電廠運行中汽輪機用礦物油維護管理導則
中華人民共和國國家標準
電廠運行中汽輪機用礦物油維護管理導則
gb/t 14541-93
guide for naintenanceand supervision of inservice turbine mineral oil used for power plants
國家技術監督局1993-07-11批準 1994-05-01實施
本導則是參照了iec tc10 236—85《汽輪機礦物潤滑油使用與維護導則》和 astm d4378—84a《運行汽輪機和燃氣輪機的透平油監督》,并對國內部分電廠 汽輪機油的使用維護情況作了調研與資料收集,在此基礎上制定了本導則。由于各 單位情況不盡相同,在使用本導則時必須參考設備的類型和使用狀況以及設備用油 的特性,必要時還應參考制造廠家的說明。
1 主題內容與適用范圍
1.1 本導則適用于電廠汽輪機系統用作潤滑和調速的礦物油,也適用于水輪機調相 機及給水泵等電站其他設備方面所用的礦物汽輪機油。
1.2 本導則的目的是為電廠設備操作人員評價油品在設備中的使用狀況,做好油質 監督維護工作提供指導。對油質評價的要求、油在使用中質量發生變化的原因及防 止油質劣化的措施也作了必要的說明。
1.3 本導則不適用于各種用作汽輪機潤滑和調速的非礦物質的合成液體。
2 引用標準
gb 264 石油產品酸值測定法
gb/t 265 石油產品運動粘度測定法和動力粘度計算法
gb/t 267 石油產品閃點與燃點測定法(開口杯法)
gb/t 511 石油產品和添加劑機械雜質測定法(重量法)
gb 2537 汽輪機油
gb 7596 電廠用運行中汽輪機油質量標準
gb 7597 電力用油(變壓器油、汽輪機油)取樣方法
gb 7599 運行中變壓器油、汽輪機油酸值測定法(btb法)
gb 7600 運行中變壓器油水分含量測定法(庫侖法)
gb 7602 運行中汽輪機油、變壓器油t501抗氧化劑含量測定法(分光光度法)
gb 7605 運行中汽輪機油破乳化度測定法
gb 11120ltsa汽輪機油(防銹汽輪機油)
gb 11143 加抑制劑礦物油在水存在下防銹性能試驗法
gb/t 12579 潤滑油泡沫特性測定法
sd 313 油中顆粒數及尺寸分布測量方法(自動顆粒計數儀法)
sh/t 0124 含抗氧劑的汽輪機油氧化安定性測定法
sh/t 0308 潤滑油空氣釋放值測定法
dl 429.2 顏色測定法
dl 429.6運行油開口杯老化測定法
dl 429.7油泥析出測定法
3 汽輪機油的性能和變質
3.1 汽輪機油根據40℃的運動粘度劃分為:32、46、68和100四種牌號。煉 制時所選用的原油有石蠟基和混合基原油。煉制汽輪機油的工藝為:
原油常減壓蒸餾溶劑精制白土補充精制過濾加抗氧化劑或復合添加劑。
原油常減壓蒸餾硫酸精制白土補充精制過濾加抗氧化劑或復合添加劑。
以上二種工藝,通常采用溶劑精制和白土補充精制較多。酸堿精制過程,如增 加電場作用,可以促使酸渣沉降速度加快。
3.2 新汽輪機油的性能
新汽輪機油的質量應符合gb 2537或gb 11120標準,并應具備以下性能要求:
3.2.1 粘溫性
選擇適當粘度的潤滑油,對于保證機組的正常潤滑是一個重要的因素。粘度是 汽輪機油的重要物理性能指標之一。汽輪機油除了要求具有適當粘度外,還要求油 的粘溫特性好。因油的粘度是隨油溫的升高而降低的,為保證機組在不同的溫度下 都能得到可靠的潤滑,要求油的粘度隨溫度的變化愈小愈好,即油的粘溫特性好, 不隨油溫的升降而明顯變化。油的粘度選擇是由制造廠根據汽輪機參數而確定的, 油的粘度選擇不當,粘度過大時功率損失大,粘度過小時會引起機組振動或設備磨 損等問題。使用單位需要更換油的粘度時應與制造廠商討。
3.2.2 氧化安定性
運行中汽輪機油處于強迫循環狀態,不可避免地與大量空氣接觸而被氧化,另 外溫度、水分、金屬催化劑和其他各種雜質都會加速油品氧化,同時也與油品的化 學組成有關,不同的烴類具有不同的氧化歷程(傾向),其氧化產物也不同。但是烴 類氧化初期產物大多是烴基過氧化物,而后分解為酸、醇、酮等,繼續氧 化則生成樹脂質,瀝青質等。進一步氧化則會生成不溶于油的油泥,這些物質影 響油品其他性能的降低。
3.2.3 防銹性能
汽輪機油本身是無腐蝕性的,但在運行中不可避免地或多或少漏入蒸汽或水, 引起油系統產生銹蝕,嚴重時可引起調速系統卡澀機組振動、磨損等不良后果。解 決油系統因漏水而引起銹蝕的辦法,除提高設備密封性減少漏汽漏水外,還要求汽 輪機油具有良好的防銹性能。
