大型汽輪發(fā)電機(jī)組潤(rùn)滑油系統(tǒng)污染與控制

［摘 要］大型汽輪發(fā)電機(jī)組潤(rùn)滑油系統(tǒng)污染是影響機(jī)組安全運(yùn)行的重要因素之一。文章分析了大型汽輪發(fā)電機(jī)組潤(rùn)滑油系統(tǒng)污染的來(lái)源及危害，提出了潤(rùn)滑油污染的控制措施，探討了潤(rùn)滑油污染控制的現(xiàn)狀與發(fā)展趨勢(shì)，旨在為相關(guān)人員提供參考。

［關(guān)鍵詞］大型汽輪發(fā)電機(jī)組；潤(rùn)滑油系統(tǒng)；污染；控制

［中圖分類(lèi)號(hào)］TM311 ［文獻(xiàn)標(biāo)志碼］A ［文章編號(hào)］2095–6487（2024）09–0052–03

1 概述

大型汽輪發(fā)電機(jī)組是電力系統(tǒng)的重要組成部分，其安全運(yùn)行直接關(guān)系到電網(wǎng)的安全穩(wěn)定。潤(rùn)滑油系統(tǒng)是汽輪發(fā)電機(jī)組的重要輔助系統(tǒng)，為機(jī)組各部件提供潤(rùn)滑、冷卻、密封、防腐等多種功能：①潤(rùn)滑油在摩擦表面形成油膜，降低摩擦系數(shù)，從而減少機(jī)組部件的磨損，確保其正常運(yùn)行。②潤(rùn)滑油能夠吸收摩擦產(chǎn)生的熱量，并將熱量帶到散熱器進(jìn)行散熱，防止機(jī)組部件過(guò)熱。③潤(rùn)滑油填充在機(jī)組部件的間隙中，起到密封作用，防止?jié)櫥托孤?。④?rùn)滑油在機(jī)組部件表面形成保護(hù)膜，防止腐蝕，延長(zhǎng)機(jī)組的使用壽命。然而，潤(rùn)滑油一旦受到污染會(huì)對(duì)汽輪發(fā)電機(jī)組造成嚴(yán)重危害。如潤(rùn)滑油污染會(huì)加速機(jī)組部件的磨損和腐蝕，降低機(jī)組的運(yùn)行效率和可靠性。此外，污染的潤(rùn)滑油還會(huì)堵塞油路和過(guò)濾器，影響潤(rùn)滑油的正常循環(huán)，增加機(jī)組的維護(hù)成本。嚴(yán)重時(shí)甚至?xí)?dǎo)致機(jī)組事故，給生產(chǎn)和運(yùn)行帶來(lái)嚴(yán)重影響。因此，加強(qiáng)潤(rùn)滑油污染控制至關(guān)重要，文章對(duì)此展開(kāi)研究。

2 潤(rùn)滑油污染的來(lái)源

2.1 外部污染

外部污染是指來(lái)自潤(rùn)滑油系統(tǒng)外部的污染物對(duì)潤(rùn)滑油造成污染。外部污染的主要來(lái)源包括空氣中的灰塵、水分、雜質(zhì)，以及潤(rùn)滑油添加劑的降解?？諝庵械幕覊m、水分、雜質(zhì)會(huì)隨著空氣進(jìn)入潤(rùn)滑油系統(tǒng)，潤(rùn)滑油箱通常配備呼吸器，用于平衡箱內(nèi)外的壓力，若呼吸器的過(guò)濾性能不佳或使用不當(dāng)，會(huì)導(dǎo)致空氣中的灰塵、水分、雜質(zhì)進(jìn)入潤(rùn)滑油箱。機(jī)組各部件的油封會(huì)因磨損或老化而失效，潤(rùn)滑油系統(tǒng)的管路連接處密封不嚴(yán)，也會(huì)導(dǎo)致空氣中的灰塵、水分、雜質(zhì)進(jìn)入潤(rùn)滑油系統(tǒng)?？諝庵械幕覊m、水分、雜質(zhì)進(jìn)入潤(rùn)滑油系統(tǒng)后，會(huì)增加潤(rùn)滑油的磨蝕性，加速機(jī)組部件的磨損，堵塞油路和過(guò)濾器，影響潤(rùn)滑油的正常循環(huán)。同時(shí)會(huì)促進(jìn)油泥、積碳的生成，增加機(jī)組的維護(hù)成本。潤(rùn)滑油添加劑在使用過(guò)程中會(huì)逐漸降解，生成膠質(zhì)、沉積物等污染物。這些污染物會(huì)積聚在潤(rùn)滑油系統(tǒng)中，增加潤(rùn)滑油的粘度，降低潤(rùn)滑性能，堵塞油路和過(guò)濾器，影響潤(rùn)滑油的正常循環(huán)，甚至?xí)g機(jī)組部件，導(dǎo)致機(jī)組故障。

