燃?xì)廨啓C(jī)漆膜清除新技術(shù)應(yīng)用

王子石 韓 旭

1.中海石油有限公司天津分公司蓬勃作業(yè)公司 天津 300452；2.中海油能源發(fā)展裝備技術(shù)有限公司機(jī)電技術(shù)服務(wù)中心 天津 300452

1 應(yīng)用背景

2015 年5 月，由于漆膜的影響導(dǎo)致FPSO S2 透平IGV 液壓系統(tǒng)故障，造成透平停機(jī)，歷經(jīng)13 個小時的搶修才得以恢復(fù)生產(chǎn)。FPSO P2 和S2 透平曾出現(xiàn)柴油控制電磁閥因漆膜問題卡滯，造成透平機(jī)組油氣切換失敗關(guān)停。渤海油田其他作業(yè)公司歷史上曾多次出現(xiàn)因漆膜相關(guān)潛在問題導(dǎo)致主電站非計劃停機(jī)甚至油田生產(chǎn)關(guān)停。

（1）漆膜是一種高分子烴類聚合物，典型的元素分析如下：C 81～85% 、H 7～9% 、O 7～9%%、N 2～3%，顏色從淺棕色、棕色至棕褐色。漆膜在使用一段時間的機(jī)械設(shè)備油液中普遍存在，尤其在燃?xì)廨啓C(jī)油和壓力較高的液壓系統(tǒng)油液中更為常見。漆膜附著在伺服閥、電磁閥的閥芯上，增大閥芯與閥座的摩擦力甚至發(fā)生粘黏卡滯，導(dǎo)致液壓控制系統(tǒng)失效，機(jī)組操作失靈。

（2）漆膜附著在軸瓦上，減少軸瓦與軸之間的間隙，增大軸瓦與軸之間的摩擦，從而產(chǎn)生更多的摩擦熱，導(dǎo)致軸瓦的溫度升高。

（3）油箱、冷卻器內(nèi)壁附著漆膜會導(dǎo)致油品冷卻效率降低，散熱不良，從而進(jìn)一步加劇油品的氧化變質(zhì)。

（4）漆膜能夠吸附油品中的固體顆粒，附著在摩擦副表面，造成設(shè)備的磨粒磨損。

（5）漆膜堆積可以堵塞精細(xì)過濾器，導(dǎo)致滑油供油不足、設(shè)備潤滑不良。

漆膜對設(shè)備可靠運行的危害影響是巨大的，特別是針對像FPSO GE MS5001 這樣的燃?xì)廨啓C(jī)，潤滑油系統(tǒng)與液壓系統(tǒng)共用一種油品，嚴(yán)重的漆膜和軟性污染物累積產(chǎn)生油泥，會導(dǎo)致機(jī)組可靠性大大降低。

2 技術(shù)簡介

2.1 添加工業(yè)系統(tǒng)清洗劑

工業(yè)系統(tǒng)清洗劑是一款沉積物清潔產(chǎn)品，可在系統(tǒng)運行時直接添加到在用油中，以便在定期換油之前清潔系統(tǒng)中的油泥和漆膜，幫助系統(tǒng)在加注新油時恢復(fù)性能。工業(yè)系統(tǒng)清洗劑可以穩(wěn)定在用油的漆膜和油泥沉積物，并通過提前計劃好的油品更換去除這些沉積物，恢復(fù)系統(tǒng)運行效率，并有效減少漆膜生成，工業(yè)系統(tǒng)清洗劑能夠與燃?xì)廨啓C(jī)潤滑油相容，加入后能夠保證潤滑油的功能，不影響機(jī)組正常穩(wěn)定運行

2.2 更換高性能長效抗漆膜燃?xì)廨啓C(jī)油

高性能抗漆膜燃?xì)廨啓C(jī)油具有出色的熱穩(wěn)定性和氧化穩(wěn)定性，在嚴(yán)苛的溫度下，不僅使用壽命長，而且極少形成沉積物。高性能抗漆膜燃?xì)廨啓C(jī)油具有低漆膜傾向的特點能夠確保最大限度地降低漆膜傾向，從而保護(hù)設(shè)備。

3 技術(shù)實施應(yīng)用

渤海油田某FPSO GE MS5001 機(jī)組使用工業(yè)系統(tǒng)清洗劑對燃?xì)鉁u輪機(jī)進(jìn)行了在線清洗，并更換了高性能抗漆膜燃?xì)廨啓C(jī)油有效改善液壓系統(tǒng)電磁閥、減少了伺服閥堵塞卡滯，漆膜傾向指數(shù)持續(xù)較低。