3.2.4 起泡沫性
由于汽輪機潤滑系統的油,是強迫循環方式,空氣激烈地攪動,油面上會產 生泡沫,油中也會產生氣泡。泡沫和氣泡的生成,使油泵油壓上不去而影響油的 循環,破壞油膜,發生磨損,同時油壓不穩,影響調節。嚴重時泡沫由油箱頂部 外溢,威脅機組運行,所以油品必須具有抗起泡沫性能。
3.2.5 空氣釋放性
一般礦物油能溶解8%~9%(體積)空氣,但是當油品通過管線、軸承、齒輪 時,溶解的空氣由于壓力下降形成氣泡,如氣泡從油中釋放過慢而滯留在油中, 會帶來以下幾個問題:
a.增加了油的可壓縮性,導致控制系統失靈,產生噪聲和振動,嚴重時甚至會 損害設備。
b.降低泵的有效容積。
c.降低泵的出口壓力,特別是對于離心泵。
d.油中溶有空氣,特別在高溫情況下使用,會加速油的氧化變質。
油品放氣性與油的組成有關。油中芳烴、環烷烴及氮、硫化合物均影響其放氣 性。添加劑如硅油及某些降凝劑對放氣性影響較大。通常汽輪機油中加入酸性防銹 劑(t746),若被強堿物質污染,相互作用生成不溶性皂類物質,增加氣泡穩定性, 使油品的放氣性變差。
3.2.6 破乳化性能和析水能力
破乳化度是汽輪機油重要指標之一。水分存在和激烈攪拌是產生乳化主要原 因。運行中汽輪機油因氧化變質產生的環烷酸皂,膠體等物質都是乳化劑,使油更 容易乳化,乳化后的油會影響潤滑作用,嚴重時會引起軸承磨損,機組振動及銹蝕 等問題。油品如有良好的析水能力,水則會沉降到油箱的底部,及時放掉;若油品 析水能力差,就會有一定量的水分留在系統中,除對添加劑起化學作用外,還會對 潤滑性能產生影響,故要求汽輪機油具有良好的破乳化性能和析水能力。
3.3 運行中汽輪機油變質因素
3.3.1 化學成分
導致運行中油品變質因素很多,其內在因素主要是油品的化學組成。基礎油的 石臘烴、環烷烴和芳烴相對比例,直接影響著油品的粘度指數、傾點等理化性能, 芳烴對油品氧化安定性的影響有一定規律性,這與芳烴的結構和含量有關。一般采 取提高基礎油精制深度,減少油中有害物質,加入添加劑來改進油品的質量。但如 添加劑選擇不當,各種添加劑相互配合性對油品氧化安定性有一定影響,反會導致 油品的性能變壞。
3.3.2 油系統結構和設計
a.油箱用于儲存系統全部用油,還起著分離油中空氣、水分和各種雜質的作 用,所以油箱結構設計對油品變質起著一定的作用。若油箱容量設計過小,增加 油循環次數,油在油箱停留時間就會相應縮短,起不到水分的析出和乳化油的破 乳化,加速油的劣化。
b.油流速、油壓對油品變壞都有關系。進油管中的油不但應有一定的油壓,而 且還應維持一定的流速(約1.5~2m/s)。回油管中的油是沒有壓力的,但也應保持 有一定的流速(約0.5~1.5m/s)。若回油速度太小,回到油箱沖力也大,會使油箱 中的油飛濺,容易形成泡沫,造成油中存留氣體而加速油品的變質。同時沖力造成激 烈攪拌會使含水的油形成乳化。
3.3.3 啟動時油系統狀況
新機組投運前,潤滑系統管路往往會存在焊渣、碎片、砂粒等雜物,若未徹底 清除干凈,投運后會帶來很*煩,嚴重時會造成軸承磨損和調速器卡澀等問題, 這些雜質還能影響油的物理化學性能降低,導致油質變壞,所以潤滑系統每個部件 都應預先清洗過并加強防護措施,防止腐蝕和污染物的進入,在現場貯存期間要保 持潤滑油系統內表面清潔,安裝部件時要使系統開口最小,減少和避免污染,保持 清潔。
3.3.4 油系統的運行溫度
影響汽輪機油使用壽命的最重要因素之一是運行溫度,特別在系統中一般是在 軸承部位上有過熱點出現時,會引起油的變質,此時應調節冷油器,控制油溫。
3.3.5 油系統檢修
油系統檢修質量好壞,對油品的物理化學性能有著直接關系。尤其是漏汽漏水 的機組油系統比較臟,油中會有鐵銹、乳化液,沉淀物,若不能徹底清除干凈,則 會降低油品的性能,有時由于檢修方法不當,如用洗衣粉等清洗劑,沖洗不凈,就 會造成油品被污染,檢修時應盡量采用機械方法清除雜物,然后用油沖洗,循環過 濾,并采用變溫沖洗方式,變溫范圍在30~70℃。沖洗過程應取樣檢驗,油中雜 質含量應達到規定要求。
3.3.6 污染問題
在運行過程中,汽輪機油中污染物來自兩個方面:一是系統外污染物通過軸封 和各種孔隙進入;二是內部產生的污染物,包括水、金屬磨損顆粒及油品氧化產 物,這些污染物都會降低汽輪機油的潤滑、抗泡沫等性能。所以汽輪機油運行 中消除污染是必須進行的工作,否則不僅會加速油的變質,還會影響機組安全運 行。
3.3.7 汽輪機油受到輻射