2.2 內(nèi)部污染

內(nèi)部污染是指來(lái)自潤(rùn)滑油系統(tǒng)內(nèi)部的污染物，會(huì)對(duì)潤(rùn)滑油造成污染，進(jìn)而影響汽輪發(fā)電機(jī)組的運(yùn)行安全。內(nèi)部污染的主要來(lái)源包括金屬磨損顆粒、油泥、積碳及水分。機(jī)組部件在運(yùn)行過(guò)程中會(huì)因摩擦、腐蝕等作用而產(chǎn)生金屬磨損顆粒。這些顆粒會(huì)進(jìn)入潤(rùn)滑油系統(tǒng)，增加潤(rùn)滑油的磨蝕性，加速機(jī)組部件的磨損，堵塞油路和過(guò)濾器，影響潤(rùn)滑油的正常循環(huán)，劃傷機(jī)組部件表面，導(dǎo)致機(jī)組故障。潤(rùn)滑油在高溫高壓條件下會(huì)發(fā)生氧化分解，生成油泥、積碳。油泥、積碳會(huì)積聚在潤(rùn)滑油系統(tǒng)中，增加潤(rùn)滑油的粘度，降低潤(rùn)滑性能，堵塞油路和過(guò)濾器，影響潤(rùn)滑油的正常循環(huán)，腐蝕機(jī)組部件，導(dǎo)致機(jī)組故障。水分會(huì)通過(guò)以下途徑進(jìn)入潤(rùn)滑油系統(tǒng)：呼吸器的過(guò)濾性能不佳或使用不當(dāng)、機(jī)組各部件的密封失效，這些都會(huì)導(dǎo)致外部環(huán)境中的水分進(jìn)入潤(rùn)滑油系統(tǒng)。潤(rùn)滑油系統(tǒng)在低溫環(huán)境下運(yùn)行時(shí)，也會(huì)導(dǎo)致空氣中的水蒸氣凝結(jié)成水，進(jìn)入潤(rùn)滑油系統(tǒng)。水分進(jìn)入潤(rùn)滑油系統(tǒng)后，會(huì)導(dǎo)致潤(rùn)滑油乳化，降低潤(rùn)滑性能，促進(jìn)腐蝕，導(dǎo)致機(jī)組部件生銹，影響機(jī)組的正常運(yùn)行。

3 潤(rùn)滑油污染的控制措施

3.1 潤(rùn)滑油的選擇

潤(rùn)滑油的選擇直接影響著汽輪發(fā)電機(jī)組的運(yùn)行安全和經(jīng)濟(jì)性。應(yīng)根據(jù)汽輪發(fā)電機(jī)組的類(lèi)型、運(yùn)行條件、環(huán)境等因素，綜合考慮以下因素，精心配選合適的潤(rùn)滑油。

（1）潤(rùn)滑油基礎(chǔ)油是潤(rùn)滑油的主要成分，其性能對(duì)潤(rùn)滑油的整體性能起著決定性作用。常見(jiàn)的潤(rùn)滑油基礎(chǔ)油類(lèi)型包括3 種，其中礦物油由原油經(jīng)提煉加工而成，價(jià)格低廉，但抗氧化性、抗磨損性和低溫流動(dòng)性較差；合成油由人工合成，具有優(yōu)異的抗氧化性、抗磨損性、低溫流動(dòng)性和剪切穩(wěn)定性，但價(jià)格較高；半合成油由礦物油和合成油按一定比例調(diào)和而成，綜合性能優(yōu)于礦物油，價(jià)格低于合成油。對(duì)于汽輪發(fā)電機(jī)組，應(yīng)優(yōu)先選擇合成油或半合成油作為基礎(chǔ)油，以滿(mǎn)足其苛刻的運(yùn)行條件。

