石化行業(yè)渦輪機(jī)油應(yīng)用案例分析

周旭 王雪梅 林國就 謝貞文

中國石化潤滑油有限公司茂名分公司

渦輪機(jī)油在離心壓縮機(jī)上的應(yīng)用是石化系統(tǒng)內(nèi)設(shè)備管理專業(yè)最為關(guān)注的問題，機(jī)組在苛刻工況下運(yùn)行正常與否與油品本身性能及維護(hù)使用息息相關(guān)。本文通過具體案例，對渦輪機(jī)油在使用過程中發(fā)生異?，F(xiàn)象的原因進(jìn)行分析，并提出了相應(yīng)的處理措施，以供借鑒和參考。

隨著新渦輪機(jī)油國家標(biāo)準(zhǔn)的出臺和實(shí)施（國標(biāo)GB11120—2011中TSA汽輪機(jī)油：A級、B級），中國石化長城潤滑油推出了滿足國家標(biāo)準(zhǔn)的長城威越L-TSA系列渦輪機(jī)油，完全可以達(dá)到國際OEM（原始設(shè)備制造商）規(guī)格要求，并獲得西門子、阿爾斯通、曼、三菱日立等OEM技術(shù)認(rèn)證，相應(yīng)有L-TSA/LF長壽命渦輪機(jī)油、L-TSE/LF長壽命極壓渦輪機(jī)油、L-TGSB(M) 渦輪機(jī)油等。

據(jù)統(tǒng)計(jì)，渦輪機(jī)油在某煉化企業(yè)采購份額占33%，位居首位，大部分應(yīng)用于離心壓縮機(jī)，而相應(yīng)的離心機(jī)組均屬于關(guān)鍵設(shè)備。離心機(jī)組的運(yùn)行工況苛刻：

◇檢修周期長達(dá)4～6年，要求潤滑可靠；

◇在某些場合與介質(zhì)接觸，要求抵抗輕烴類、氫氣等介質(zhì)；

◇高溫高壓工況下連續(xù)運(yùn)行，要求抗氧化性能好。

這都是其他行業(yè)所不具備的特點(diǎn)。因此，重視渦輪機(jī)油在石化行業(yè)離心壓縮機(jī)組的應(yīng)用，結(jié)合案例分析設(shè)備異常運(yùn)行的原因，并提出相應(yīng)的處理措施，對于保證石化行業(yè)機(jī)組正常運(yùn)行具有重要意義。

案例一：某石化加氫裂化裝置離心機(jī)浮環(huán)出現(xiàn)大量油泥

異?，F(xiàn)象

2016年9月，某石化三菱循環(huán)氫離心機(jī)組拆解發(fā)現(xiàn)浮環(huán)出現(xiàn)大量黑色油泥，嚴(yán)重影響設(shè)備的正常運(yùn)行。

原因分析

由于工藝改動(dòng)后氣體清洗塔停用，循環(huán)氫氣體的組成變化，H2S含量上升，其酸性和化學(xué)特性對汽輪機(jī)油的氧化安定性造成了顯著影響，加速油品老化，產(chǎn)生大量的漆膜和油泥，降低了汽輪機(jī)油的潤滑和保護(hù)性能。

處理措施

原設(shè)備使用L-TSA(B級) 32渦輪機(jī)油，建議升級使用抗氧化性能更好的L-TSA/LF 32長壽命渦輪機(jī)油，機(jī)組于2017年4月大修后拆解，浮環(huán)干凈，未再出現(xiàn)大量黑色油泥（圖1）。2017年6月跟蹤顯示，油品漆膜傾向指數(shù)（MPC）為2.1，表明油品潤滑保護(hù)性能優(yōu)異。

啟示

L-TSA/LF 32長壽命渦輪機(jī)油在抗氧化性能方面比原用油L-TSA 32渦輪機(jī)油(B級)有了顯著的提升，與國際產(chǎn)品如美孚700系列、殼牌多寶T系列水平相當(dāng)。產(chǎn)品采用先進(jìn)的加氫異構(gòu)工藝技術(shù)生產(chǎn)的API II、III類基礎(chǔ)油，加入進(jìn)口復(fù)合劑（酚胺復(fù)合型抗氧劑+復(fù)合防銹劑）調(diào)和而成，因此具有更好的高溫抗氧性，能有效抑制氧化產(chǎn)物如油泥、漆膜的產(chǎn)生。在石化行業(yè)，重視渦輪機(jī)油油品的質(zhì)量，根據(jù)工況選擇正確的油品，對減輕機(jī)組維修工作，保證機(jī)組的正常運(yùn)行具有重要意義。