核電站所用的汽輪機油會受到不同程度輻射的影響,發生變化是不可逆的。其 變化程度取決于油品的組分,烷烴、環烷烴所受影響比芳烴要更強,經輻射后,組 分中c—c及c—h結合鍵發生分裂,釋放出氫氣,有少量甲烷及其較高的同系 物。對非飽和烴是一種聚合反應,氫氣析出的量較飽和烴少。油品受到輻射作用 后,其物理化學性能和潤滑性能都會發生變化,受到輻射破壞的突出表現: 有氣體析出,粘度增大,氧化安定性和防腐蝕性能下降,顏色變深,出現油泥, 酸值增大,同時產生難聞氣味的化合物。同時,閃點有可能降低。這些性能的 變化,與油的組 成和添加劑有關。一般輻射劑量超過106j/kg才顯示出來。
4 油質試驗意義
4.1 運行油應檢查外觀、沉淀物。因為這是表明游離水或乳化物、不溶性油泥、纖 維和固體顆粒等臟物存在的直觀依據。
4.2 顏色:按dl 429.2方法試驗。
新汽輪機油一般是淺色的,在運行中顏色會逐漸變深,但這種變化趨勢比較緩 慢。若油品的顏色急劇加深還不足以說明油質的變壞程度,必須進行其他的試驗項 目加以補充證明。但應考慮,有些油品暴露于光線下,也會加深油品的顏色,試驗 時應注意這一點。
4.3 水分:按gb 7600定量方法試驗。
汽輪機油中水分的存在會加速油質的老化及產生乳化,同時會與油中添加劑作 用,促使其分解,導致設備銹蝕。水的存在表明冷油器泄漏、大氣中濕氣進入油箱 或軸封部件密封不嚴,攜帶蒸氣進入油中所致。
4.4 運動粘度:按gb/t265方法試驗。
檢驗汽輪機油的粘度,主要是鑒別所補加的油是否正確或油中是否有污染物存 在。
4.5 閃點(開口):按gb/t267方法試驗。
汽輪機油的閃點是機組安全運行的一項控制項目。因機組過熱或混入輕質油品 均可影響閃點,一經發現閃點異常,應采取適當措施以保證機組安全運行。
4.6 酸值:按gb/t264或gb7599方法試驗。
油酸值是一項較重要的指標,它能反映油質的劣化情況,以便采取正確的維 護措施。
4.7 氧化安定性:按sh/t 0124方法試驗
氧化安定性試驗是用來評價汽輪機油使用壽命長短的一種手段。國產新汽輪機 油出廠時,氧化安定性是屬于保證項目。運行中油的測定可以提示應采取適當的維 護措施或添加抗氧化劑,以延長油使用壽命。
4.8 防銹性能:按gb/t11143方法試驗。
防銹性能是目前防銹汽輪機油較重要的使用性能之一。系統中因某種原因而帶 入水分,則較易造成整個系統或某些部件的銹蝕。因此汽輪機油中需添加防銹劑。 運行中隨著水分和顆粒的排除,均會使防銹劑減少而導致防銹性能下降,所以在適 當時候應考慮補加防銹劑。
4.9 油泥和沉淀物:按dl 429.7方法試驗。
這些物質是溶解于油中的化合物。它是由油自身的氧化或者外部雜質溶解于油 中(設備結構中采用的材料溶解于油)而產生的,它能顯示油品變質的跡象。一旦產 生油泥時,需對氧化安定性進行檢查。
4.10 破乳化性能:按gb 7605方法試驗。
若油品乳化,油水不易分離,則表明油品已經變質或被某些表面活性物質所污 染,長期運行下去容易造成系統某些部件的銹蝕,應對油進行處理或加入破乳化 劑,以使油、水能很好分離。
4.11 起泡沫性:按gb/t 12579方法試驗。
本試驗表示油形成泡沫的傾向和形成泡沫后泡沫的穩定性。汽輪機油形成泡 沫,威脅機組安全運行。因此,必須采取消除泡沫的措施,如添加消泡劑或進行其 他方式的處理。
4.12 空氣釋放值:按sh/t 0308方法試驗。
本試驗是表示油中存留空氣(氣體)的性能。尤其對于大容量機組,特別是調速 系統空氣釋放值是愈小愈好,有利于潤滑和調節作用,使用某些消泡劑(如硅油類) 將不利于空氣的釋放。
4.13 顆粒度試驗:按sd 313方法試驗。
油中顆粒度的測定,對于要求嚴格的大容量機組是十分重要的。特別應強調的 是對于新機組啟動前或運行檢修的汽輪機油系統,必須進行認真的清洗和沖洗。運 行中如發現油中顆粒數突然增加,需立即檢查凈化裝置的過濾層,如發現腐蝕或磨 蝕顆粒,應對油系統進行精密過濾處理,并查明顆粒來源,必要時應停機檢查,以 消除隱患。
5 取樣
當從貯油桶或運行設備內取樣時,正確的取樣技術和樣品保存是很重要的(見 gb7597)對于顆粒計數測定有專門的取樣方法(見sd313)。
5.1 新油到貨時的取樣
對新到貨或準備新購置的油品,應當嚴格地執行取樣手續,以使樣品具有代表 性。
5.1.1 新油以桶裝形式交貨時,取樣數目和方法應按gb7597方法進行,應從污染 最嚴重底部取樣,必要時可抽查上部油樣。如懷疑大部分桶裝油有不均勻現象 時,應重新取樣;如懷疑有污染物存在,則應對每桶油逐一取樣。并應逐桶核 對牌號、標志,在過濾時應對每桶油進行外觀檢查。