（2）潤(rùn)滑油粘度是衡量潤(rùn)滑油流動(dòng)性的一項(xiàng)重要指標(biāo)，通常以粘度指數(shù)和運(yùn)動(dòng)粘度等級(jí)表示。粘度指數(shù)越高，潤(rùn)滑油的粘溫性越好，在不同溫度下的粘度變化越小。汽輪發(fā)電機(jī)組的潤(rùn)滑油粘度等級(jí)應(yīng)根據(jù)其運(yùn)行條件、環(huán)境溫度等因素綜合確定。一般來(lái)說(shuō)，對(duì)于運(yùn)行條件較苛刻、環(huán)境溫度較高的汽輪發(fā)電機(jī)組，應(yīng)選擇粘度指數(shù)較高、運(yùn)動(dòng)粘度等級(jí)較高的潤(rùn)滑油，以確保其在高溫高壓條件下仍能保持良好的潤(rùn)滑性能。

（3）潤(rùn)滑油添加劑可賦予潤(rùn)滑油一些額外的性能，如抗氧化性、抗磨損性、抗泡沫性、抗腐蝕性等?？寡趸瘎┛裳泳彎?rùn)滑油的氧化變質(zhì)，減少油泥、積碳的生成?？鼓p劑能夠降低機(jī)組部件的磨損，延長(zhǎng)使用壽命?？古菽瓌┛梢砸种茲?rùn)滑油的泡沫生成，避免影響潤(rùn)滑效果?？垢g劑可以保護(hù)機(jī)組部件免受腐蝕。應(yīng)根據(jù)汽輪發(fā)電機(jī)組的具體需求選擇合適的潤(rùn)滑油添加劑。

（4）選擇潤(rùn)滑油時(shí)，應(yīng)選擇信譽(yù)良好的潤(rùn)滑油品牌，并注意查看潤(rùn)滑油的生產(chǎn)日期、保質(zhì)期等信息。在使用前，應(yīng)對(duì)潤(rùn)滑油進(jìn)行檢測(cè)，確保其符合相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)要求。選擇潤(rùn)滑油時(shí)，應(yīng)仔細(xì)閱讀機(jī)組制造商的使用手冊(cè)，了解其對(duì)潤(rùn)滑油性能的要求。不同類(lèi)型的潤(rùn)滑油不能混用，以免影響其性能。應(yīng)定期對(duì)潤(rùn)滑油進(jìn)行更換，并及時(shí)清理潤(rùn)滑油系統(tǒng)中的雜質(zhì)。

3.2 潤(rùn)滑油系統(tǒng)的維護(hù)

（1）檢查潤(rùn)滑油油位，潤(rùn)滑油油位是反映潤(rùn)滑油系統(tǒng)狀況的重要指標(biāo)。應(yīng)定期檢查潤(rùn)滑油油位，確保其處于規(guī)定范圍內(nèi)。若油位過(guò)低，應(yīng)及時(shí)添加潤(rùn)滑油，添加潤(rùn)滑油前進(jìn)行油泥析出試驗(yàn)，確保添加新油后不會(huì)產(chǎn)生油泥；若油位過(guò)高，應(yīng)排放部分潤(rùn)滑油。

（2）定期清潔潤(rùn)滑油箱、油過(guò)濾器等部件。潤(rùn)滑油箱、油過(guò)濾器等部件是潤(rùn)滑油系統(tǒng)的關(guān)鍵部件，容易積聚雜質(zhì)和油泥。應(yīng)定期對(duì)這些部件進(jìn)行清潔，以保持潤(rùn)滑油系統(tǒng)的清潔。