3.1 清洗數(shù)據(jù)對比和換油分析

渦輪機(jī)潤滑系統(tǒng)必須過濾以始終保持足夠的流體清潔度。該壓差通常用于確定過濾器濾芯的使用壽命。

2020 年9 月8 日上午加劑后，系統(tǒng)壓差迅速上升隨后有3 天左右的平臺期表明工業(yè)清洗劑加入后立即發(fā)揮功效，有效去除軟性漆膜。隨后壓差穩(wěn)步上升，表明系統(tǒng)中不易清除部位和硬質(zhì)漆膜開始被清洗下來。10 月12 日及11 月再次更換了濾芯，表明工業(yè)清洗劑一直在持續(xù)發(fā)揮作用。

3.2 漆膜傾向指數(shù)

漆膜傾向指數(shù)超出警戒值時，意味著設(shè)備生成漆膜的風(fēng)險增加，這時就需要建議現(xiàn)場密切關(guān)注各項溫度、振動的變化情況，并結(jié)合其他監(jiān)測數(shù)據(jù)綜合判斷設(shè)備運行情況。加劑后（靜電吸附裝置未投入使用）油品漆膜傾向指數(shù)從27.6 迅速回落到了2 左右并保持穩(wěn)定。 2020 年11 月30 日新油漆膜傾向指數(shù)為0.9，12 月12 日系統(tǒng)運行油品漆膜傾向指數(shù)為2。2021 年3 月取樣漆膜傾向指數(shù)為6.7，6 月取樣的油品漆膜傾向指數(shù)為7.1。

3.3 抗氧化性能

3.3.1 氧化度

在紅外(IR) 光譜中，使用輻射源、檢測器和計算機(jī)來分析光與物質(zhì)之間的相互作用。 在紅外光譜中，氧化產(chǎn)物在1600 cm- 1 波長之間出現(xiàn)峰。將加了清洗劑后的渦輪機(jī)油與加劑前的渦輪機(jī)油相比，其氧化度均為0，表明工業(yè)清洗劑加入系統(tǒng)中后，對系統(tǒng)在用油的氧化性能沒有影響。

3.3.2 黏度

黏度是指油品對流動所表現(xiàn)的阻力，是潤滑油最重要的指標(biāo)。黏度的變化和潤滑油的狀態(tài)直接相關(guān)。

3.3.3 酸值

酸值檢測（Acid Number，簡寫為AN）是測定非水溶液中含有的酸性物質(zhì)濃度，酸值的大小是指中和1 克潤滑油中全部酸性組分所需要的堿（使用氫氧化鉀KOH）的量（毫克），用mgKOH/ g 表示?？偹嶂?TAN) 是對潤滑油中酸性有機(jī)成分的衡量指標(biāo)。

添加工業(yè)清洗劑后，總酸值沒有任何上升，說明了清洗劑不會造成在用油的氧化。更換高性能抗漆膜燃?xì)廨啓C(jī)油EP 后油品的總酸值恢復(fù)到了新油狀態(tài)并且一直沒有上升。

3.3.4 RULER

RULER 測試是一種線性掃描伏安法，為評估剩余使用壽命，測量潤滑油中抗氧化劑含量。 該測試定量分析新油和舊油中抗氧化劑的相對濃度，以監(jiān)測油中抗氧化劑的消耗率。使用七個月后，RULER 檢測的抗氧化添加劑含量為新油的98.9%，表明高性能抗漆膜燃?xì)廨啓C(jī)油抗氧化性能依然與新油相仿。

3.4 抗泡與分水性能

加劑后抗泡性未見明顯變化，新?lián)Q的油品抗泡性能一直保持優(yōu)秀。分水性在加劑后有所提升，在48h 后下降，是清潔劑洗下來的極性物質(zhì)部分溶解在油中引起的，換油后油品的分水性能一直保持優(yōu)秀。

表1 不同時段的水分離性能

3.5 色度

石油產(chǎn)品顏色測定法把石油產(chǎn)品的顏色分為16 個色號，依次加深為1.0，1.5，2.0……，顏色最深的為8.0。實驗發(fā)現(xiàn)，加入清潔劑后，潤滑油的顏色從淡黃色到深褐色。用油顏色的加深通常由于油品氧化。由圖1 可見，加清潔劑后油品顏色迅速變深，從初始的5.5 上升到了6.5，隨后保持穩(wěn)定。表明清潔劑發(fā)揮了作用，清洗出油泥/ 漆膜并溶解在油中（見圖1）。