案例二：某石化裂解裝置離心機(jī)用渦輪機(jī)油抗氧劑消耗過快

異常現(xiàn)象

2014年9月，某石化ELLIOT機(jī)組在用長城L-TSA(B級)32渦輪機(jī)油送檢，RULER分析結(jié)果見圖2。

根據(jù)圖2可知，渦輪機(jī)油抗氧劑下降過快，相對于新油來說僅剩10%，嚴(yán)重影響油品的潤滑保護(hù)作用。

圖1 浮環(huán)外觀

圖2 ruler分析譜圖

原因分析

裂解三機(jī)機(jī)組作為化工分部關(guān)鍵裝置，工況惡劣苛刻，裂解氣中的丁二烯等烯烴組分對汽輪機(jī)油的氧化安定性造成了顯著影響，加速油品老化，產(chǎn)生大量的漆膜，嚴(yán)重者造成油溫過高報(bào)警，甚至連鎖停機(jī)。

處理措施

機(jī)組于2016年6月補(bǔ)加L-TSA(A級) 32渦輪機(jī)油，同時(shí)進(jìn)行了相應(yīng)的產(chǎn)品升級工作。2017年8月跟蹤油品MPC為20.8，油品抗氧化性能相對于使用B級產(chǎn)品有一定的改善，但是仍然未達(dá)預(yù)計(jì)理想值。根據(jù)裂解氣機(jī)組OEM設(shè)備說明書推薦美孚、BP長壽命系列產(chǎn)品，建議升級使用抗氧化性能更好的L-TGSB(M) 32渦輪機(jī)油。長城渦輪機(jī)油產(chǎn)品對比數(shù)據(jù)見表1。

啟示

長城TGSB(M)32渦輪機(jī)油采用優(yōu)質(zhì)加氫基礎(chǔ)油和特選添加劑調(diào)和而成，具有極佳的高溫氧化安定性和油泥控制性能，獲得三菱日立MS04-MA-CL002規(guī)格認(rèn)證，可用于軸承環(huán)境溫度高至250 ℃的離心壓縮機(jī)、燃?xì)廨啓C(jī)和聯(lián)合循環(huán)機(jī)組的潤滑，適用于軸承溫度較高并對積炭和漆膜值控制要求較高的機(jī)組。在石化行業(yè)，關(guān)鍵機(jī)組工況往往非?？量蹋x擇高檔油品，對保證機(jī)組的正常運(yùn)行具有重要意義。

表1 長城渦輪機(jī)油產(chǎn)品數(shù)據(jù)對比

案例三：某石化熱電車間離心機(jī)軸瓦入口濾網(wǎng)出現(xiàn)雜質(zhì)

異?，F(xiàn)象

2017年1月，某石化熱電車間離心機(jī)組在剛更換新油長城L-TSA(B級)32渦輪機(jī)油后15 d，在軸瓦入口濾網(wǎng)處發(fā)現(xiàn)黑色雜質(zhì)，見圖3。

處理措施

機(jī)組使用長城L-TSA(B級)32渦輪機(jī)油長達(dá)6年，于2017年1月更換新油，檢修期間所放出的舊油劣化嚴(yán)重，更換新油時(shí)未徹底清洗油箱和管線，直接裝填。機(jī)組現(xiàn)運(yùn)行油外觀呈透明淡黃色，元素分析結(jié)果表明沒有磨損元素，推測濾網(wǎng)上的軟性黑色物質(zhì)為油泥。長城L-TSA(B級)32渦輪機(jī)油產(chǎn)品在長達(dá)6年的使用過程中，油品劣化，產(chǎn)生大量油泥。更換新油時(shí)，沉積于油箱底部和管線死角的油泥被帶起進(jìn)行循環(huán)，出現(xiàn)黑色雜質(zhì)?？紤]油箱內(nèi)部的油泥可對新油產(chǎn)生催化劣化的影響，于2017年4月抽樣檢測在用油，發(fā)現(xiàn)機(jī)組現(xiàn)運(yùn)行油外觀不透明，水分＞4%，MPC為33.3，達(dá)到換油指標(biāo)。因此，立即通知車間更換新油，并進(jìn)行相應(yīng)L-TSA/LF 32的升級工作。目前機(jī)組運(yùn)行正常。