（3）檢測(cè)潤(rùn)滑油的質(zhì)量指標(biāo)。潤(rùn)滑油的質(zhì)量指標(biāo)會(huì)隨著使用時(shí)間而發(fā)生變化，應(yīng)定期對(duì)潤(rùn)滑油進(jìn)行檢測(cè)，包括機(jī)械雜質(zhì)含量、水分含量、酸值、粘度、破乳化度、旋轉(zhuǎn)氧彈等指標(biāo)。若檢測(cè)結(jié)果超標(biāo)，應(yīng)及時(shí)重新采樣進(jìn)行復(fù)測(cè)并采取相應(yīng)的措施，如更換潤(rùn)滑油、清洗潤(rùn)滑油系統(tǒng)等。

3.3 潤(rùn)滑油的凈化

應(yīng)定期對(duì)潤(rùn)滑油進(jìn)行凈化，以去除其中的污染物，保持潤(rùn)滑油的良好性能。利用過(guò)濾器可去除潤(rùn)滑油中的固體污染物，如金屬顆粒、纖維、灰塵等。過(guò)濾是應(yīng)用最廣泛、最經(jīng)濟(jì)的一種潤(rùn)滑油凈化方法。利用離心機(jī)可去除潤(rùn)滑油中的液體污染物，如水、油泥等。離心凈化的效果比過(guò)濾好，但設(shè)備體積較大、造價(jià)較高。利用磁性分離器可去除潤(rùn)滑油中的磁性污染物，如鐵屑等。磁性分離適用于含有大量磁性污染物的潤(rùn)滑油。利用真空蒸餾可去除潤(rùn)滑油中的輕質(zhì)餾分和水分，真空蒸餾可有效提高潤(rùn)滑油的氧化穩(wěn)定性和低溫流動(dòng)性，但工藝復(fù)雜、能耗高。應(yīng)根據(jù)潤(rùn)滑油污染的類(lèi)型、程度及經(jīng)濟(jì)性等因素選擇合適的凈化方法。對(duì)于輕微污染的潤(rùn)滑油，可采用過(guò)濾的方法進(jìn)行凈化。對(duì)于污染較重的潤(rùn)滑油，可采用離心或磁性分離的方法進(jìn)行凈化。對(duì)于需要提高潤(rùn)滑油氧化穩(wěn)定性和低溫流動(dòng)性的潤(rùn)滑油，可采用真空蒸餾的方法進(jìn)行凈化。

此外，定期對(duì)凈化設(shè)備進(jìn)行維護(hù)，確保其正常運(yùn)行，在凈化過(guò)程中做好安全防護(hù)，穿戴必要的防護(hù)裝備，同時(shí)做好凈化記錄，以便追溯凈化情況。

另外，潤(rùn)滑油凈化系統(tǒng)可安裝在汽輪發(fā)電機(jī)組的潤(rùn)滑油系統(tǒng)中，實(shí)現(xiàn)在線(xiàn)凈化。在線(xiàn)凈化可有效控制潤(rùn)滑油污染，延長(zhǎng)潤(rùn)滑油的使用壽命，降低維護(hù)成本。

3.4 污染監(jiān)測(cè)與分析

應(yīng)定期對(duì)潤(rùn)滑油進(jìn)行監(jiān)測(cè)與分析，以掌握潤(rùn)滑油污染的狀況，及時(shí)發(fā)現(xiàn)潛在的污染問(wèn)題，采取有效的防治措施。其中，機(jī)械雜質(zhì)含量反映潤(rùn)滑油中固體污染物的含量，機(jī)械雜質(zhì)會(huì)加速機(jī)組部件的磨損，降低潤(rùn)滑油的性能。水分含量反映潤(rùn)滑油中水分的含量，水分會(huì)降低潤(rùn)滑油的潤(rùn)滑性能，導(dǎo)致機(jī)組部件銹蝕。酸值反映潤(rùn)滑油的酸度，酸值過(guò)高會(huì)導(dǎo)致潤(rùn)滑油腐蝕機(jī)組部件。粘度反映潤(rùn)滑油的粘度，粘度變化會(huì)影響潤(rùn)滑油的潤(rùn)滑性能。破乳化度是衡量油品在遇到水或其他雜質(zhì)時(shí)，能夠抵抗乳化現(xiàn)象的能力，破乳化度越高，油品在接觸水分或其他雜質(zhì)時(shí)，其分散性和乳化能力越強(qiáng)，能更好的保持原有性能，如潤(rùn)滑性能。潤(rùn)滑油監(jiān)測(cè)與分析可將潤(rùn)滑油樣品送至實(shí)驗(yàn)室進(jìn)行檢測(cè)，測(cè)定其各項(xiàng)性能指標(biāo)。實(shí)驗(yàn)室分析是目前最準(zhǔn)確、可靠的潤(rùn)滑油監(jiān)測(cè)與分析方法。