5.1.2 對油槽車應進一步從下部閥門處進行取樣。因為留在油槽車底部的閥門導管 上的粘附物可能使油品部分的污染,特別是裝過不同油品的油槽車,更有可能出現 上述的污染,必要時抽檢上部油樣。
5.2 運行中從設備內取樣
5.2.1 正常的監督試驗,一般情況下從冷油器中取樣。
5.2.2 檢查油的雜質及水分時,應從油箱底部取樣。
5.2.3 在發現不正常情況時,需從不同的位置上取樣,以跟蹤污染物的來源和尋找 其他原因。
5.2.4 如果需要時,從管線中取樣,則要求管線中的油應能自由流動而不是停滯不 動,避免取到死角地方的油。
5.3 取樣瓶
取樣瓶一般為500~1000ml的磨口具塞玻璃瓶,并應符合下述要求:
5.3.1 取樣瓶應先用洗滌劑進行充分清洗,再用自來水沖洗然后用去離子水(或蒸餾 水)沖洗干凈,放于105℃烘箱中干燥冷卻后,蓋緊瓶塞,備用。
5.3.2 取樣瓶應能滿足存放的要求。無蓋容器或無色透明玻璃容器是不適于貯存 的,應采用磨口具塞的棕色玻璃瓶。
5.3.3 取樣瓶應足夠大,以適應試驗項目的需要,一般為1000ml是足夠用的。
5.3.4 對于新油驗收或進口油樣,一般應取雙份以上的樣品,除試驗所需的用量以 外,應保留存放一份以上的樣品,以備復核或仲裁用。
5.4 標記
每個樣品應有正確的標記,一般取樣前應將印好的標簽粘貼于取樣容器上。標 簽至少應包括下述內容:
a.單位名稱;
b.機組編號;
c.汽輪機油牌號;
d.取樣部位;
e.取樣日期;
f.取樣人簽名。
取樣完后,應及時按標簽內容要求,逐一填寫清楚。
6 新油的評定
汽輪機油的取樣、檢驗和注入機組中循環,均應按標準方法和程序進行,特別 需要有經驗的和技術水平較高的工作人員進行操作。同時應對全過程的微小細節嚴 加注意,以保證數據的真實性和可靠性。
6.1 新油交貨時的驗收
在新油到貨時,應對接受的油樣進行監督,以防止出現差錯,或交貨時帶入污 染物。所有的樣品應在注入時進行外觀檢驗。對國產新汽輪機油應按gb2537或 gb11120驗收;對從國外進口的汽輪機油則應按有關國外標準或按iso8068的標 準驗收或按合同規定指標驗收。
6.2 新油注入設備后試驗程序
6.2.1 當油裝入設備后進行系統沖洗時,應連續循環,對系統內各部件進行充分清 洗,以除去在安裝、管道除銹過程中所遺留的污染物和固體雜質。直到取樣分析各 項指標與新油無差異,特別是對大機組清潔度有要求的,必須經檢查清潔度達到要 求時,才能停止油系統的連續過濾循環(國內目前正在建立清潔度的標準,在尚未 建立完善以前,一般情況下可按sae 7491中的5~6級或nas 1638中的8~9 級才符合要求)。
注:sae為美國汽車工程師學會標準。nas為美國宇航標準。
6.2.2 新油注入設備,經過24h循環后,從設備中采取4l油樣,供檢驗和保存用。
試驗項目:外觀——清潔、透明、無游離水。
顏色——符合新油指標。
粘度——符合新油指標。
酸值——符合新油指標。
閃點——符合新油指標。
顆粒數量:符合規定的指標。
7 運行中汽輪機油的檢驗
運行中汽輪機油除定期進行較全面的檢測以外,平時必須注意有關項目的監督 檢測,以便隨時了解汽輪機油的運行情況,如發現問題應采取相應措施,保證機組 安全運行。
7.1 運行中的日常監督
7.1.1 現場檢驗:現場檢驗包括以下性能的測定:
外觀:目測無可見的固體雜質;
水分(定性):目測無可見游離水或乳化水;
顏色:不是突然變得太深。
以上項目和運行油溫、油箱油面高度均可由汽輪機操作人員或油化人員觀察、 記錄。
7.1.2 試驗室檢驗:
試驗室檢驗,250mw機組以上按表1、表2、表3進行。250mw及以下 按gb 7596規定進行。大多數試驗可在電廠化驗室進行,某些特殊試驗項目需 經過認可的試驗室承擔,如顆粒度試驗等。
7.2 檢驗周期
至少每星期檢查一次外觀、機械雜質及游離水或乳化情況,對漏水機組應堅持 每天檢查上述項目,其他試驗項目按表2所列的正常試驗周期外,所增加的試驗次 數,有利于觀察新機組的運行情況。
表3所列為各項試驗的運行中超極限值可能的原因及采取措施。
8 油的相容性(混油)
8.1 汽輪機、水輪機等發電設備需要補充油時,應補加與原設備用相同牌號的新 油或曾經使用過的合格油。由于新油與已老化的運行油對油泥的溶解度不同,當 向運行油、特別是油質已嚴重老化的油中補加新油或接近新油標準的油時,就可 能導致油泥在油中析出,以致破壞汽輪機油的潤滑,散熱或調速特性,威脅機組 安全運行。因此,補油前必須預先進行混合油樣的油泥析出試驗,無油泥析出方 可允許補加。
