火力發(fā)電廠汽輪機組潤滑油系統(tǒng)包括調(diào)節(jié)系統(tǒng)和供油系統(tǒng),其供油系統(tǒng)中透平油的黏度、閃點,是影響機組安全經(jīng)濟運行的一個重要因素。當透平油受到污染后, 將使軸承油膜承載能力下降; 油乳化變質(zhì),潤滑性能變差; 油酸值增大,甚至出現(xiàn)水溶性酸,腐蝕設(shè)備、管道; 由于腐蝕和臟污可造成調(diào)節(jié)系統(tǒng)滑動零件卡澀、磨損, 進而導(dǎo)致負荷擺動; 透平油消耗量增大, 油處理負荷加重, 運行經(jīng)濟性變差等等。河北大唐國際王灘發(fā)電有限責任公司的給水泵汽輪機是東方汽輪機廠生產(chǎn)的G6.6-0.78型機組, 該機組在300MW發(fā)電機組中得到廣泛應(yīng)用, 其潤滑油系統(tǒng)所用油為32L-TSA/GB11120-89透平油。L-TSA汽輪機油的質(zhì)量要求為: 40℃運動黏度與新油原始值相差不大于20%, 在28.8～35.2mm²/s之間; 開口閃點與新油原始值相差不超過15℃,一般應(yīng)大于等于180℃。

1、汽輪機油油質(zhì)劣化及影響因素分析

　　2007年9月檢驗汽輪機潤滑油時發(fā)現(xiàn)黏度、閃點下降較大, 潤滑油顏色變深。因此, 對汽輪機潤滑油進行了跟蹤檢測, 得到油質(zhì)劣化過程中黏度、閃點變化趨勢見表1。

表1　潤滑油黏度和閃點的變化趨勢

　　火電機組中, 給水泵汽輪機油質(zhì)劣化的主要原因為:

　　(1) 受雜質(zhì)影響。油中存在的水分、金屬和顆粒物質(zhì)等雜質(zhì)會促進油的氧化, 并有助于泡沫、積垢和油泥的形成。管道的結(jié)垢或其他顆粒物質(zhì)都有可能進入系統(tǒng)中, 而系統(tǒng)避免不了水分的存在, 水在油中以溶解狀態(tài)存在, 超過飽和點后才析出游離水。水在油中會促進生銹, 形成乳化和老化產(chǎn)物、油泥等物質(zhì), 這些老化物質(zhì)又會進一步促進油的氧化, 形成惡性循環(huán)。

　　(2) 潤滑油系統(tǒng)油溫度高, 有過熱熱源。溫對透平油的氧化速度的影響是相當大的。一般溫度在60℃以上, 溫度每增加10℃, 氧化速度就會加倍。潤滑油的局部“熱點”能加速油的氧化過程, 發(fā)生熱氧化變質(zhì)。在高溫下, 碳氫化合物的熱裂解會形成不穩(wěn)定的化合物, 進一步聚合成各種樹脂和油泥。溫度達到100℃以上時, 油泥開始碳化, 會形成焦炭樣沉積, 可引起轉(zhuǎn)子損壞。

　　(3) 供油系統(tǒng)結(jié)構(gòu)和設(shè)計。油箱除用于存儲系統(tǒng)的全部用油外, 還起著分離油中空氣、水分和各種雜質(zhì)的作用。所以油系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)設(shè)計對油品的質(zhì)量有一定的影響, 若油箱過小, 增加油循環(huán)倍率, 油在油箱中停留時間會相應(yīng)縮短, 起不到析出水分和破乳化作用, 將加速潤滑油的劣化。油的流速、油壓對油品的劣化也有直接影響。進油管道中的油應(yīng)有一定的油壓,且還應(yīng)維持一定的流速(一般為1.5～2m/s)。回油管中的油沒有壓力, 流速一般較小(0.5～1.5 m/s)。若油速太大, 回油箱沖力也大, 造成油箱中的油飛濺,形成泡沫, 油中存留的空氣加速了油品的變質(zhì)。同時沖力造成的激烈攪拌會導(dǎo)致含水的油形成乳化狀態(tài)。

　　(4) 油品的化學組成。導(dǎo)致運行中汽輪機油變質(zhì)的內(nèi)在因素主要是油品的化學組成。不同牌號或同一牌號不同批號的潤滑油所采用的基礎(chǔ)油不同, 而基礎(chǔ)油中的石蠟烴、環(huán)烷烴和芳烴相對比例發(fā)生變化會直接影響著油品的黏度指數(shù)、傾點等理化性能。由于各種添加劑相互配合對油品的氧化安全性有一定的影響, 添加劑選擇不當, 會導(dǎo)致油品性能變壞。

2、油質(zhì)劣化的原因分析

　　給水泵汽輪機的油系統(tǒng)為成熟的設(shè)計方案, 油箱中油循環(huán)倍率在8～10, 不存在由于設(shè)計流速、壓力問題所引起的油質(zhì)劣化; 從表1可看出, 油系統(tǒng)雜質(zhì)和水分一直未發(fā)生超標現(xiàn)象。因此, 油質(zhì)的劣化不是由于系統(tǒng)設(shè)計問題和油中含有雜質(zhì)造成的。

　　對給水泵汽輪機供油系統(tǒng)進行檢修, 更換另一種優(yōu)質(zhì)的透平油。但是在相同工況下, 抗劣化時間只是由一個月延長到三個月, 初步判定油質(zhì)劣化不是由于透平油本身的質(zhì)量造成的。為進一步證實上述結(jié)論,作者對所用透平油進行了混油試驗, 并對新油及運行中的汽輪機油進行了模擬蒸餾試驗。

　　給水泵汽輪機所用的汽輪機油均為同一牌號的32L-TSA/GB11120-89透平油, 為排除由于批號不同而造成的潤滑油混合后油質(zhì)的變化, 作者進行了油泥析出試驗, 將運行中的潤滑油與新油采用1∶1比例進行混油, 混合后結(jié)果見表2。按照SH/T0505 方法,作者對原汽輪機油和劣化后的汽輪機油進行了模擬蒸餾試驗, 結(jié)果見表3。

表2　汽輪機油的性能指標

表3　汽輪機油模擬蒸餾試驗結(jié)果