4 潤(rùn)滑油污染控制的現(xiàn)狀與發(fā)展

4.1 潤(rùn)滑油污染控制技術(shù)的發(fā)展

隨著汽輪發(fā)電機(jī)組容量的不斷增大和運(yùn)行參數(shù)的提高，對(duì)潤(rùn)滑油的性能提出了更高的要求。因此，加強(qiáng)潤(rùn)滑油污染控制技術(shù)的研究和應(yīng)用至關(guān)重要。近年來(lái)，潤(rùn)滑油污染控制技術(shù)取得了長(zhǎng)足的進(jìn)步，新型潤(rùn)滑油添加劑的開(kāi)發(fā)，如抗氧化劑、抗磨損劑、抗泡沫劑、抗腐蝕劑等，顯著提高了潤(rùn)滑油的抗氧化性、抗磨損性、抗泡沫性和抗腐蝕性，有效控制了潤(rùn)滑油污染。潤(rùn)滑油凈化技術(shù)的不斷涌現(xiàn)，如膜分離技術(shù)、納米過(guò)濾技術(shù)等，提高了潤(rùn)滑油凈化的效率和精度，可以有效去除潤(rùn)滑油中的污染物。在線(xiàn)監(jiān)測(cè)技術(shù)的應(yīng)用，能夠?qū)崟r(shí)監(jiān)測(cè)潤(rùn)滑油的污染狀況，及時(shí)發(fā)現(xiàn)潛在的污染問(wèn)題，采取有效的防治措施。

4.2 潤(rùn)滑油污染控制的現(xiàn)狀

目前，潤(rùn)滑油污染控制技術(shù)在汽輪發(fā)電機(jī)組中得到了廣泛應(yīng)用，且取得了一定的效果。但總體而言，潤(rùn)滑油污染控制水平仍有待進(jìn)一步提高，例如，潤(rùn)滑油污染控制技術(shù)研究不足，缺乏系統(tǒng)性、綜合性研究。潤(rùn)滑油污染控制技術(shù)應(yīng)用不夠普及，部分企業(yè)缺乏潤(rùn)滑油污染控制意識(shí)。潤(rùn)滑油污染控制人才隊(duì)伍不足，專(zhuān)業(yè)技術(shù)人員缺乏。

4.3 未來(lái)發(fā)展趨勢(shì)

隨著汽輪發(fā)電機(jī)組技術(shù)的發(fā)展和環(huán)保要求的提高，潤(rùn)滑油污染控制技術(shù)將開(kāi)發(fā)高效、環(huán)保的潤(rùn)滑油添加劑，研究高精度、高效的潤(rùn)滑油凈化技術(shù)，不斷完善在線(xiàn)監(jiān)測(cè)技術(shù)，實(shí)現(xiàn)潤(rùn)滑油污染的智能化監(jiān)控，加強(qiáng)潤(rùn)滑油污染控制技術(shù)的研究和應(yīng)用，提高潤(rùn)滑油污染控制水平。

5 結(jié)束語(yǔ)

潤(rùn)滑油污染會(huì)對(duì)汽輪發(fā)電機(jī)組造成嚴(yán)重危害，因此必須采取有效措施控制潤(rùn)滑油污染。而通過(guò)文章所提措施可較好地控制潤(rùn)滑油污染，延長(zhǎng)汽輪發(fā)電機(jī)組的使用壽命，降低維護(hù)成本，提高運(yùn)行效率，保障汽輪發(fā)電機(jī)組的安全運(yùn)行。

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