表1 新汽輪機組(250mw以上)投運12個月內的檢驗周期表
表2 250mw以上汽輪機組正常運行檢驗周期表
表3 運行中汽輪機油試驗數據及措施概要
注:1)參考國外標準控制限值為600ml。
2)參考國外標準控制限值為600min。
3)參考sae標準5~6級或nas1638中規定為8~9級。
4)參考國外標準控制限值為600。
8.2 混合使用的油,混合前其質量均必須檢驗合格。
8.3 不同牌號的汽輪機油原則上不宜混合使用,因為不同牌號油的粘度范圍各不相 同,而粘度是汽輪機油的一項重要指標。不同類型、不同轉數的機組,要求使用不 同牌號的油,這是有嚴格規定的,一般不允許將不同牌號的油混合使用。在特殊情 況下必須混用時,應先按實際混合比做混合油樣的粘度試驗,如粘度符合要求時才 能繼續進行油泥析出試驗,以決定是否可混。
8.4 進口油或來源不明的油,需與不同牌號的油混合時,應預先對混合前后的油進 行粘度試驗。如在合格范圍之內,再進行老化試驗,老化后混合油的質量應不低于 未混合油中最差的一種油,方可混合使用。
8.5 試驗時,油樣的混合比應與實際使用的比例相同;如果運行油的混合比是未知 的,則油樣采用1∶1比例混合。
8.6 礦物汽輪機油與用作潤滑、調速的合成液體有本質的區別,切勿將兩者混合使 用。
9 防止油劣化措施
9.1 為延長油的使用壽命和保證設備安全運行,應對運行中油采取防劣措施。主要 有:
9.1.1 采用濾油器,隨時清除油中的機械雜質,油泥和游離雜質,保持油系統的清 潔度;
9.1.2 在油中添加抗氧化劑(常用t 501抗氧化劑),以提高油的氧化安定性。對漏 水、漏汽機組,還應同時添加防銹劑(常用t 746防銹劑);
9.1.3 安裝油連續再生裝置(凈油器),隨時清除油中的游離酸和其他老化產物。
9.2 濾油器包括濾網式、縫隙式、濾芯式和鐵磁式等類型,機組設計時,應根據油 中污染物的種類和含量以及油系統重要部件對油清潔度的要求合理配裝濾油器。
9.2.1 汽輪機油系統的不同部位應配有合適的濾油器,對大型機組除在油箱設有濾 網外,在潤滑系統及調節系統管路上分別裝設濾網或刮片式濾油器;在供給電液調 節系統的油路上,除裝設一般濾油器外,還須增設磁性濾油器。必要時,旁路濾油 器前,應裝設冷卻器,以利從油中析出老化產物并對其濾除。
9.2.2 濾油器的截污能力決定于過濾介質的材質及其過濾孔徑,金屬質濾料包括篩 網,縫隙板、金屬顆粒或細絲燒結板(筒)等,其截留顆粒的最小直徑約在20~1500 μm,其過濾作用是對機械雜質的表面截留。這種金屬質濾元使用后可清掃再用。 非金屬濾料包括濾紙、編織物、毛氈、纖維板壓制品等,其截留顆粒的最小直徑約 為1~50μm,對清除機械雜質兼有表面和深層截留作用,還對水分與酸類有吸 收或吸附作用。但非金屬質濾元的機械強度不及金屬質,只能一次性使用,用后廢 棄換新。
9.2.3 濾油器在使用中應加強檢查和維修。定期檢查過濾器濾元上的附著物,可以 及時發現機組、油循環系統及油中初始出現的問題。如果發現濾油器濾元有污堵、 銹蝕、破損或壓降過大等異常情況,應查明原因并進行清掃或更換,精密濾元一般 每年至少更換一次。
9.2.4 對大型機組,特別是漏水、漏汽或油污染嚴重的機組,可增設大型油凈化 器。這種油凈化器由沉淀箱、過濾箱、貯油箱、排油煙機、自動抽水器和精密濾 油器等組成。這種油凈化器由于具有較大油容積。對油中水分、雜質的清除兼有 重力分離,過濾與吸附凈化作用,凈化效率高且運行安全可靠(見圖1)。
圖1 油凈化器結構簡圖
1— 抽水器;2—分式網;3—袋濾器;4—油位計;5—通風機;6—過濾筒; 7—回主油箱;8—貯油箱;9—過濾箱;10—沉積箱
圖2 凈油器在汽輪機油系統內安裝方式
1—主油泵;2—調節閥;3—油箱及吸入管線來油;4—重調
系統;5—冷卻水進出口;6—凈油器進口油管;7—凈油器;
8—凈油器出口凈化油管;9—輔助油泵
9.3 油連續再生裝置(凈油器)是一種滲濾吸附裝置。它利用硅膠、活性氧化鋁等吸 附劑除去運行油老化過程中產生的酸類等老化產物,對防止調節系統電液、伺服零 件的腐蝕有良好作用。由于吸附劑可能同時吸附油中的某些添加劑,含有防銹劑或 破乳劑的油在使用凈油器后,油中應補加添加劑。