圖1 油品顏色變化圖

3.6 金屬元素含量

潤滑油中的金屬有多種來源，例如磨損、污染和添加劑。磨損金屬是由渦輪機(jī)部件的摩擦或腐蝕引起。電感耦合等離子體原子發(fā)射光譜（ICP）是一種有效的潤滑油分析技術(shù)。由圖2 可見，各金屬元素均穩(wěn)定在極低水平，說明工業(yè)清洗劑未對設(shè)備造成任何磨損和腐蝕。更換的抗漆膜渦輪機(jī)油對系統(tǒng)元件的保護(hù)同樣優(yōu)異。

圖2 清洗后燃?xì)廨啓C(jī)的金屬元素含量曲線圖

FPSO S2 燃?xì)廨啓C(jī)選用該新型方案大幅降低了燃?xì)廨啓C(jī)的故障率，自2020 年12 月完成更換高性能抗漆膜燃?xì)廨啓C(jī)油后，未出現(xiàn)一次燃?xì)廨啓C(jī)因液壓系統(tǒng)故障導(dǎo)致的意外停機(jī)，到2021 年7 月使用半年后，抗氧化劑含量仍保持98.9%，各項指標(biāo)正常，燃?xì)廨啓C(jī)運行可靠穩(wěn)定，有效保證了油田的電網(wǎng)穩(wěn)定和生產(chǎn)流程的安全平穩(wěn)運行。

4 經(jīng)濟(jì)評價

（1）通過對機(jī)組的漆膜進(jìn)行清除有效降低了電磁閥卡滯、伺服閥失準(zhǔn)，提高了透平油氣切換成功率，油氣切換成功率基本達(dá)到100%，保證了燃?xì)廨啓C(jī)的運行可靠性，從而保障油田的電網(wǎng)穩(wěn)定，避免每年由于油氣切換故障對電站和生產(chǎn)造成的損失約15000 桶（336 萬元）。

（2）避免透平機(jī)組機(jī)械部件如止推瓦、軸瓦潤滑失效磨損加劇過早更換（約120 萬元）。

（3）減少人工維護(hù)成本，減少非計劃停機(jī)的損失，提高設(shè)備利用率。

（4）工業(yè)漆膜清洗劑清潔能力顯著，與在用油完全相容，從壓差、色度、漆膜指數(shù)等參數(shù)來看工業(yè)清潔劑起到了對機(jī)組滑油及液壓油系統(tǒng)清潔效果，未對系統(tǒng)內(nèi)在用油品和設(shè)備產(chǎn)生負(fù)面影響。更換后的高性能抗漆膜燃?xì)廨啓C(jī)油各項性能優(yōu)異，抗氧化性能突出，能夠有效清除機(jī)組漆膜提高燃?xì)廨啓C(jī)運行穩(wěn)定性。

5 結(jié)語

通過使用工業(yè)系統(tǒng)清洗劑在線清洗漆膜和更換了含有極壓劑的高性能抗漆膜燃?xì)廨啓C(jī)油的方式，徹底清除了機(jī)組漆膜并杜絕再次產(chǎn)生，更換后的高性能抗漆膜燃?xì)廨啓C(jī)油各項性能優(yōu)異，抗氧化性能突出，提高了燃?xì)廨啓C(jī)潤滑系統(tǒng)效率及機(jī)組運行穩(wěn)定性。證明該技術(shù)可以有效解決燃?xì)廨啓C(jī)滑油漆膜導(dǎo)致設(shè)備可靠性降低的情況，值得進(jìn)一步推廣。

該技術(shù)方案的應(yīng)用仍有進(jìn)一步提升空間，例如針對國產(chǎn)機(jī)組的適用性研究、針對部分使用國產(chǎn)滑油的機(jī)組適用性及經(jīng)濟(jì)性評估；同時，該技術(shù)的應(yīng)用長期有效性還未有更多確切數(shù)據(jù)，技術(shù)的研發(fā)升級仍有提升空間。希望拋轉(zhuǎn)引玉，在石油及相關(guān)企業(yè)中引發(fā)技術(shù)革新和自主研發(fā)的熱潮。