啟示

石化行業(yè)離心機(jī)組對渦輪機(jī)油質(zhì)量要求較高，對于長換油周期的機(jī)組在選油時(shí)盡量選擇質(zhì)量等級更高的產(chǎn)品。平時(shí)機(jī)組的維護(hù)也需要重視，若不注意油箱和管線的清洗工作，水分的污染和殘留的油泥雜質(zhì)對油品的劣質(zhì)起到催化作用，大大縮短了油品的使用壽命，增大了機(jī)組人員的工作量，影響機(jī)組的正常運(yùn)行。

案例四：某石化重整車間離心機(jī)渦輪機(jī)油破乳化不合格

異?，F(xiàn)象

2016年12月，某石化重整車間循環(huán)氣離心機(jī)組反映，使用的長城L-TSA/LF 46渦輪機(jī)油破乳化分析結(jié)果一直不合格。

處理措施

2臺循環(huán)氣離心機(jī)組自2015年起使用L-TSA/LF 46渦輪機(jī)油，其中2號機(jī)組用油破乳化分析結(jié)果滿足換油指標(biāo)要求（低于30 min），而1號機(jī)組用油破乳化分析結(jié)果大于60 min。機(jī)組運(yùn)行油樣RULER分析表明相對于新油抗氧劑含量達(dá)90%，MPC為4.3，初步排除油品受到氧化生成極性物質(zhì)造成破乳化不合格的可能性。采集機(jī)組小透平的蒸汽冷凝水與L-TSA/LF 46渦輪機(jī)油新油進(jìn)行破乳化試驗(yàn)，試驗(yàn)結(jié)果差別不明顯，排除蒸汽污染造成破乳化不合格的可能性?？紤]車間也使用冷凍機(jī)油，將冷凍機(jī)油DRA46按體積1∶9的比例混入L-TSA/LF 46渦輪機(jī)油新油中，發(fā)現(xiàn)破乳化性能嚴(yán)重變差，60 min內(nèi)乳化層無法分離。嘗試做了如下方案：

◇在運(yùn)行油基礎(chǔ)上補(bǔ)加破乳劑，油品破乳化性能達(dá)不到換油指標(biāo)要求；

◇將運(yùn)行油按體積比例3∶7混入L-TSA/LF 46渦輪機(jī)油，抗乳化性能仍達(dá)不到換油指標(biāo)要求，見圖4。

推測機(jī)組在更換或補(bǔ)加新油時(shí)，現(xiàn)場操作人員誤將冷凍機(jī)油DRA46混入機(jī)組，造成機(jī)組破乳化分析結(jié)果不合格?？紤]到油品抗氧化性能正常，待觀測到油品乳化后，機(jī)組全部更換新油使用，目前機(jī)組運(yùn)行正常。

啟示

石化行業(yè)離心機(jī)組的維護(hù)平時(shí)需要重視，冷凍機(jī)油和長壽命渦輪機(jī)油顏色相近，若不注意加錯(cuò)油品，會(huì)給油液監(jiān)測指導(dǎo)工作帶來困難，造成不必要的損失，影響機(jī)組的正常運(yùn)行。

結(jié)束語

通過如上4個(gè)典型案例的經(jīng)驗(yàn)總結(jié)，對于石化行業(yè)離心機(jī)機(jī)組潤滑維護(hù)可分為四個(gè)步驟：首先，根據(jù)機(jī)組工藝情況選擇對應(yīng)的渦輪機(jī)油產(chǎn)品；其次，裝填或大修更換油品時(shí)，做好油箱和管線清洗工作；再次，車間使用相關(guān)油品做好醒目標(biāo)識；最后，正常定期跟蹤油品關(guān)鍵指標(biāo)。

圖3 軸瓦入口濾網(wǎng)處的黑色雜質(zhì)

圖4 油品破乳化試驗(yàn)情況