9.3.1 凈油器尺寸按油量的1.5%~2%吸附劑填裝量進行設計,其上、下部分做成 45°錐形,本體高度為直徑的1.3~1.5倍,上、下過濾層除孔板、銅網或不銹鋼網 外,上部出口端還須增設毛氈過濾層,以防吸附劑細粒帶入油中。
凈油器與油系統連接采用旁路循環方式,即一端連在主油泵出口油路或冷油器 入口側,另一端與回油管路相連,返回油箱(見圖2),借主油泵油壓,迫使旁路油 進入凈油器,自下而上通過吸附劑層,油過濾速度按每公斤硅膠1~2kg/h或按主油 路油量的2%~4%進行控制,凈油器使用時,應防止油系統進氣、進水或漏油。
9.3.2 凈油器應選用吸附性能和機械強度均良好的吸附劑。參照附錄a中a1吸附 劑在使用前須經篩選和活化處理,裝入凈油器后應排除內部積存的空氣,吸附劑使 用失效時應立即更換。
9.4 t 501抗氧化劑。學名2,6二叔丁基對甲酚,適合在新油(包括再生油)或輕度 老化的油中添加,國產新油一般都加有這種抗氧化劑。使用抗氧化劑及其阻化油須 注意以下事項:
9.4.1 藥劑的質量應按附錄a中a3質量驗收合格,并注意藥劑的保管,以防變質。
9.4.2 對不明牌號的新油(包括進口油)、再生油以及老化污染情況不明的運行油應作 油對抗氧化劑的感受性試驗,以確定是否適宜添加和添加時的有效劑量。如遇感受 性差的油,必要時可將油凈化或再生處理后再作試驗。
9.4.3 t 501抗氧化劑有效含量,對新油、再生油,應不低于0.3%~0.5%;對運行 油,應不低于0.15%,當其含量低于規定值時,應進行補加。
9.4.4 運行油添加抗氧化劑應在設備停運或補加新油時,進行添加前,運行油須經 徹底凈化,除去水分、油泥和雜質。
應采用熱溶解法添加,即將藥劑在50~60℃油中溶解,配成5%~10%含量 的油溶液,再將其通過壓濾機注入主油箱,并用壓濾機循環使與運行油混合均勻。
藥劑添加后應對運行油質進行檢測,以便及時發現異常情況。
9.4.5 添加抗氧化劑的油,在使用中應定期測定抗氧化劑含量,了解油質變化與抗 氧化劑消耗情況,如發現油質老化嚴重且抗氧化劑含量已低于規定值時,應對油進 行處理,當油質合格后再補加抗氧化劑。
9.5 t 746防銹劑,學名十二烯基丁二酸,是一種表面活性劑,對金屬具有良好防銹 作用,在汽輪機油中添加量一般為0.02%~0.03%。國產防銹汽輪機油中也加有這 種防銹劑。t746防銹劑也可與t 501抗氧化劑復合配制,稱1#復合添加劑,專供 汽輪機油用,使用防銹劑或防銹汽輪機油應注意以下事項:
9.5.1 藥劑質量應按附錄中a4十二烯基丁二酸的技術條件進行驗收合格,并注意藥 劑的保管,以防變質。
9.5.2 運行油中添加防銹劑應先作添加效果試驗,包括液相銹蝕試驗和破乳化度、 氧化安定性等。如防銹效果良好且對油質無不良影響時,方可正式添加。
9.5.3 運行油系統在第一次添加防銹劑前,應將系統各部分包括油箱、管路等徹底 清掃或清洗干凈,以利防銹劑在添加后能在金屬表面形成保護膜。添加時將藥劑按 需要量配成5%~10%的油溶液,通過濾油機注入油箱并循環過濾,使之與運行油 混合均勻。添加前后均應對運行油質進行檢測,觀察添加后有無異常情況。
9.5.4 防銹汽輪機油在使用中按規定應定期進行液相銹蝕試驗,如發現防銹劑已消 耗,應在機組檢修時進行補加,補加量控制在0.02%。
9.6 為提高油防劣措施效果,還應從油系統設計、運行維護與檢修等方面進行配合 與改進。例如在設計上采取措施,防止空氣水分進入油循環系統;在運行維護上減 少漏水、漏氣,降低軸承油溫,經常排除油箱中積水和油泥沉淀物,保持油系統清 潔度;檢修時做好加油、補油和油系統清掃等工作。
10 油處理方法
10.1 油處理包括對運行油和廢、舊油的凈化或再生處理。其中對運行油,還包括 不停機條件下臨時性的凈化或再生處理。
10.2 凈化處理:指僅用物理方法除去油中水分、油泥和機械雜質等。常用的方法 有:離心分離、機械過濾和真空過濾。
10.2.1 離心分離是汽輪機油凈化最常用的方法。離心式分離機(規格參照附錄a中 a2.2)借具有碟形金屬片的轉鼓在高速旋轉下產生的離心力,使油中水分、雜質與 油分開而達到凈化目的,離心分離機一般在油中出現大量水分、雜質時使用。
使用離心式分離機凈化油時,應根據油相對密度和含水量情況,正確選擇旋轉 鼓的調節環和裝配方式。為防止油的氧化,油溫應不大于60℃,但為提高分離機 的出力,當油溫過低時(低于15℃)應加裝預熱器,適當提高油溫(一般在55~60℃)。
圖 3 汽輪機油真空濾油系統圖
1—真空泵;2—環網盤;3—噴油頭;4—真空罐;
5—潛油泵;6—逆止閥;7—過濾器;8—電熱器
