到60℃的運行油中進行攪拌，45min分鐘后過濾分離，測試再生油的酸值和破乳化度，試驗效果見表3。從表3可以看出：用4%吸附劑再生處理后，運行油中酸性物質被有效去除，酸值大幅度降低，破乳化時間明顯縮短。據此可以分析出運行油酸值升高是由于油在運行中被氧化所致，從而佐證了運行油的抗氧化性能很差的結論。

3.2抗氧化劑感受性試驗為提高運行油的抗氧化能力，進行了旋轉氧彈試驗，各油品添加了0.5%T501抗氧化劑，試驗效果見表4。從表4可以看出：運行油不經過吸附劑處理，對T501抗氧化劑感受性不好。運行油經過4%硅鋁吸附劑吸附處理后，添加T501抗氧化劑，其旋轉氧彈值明顯提高，說明油的抗氧化性能得到了很好的改善。

4汽輪機油的在線再生

根據上述試驗結果，使用QZTZ-6型汽輪機油再生脫水設備在運行中進行5號機運行油處理，運行油經吸附劑吸附處理后添加了0.5%T501抗氧化劑，考慮到在運行及再生處理過程中會損耗油中的防銹劑，同時添加了0.03%T746防銹劑。經過近1個月的處理和保持，效果見表5。從表5可以看出：經再生處理1周后，運行油的酸值大幅度降低，20多天下來始終穩定在0.08～0.09mgKOH/g，其破乳化時間相應明顯縮短，而運動粘度基本保持不變，說明處理后油的抗氧化性能和破乳化性能都大為改善且品質穩定，5號機運行油經處理后完全能滿足現場使用要求。

5結論與建議

(1)5號機運行油性能下降的內在因素是：汽輪機汽封間隙大，造成軸端汽封不嚴，漏出的水汽通過相近軸承的油擋吸入潤滑油的回油中，濾水的長期排放造成油中抗氧化劑損耗太多。(2)5號機運行油性能下降的外在因素是：未明原因的管板為1Cr18Ni9Ti材質、芯子為B30材質的主冷油器冷卻效果變劣，油系統存在過熱點。(3)對性能下降的汽輪機油進行在線處理可以不中斷設備的運行狀態，有效地保障機組的安全經濟運行，還可以節省因被迫換油所需的大量費用，具有較好的經濟價值和較大的現實意義，值得普遍推廣。(4)廠方在運行中要加強對常規指標和油品中添加劑的監測（該廠油質分析報告中查不出對抗氧化劑含量、液相銹蝕等指標的監測數據），發現添加劑損耗較大時及時予以補加；發現指標異常時及時采取措施。(5)廠方在此期間迅速查清造成主冷油器冷卻效果變劣的根本原因，以便在下次停機時采取有效措施加以處理，防止2014年夏天再次出現主冷油器出口油溫過高的現象。(6)廠方在5號機組檢修時，在2瓦及高壓缸軸端汽封安裝尺寸上，調整徑向間隙時按標準中限執行，不要走兩個方向的極端。

作者：馬慶柱馬浩添葉蕊王志新黃菊艷單位：哈爾濱工業大學能源科學與工程學院哈爾濱理工大學大慶油田電力集團油田熱電廠