圖 4 離心式濾油機串聯進行二級過濾
1—油箱;2—一級離心機;3—排水渣管;4—二級
過濾連接管;5—二級離心機;6—凈油回油管
10.2.2 機械過濾對油的凈化程度較離心分離高,但對含有大量水分、雜質的油,常 需用離心分離機或其他濾油器進行粗濾,以提高其過濾效率。為提高脫水效果,濾 油時油溫一般不高于40℃,且過濾介質在使用前須充分干燥。常用壓力式過濾機 規格,參照附錄a中a2.1。
10.2.3 真空過濾對汽輪機油凈化處理常作為離心分離或機械過濾的輔助措施,為提 高過濾設備的效率和油的凈化程度,特別是對某些閃點降低的油或嚴重乳化油的處 理尤為必要,汽輪機油的真空過濾,在裝置系統和工藝方法上與變壓器油用的基本 一樣(見圖3),但由于汽輪機油粘度較大且含水量一般也較多,需對真空濾油裝置 的油霧化方式,真空泵造型以及潛油泵電機保護等方面采取改進措施,以改善裝置 的凈化效率與使用可靠性。
10.2.4 運行油的濾油處理,常采用旁路循環方式,即將濾油機進出口與主油箱相 連,由油箱底部放油閥門將污油注入濾油機,經凈化后再返回主油箱凈油區。為提 高凈化效率,必要時,可采用兩臺離心分離機串聯進行多級過濾(如圖4),操作上 還應設法避免油系統可能有循環不到的死角,不停機濾油時,應做好安全措施, 要特別注意維持油箱正常油位,防止管路系統跑油或進空氣,過濾油量一般 控制在總油流量的10%~20%。
10.3 再生處理:指用物理化學方法或化學方法除去油中的有害物質,達到恢復或 改善油的理化指標,再生處理常用方法是吸附劑法;對嚴重劣化的油,可采用硫酸 白土法,要再生的油,一般都需要事前凈化過濾,除去水分和雜質。再生后的油, 也應經過嚴格凈化過濾,以防吸附劑等殘留物帶入運行設備。為恢復和改善油的性 能,必要時還應添加或補加抗氧化劑等添加劑。
10.3.1 吸附劑法可分為接觸法與滲濾法,其中接觸法只適合處理從設備上換下的油 (包括舊油和廢油)。
a.接觸法系采用粉狀或微球狀吸附劑(如活性白土、801吸附劑)和油在攪拌下 進行接觸再生,其再生效果與溫度、接觸攪拌時間以及吸附劑性能、用量等因素有 關。應根據油質劣化程度并通過小型試驗確定處理時的最佳工藝條件。另外,還要 注意在處理過程油中原有添加劑可能發生損失及其他副作用。
對處理防銹汽輪機油,如吸附劑處理不掉油的臭味,再生前可采用過熱蒸汽 (170~220℃)通入油中吹洗的方法。
b. 滲濾法所用裝置的結構原理與運行油連續再生裝置相同,但設計尺寸應 適當加大。可填裝較多的吸附劑,且裝置要便于裝拆和移動,滲濾再生裝置的工 作方式,可用泵強迫滲濾(圖5),也可借助油的高位差重力進行自流滲濾(圖6)。 所用吸附劑的選擇與處理同9.3.4條要求。由于汽輪機油粘度較大,滲濾再生時 溫度應預熱至70~90℃,如油中含有較多水分、沉淀物,再生前應先用離心分 離機凈化。
圖 5 油滲濾法再生系統(間隙作業)
圖 6 油自流滲濾法再生系統
10.3.2 硫酸白土法主要包括兩個工序:硫酸處理與白土處理。硫酸處理能除去油中 多種老化產物,配合白土處理又能清除酸處理后殘留在油中的不良物并進一步改善 油質。因此,硫酸白土法能使油得到深度再生。但也會使油中含有添加劑和一些理 想組分帶來損失。
應根據油劣后化程度和對再生油的質量要求,通過試驗確定再生藥劑用量與處 理工藝條件。
為改善硫酸白土法再生油的氧化安定性,可通過試驗,在再生油中添加t501 抗氧化劑或與一定比例的新油混合使用。
對劣化特別嚴重的油,可在工藝過程中增加堿處理工序,即采用酸堿白土法。
11 技術管理與安全要求
11.1 庫存油管理應嚴格做好油的入庫、儲存和發放三個環節,防止油的錯用、錯 混和油質劣化。
11.1.1 對新購進的油,須先驗明油種,牌號并檢驗油質是否合格。經驗收合格的油 入庫前須經過濾凈化合格后方可灌入備用油灌。
11.1.2 庫存備用的新油和合格的油,應分類、分牌號、分質量進行存放。所有油 桶、油罐必須標志清楚,掛牌建帳。且應帳物相符,定期盤點無誤。
11.1.3 嚴格執行庫存油的油質檢驗。除按規定對每批入庫、出庫油作檢驗外,還要 加強庫存油移動時的檢驗與監督。油的移動包括倒罐、倒桶以及原來存有油的容器 內再進入新油等。凡油在移動前后均應進行油質檢驗,并作好記錄,以防油的錯混 與污損。對長期儲放的備用油,應定期(一般3~6月一次)檢驗,以保持油質處于 合格備用狀態。
11.1.4 為防止油在儲存和發放過程中發生污損變質,應注意:
a.油桶、油罐、管線、油泵以及計量、取樣工具等必須保持潔凈,一旦發現內 部積水、臟物或銹蝕以及接觸過不同油品或不合格油時,均須及時清除或清洗 干凈。
b.盡量減少倒罐、倒桶及油移動次數,避免油質意外的污損。
c.經常檢查管線、閥門開關情況,嚴防串油、串汽和串水。
d.準備再生處理的污油、廢油應用專門容器盛裝并另庫存放,其輸油管線與油 泵均與合格油嚴格分開。
e.油桶嚴密上蓋,防止進潮并避免日曬雨淋;油罐裝有呼吸器并經常檢查和更 換其吸潮劑。
11.2 應根據實際情況,建立有關技術檔案與技術資料。主要有:
11.2.1 主要用油設備臺帳:包括設備銘牌主要規范,油種、油量、油凈化裝置配備 情況,投運日期等記錄;
11.2.2 主要用油設備運行油的質量檢驗臺帳:包括換油、補油、防劣化措施執行, 運行油處理等情況記錄;
11.2.3 主要用油設備大修檢查記錄;
11.2.4 舊油、廢油回收和再生處理記錄;
11.2.5 庫存備用油及油質檢驗臺帳:包括油種、牌號、油量及油移動等情況記錄;
11.2.6 汽(水)輪機油系統圖、油庫、油處理站設備系統圖等。
11.3 油庫、油處理站設計必須符合消防與工業衛生有關要求。油罐安裝間距及油 罐與周圍建筑物的距離應具有足夠的防火間距(參照附錄b)且應設置油罐防護堤。 為防止雷擊和靜電放電,油罐及其連接管線,應裝設良好的接地裝置,必需的消防 器材和通風、照明、油污廢水處理等設施均應合格齊全。油再生處理站還應根據環 境保護規定,妥善處理油再生時的廢渣、廢氣、殘油和污水等,以防污染環境。
11.4 油庫、油處理站及其所轄儲油區應嚴格執行防火防爆制度,杜絕油的滲漏與 潑灑,地面油污應及時清除,嚴禁煙火。對用過的沾油棉物及一切易燃易爆物品均 應清除干凈。油罐輸油操作應注意防止靜電放電。查看或檢修油罐油箱時,應使用 低電壓安全行燈并注意通風等。
11.5 從事接觸油料工作必須注意有關保健防護措施。盡量避免吸入油霧或油蒸 汽;避免皮膚長時間過多地與油接觸,必要時,操作需戴防護手套及圍裙,操作前 也可涂抹適當的護膚膏,操作后及飯前應將皮膚上的油污清洗干凈,油污衣服應經 常清洗等。
附 錄 a
防止油老化措施和油處理方法所用材料及設備
(補充件 )
a1 常用吸附劑性能(見表a1)
表a1
a2 常用油處理設備規格
a2.1 壓力式濾油機(見表a2)
表 a2
a2.2 離心式濾油機(見表a3)
表 a3
a3 t 501抗氧化劑的質量標準(見表a4)
表 a4
注:1)貯存后允許變為淡黃色但仍可使用。
2)測定水分時,手續改為取3~4ml溶液甲,以溶液乙滴定至終點。不記錄 讀數。然后迅速加入試樣1g(稱準至0.01g)在不斷攪拌下使之溶解,用溶液乙滴定 至終點。
a4 十二烯基丁二酸防銹劑(t 746)技術指標(見表a5)
表 a5
注:1)、2)、3)試驗用油均為20號或32號;未加添加劑的汽輪機油其防銹劑添 加量為0.03±0.01。
附 錄 b
油庫的安全要求
(補充件)
b1 一個油罐區內油罐壁間的防火距離(見表b1)
表 b1
注:d為兩相鄰油罐中較大的油罐直徑,m。
b2 油儲罐與周圍建筑物的防火間距(見表 b2)
表 b2
注:① 防火間距應從距建筑物最近的儲罐外壁算起,但防火堤外側基腳線至 建筑物的距離最小不應小于10m。
② 一個單位如有幾個儲罐區時,儲罐區之間的防火間距不應小于表中相 應四級建筑的間距值。
③ 建筑物的耐火等級,是由組成房屋構件的燃燒性能和構件最低的耐火 極限決定的,具體是:一級為1.50h,二級為1.00h,三級為0.50h,四級為0.25h 。
附 錄 c
汽輪機油國內外標準索引表
(參考件)
表 c1
注:gb——國家標準; jis——日本國家標準;
sd——水利電力部標準; гост——蘇聯國家標準;
iso——國際標準化組織標準;din——聯邦德國工業標準;
iec——國際電工委員會標準;ip——英國石油協會標準;
iso/dp——國際標準建議草案; bs——英國國家標準;
astm——美國材料與試驗協會標準;stas——羅馬尼亞標準。
ansi——美國國家標準;
附 錄 d
各種粘度表示法簡介
(參考件)
表 d1 各種粘度表示法簡介表
注:1)除動力粘度外,運動粘度的換算關系式皆為經驗公式,其結果為近似 值。
_______________________
附加說明:
本標準由電力工業部提出。
本標準由電力工業部西安熱工研究所技術歸口。
本標準由電力工業部西安熱工研究所、湖南電力試驗研究所、湖北電力試驗 研究所負責起草。
本標準主要起草人孫堅明、李蔭材、郝漢儒、孫桂蘭。
