汽輪機油破乳化度超標的原因分析及處理

2022-05-28 21:09:03 字數 3656 閱讀 7838

2 我廠油品乳化情況介紹

2.1 2023年9月5日,檢查發現#12機油品乳化、不透明,油中含有大量乳狀水,但此時油的破乳化度仍合格,並接近新油標準。乙個月後分析發現:

破乳化時間超標準。雖經晝夜濾油處理,油中的乳狀水分基本被濾除,油品也基本呈透明狀態,但由於油質劣化,油品的破乳化時間超標準。2023年元月24日,進行了破乳化劑的新增,效果良好;但當#3燃機故障時長達三個月的靜置後,油品的破乳化時間再次超標,於5月18日再次新增破乳化劑。

2.2 在2023年2月,進行正常的油質全分析時發現:#7、#10機汽輪機油破乳化時間超標,分別是:

105min、89min,其它指標均在合格範圍內,且油品外狀透明,無乳狀水,進行水分含量測定,發現油品的水分含量也不大。同年5月的油質全分析時,發現#9機汽輪機油也發生了同樣的問題。

3 油品乳化原因分析

3.1 #12機油品乳化的主要原因

油系統中由於洩漏進入了大量的水分;油箱設計容積過小,油的迴圈倍速過高,使得油品沒有足夠的時間沉降;同時前期加入的新油破乳化時間本身就不合格,為20min。這三種因素同時存在,使得油品在較短的時間內發生了乳化。而靜置近三個月後,油品的破乳化時間再次超標,而且油中有大量的黑色油泥析出。

這是由於長期的靜置,會使油質產生分解,沉澱水分,而且由於冷油器仍然存在洩漏,在此惡劣的條件下,最初加入的破乳劑(表面活性劑)也可能變成了起相反作用的乳化劑,造成油品在裝置啟動後再次乳化。此種乳化現象表現為:破乳化時間不合格,油質不透明,油中含有大量的乳狀水。

3.2 #7、#9、#10機汽輪機油品乳化的主要原因

汽輪機油在長期的執行過程中存在著區域性過熱、漏水、漏汽、外界空氣和塵埃的漏入等因素,引起汽輪機油的抗氧劑、防鏽劑的損失,從而加速汽輪機油的老化,老化後產生的環烷酸皂、膠質等老化產物均屬乳化劑,而執行中的汽輪機油基本處於湍流狀態,從而使得執行油品的破乳化時間超標。此種現象為:破乳化時間不合格,但油質透明,水分含量不大。

4 對劣化油的處理措施

處理的方法有兩種:一是換油;二是對現有的油品進行處理。但全部更換新油,成本太高,而且油品除破乳化度外其它指標均合格,因此決定採用新增破乳劑的方法處理油品。

4.1 新增機理

新增破乳劑改善油品的破乳化效能的機理為:在乳化汽輪機油中,通過加入與形成乳化汽輪機油型別( w/ o 型)相反的表面活性物質(破乳劑) ,替代已富集在油水界**上的表面活性物質(乳化劑) ,使界**被破壞,將膜內包裹的發布,水滴相互凝結沉降到底部,使油水分離達到破乳目的。

4.2 小型試驗

4.2.1 新增劑量的確定

由於沒有成熟的經驗可以借鑑,考慮到破乳化劑可能對其它指標產生不良影響,小型試驗的新增比例確定在0.5g/l—0.8g/l之間,每組均做多次平行試驗。

4.2.2 試驗條件的確定

為確保試驗結果能夠的應用於現場新增,減少試驗誤差,實驗室的小型試驗按照與日常監督相同的取樣、試驗方法進行,並模仿現場油品的實際執行溫度(#12機為60℃,#7、#9、#10機為40℃)進行新增試驗。

4.2.3 試驗結果

新增劑量g/l 0.3 0.4 0.5 0.6 0.7 0.8

破乳 化度

min #7機 37 25 20 12

#9機 26 23 15

#10機 41 20 12 8

#12機 13 7.5 8 15

小型試驗證實:適量新增破乳化劑後,能明顯地提高油品的破乳化效能,並對其它理化效能無不良影響,且無任何沉澱物析出。

4.2.4 通過小型試驗確定的最佳新增劑量如下表:

機組 #7 #9 #10 #12

總油量m3 4.3 8 8 8(11.56)

新增量kg 3.2 5 4.5 5(8.4)

注:以上油量為在各油箱容積的基礎上加1m3(油迴圈系統)

4.3 工業化新增破乳化劑及過濾處理

執行中處理劣化油是一項技術要求高、責任大的治理操作,因此要求我們要慎而又慎。首先,我們與執行部、維護中心做好聯絡與溝通工作,並制定了新增方案,提出注意事項;其次,進行油質核量工作,以盡可能地保證新增效果;加入破乳化劑後對油品進行連續過濾、迴圈攪拌,使破乳化劑與油品混合均勻、充分反應;化驗室取樣分析直至油質各項指標化驗結果合格。

4.4 破乳化劑新增後的效果

新增破乳劑後,分析結果表明新增破乳劑後汽輪機油的破乳化效能有很大改善,而且對酸值、閃點、粘度等指標未產生影響。測定結果如下表。

4.4.1 新增破乳劑前後汽輪機油破乳化時間測試結果(取樣點為油箱,以#12機為例)

取樣時間破乳化度、min 備註

新增前 2005.12.26 24 油中水分為5444ppm

2005.12.31 28 油中水分為3064ppm

2006.1.11 130 油中水分為46.01ppm

2006.3.30 >180

新增後 2006.1.24 32 第一次加破乳化劑1h 後取樣

2006.1.25 14 跟蹤分析

2006.2.5 18 跟蹤分析

2006.5.18 18 第二次加破乳化劑次日取樣

2006.6.9 12 跟蹤分析

4.4.2 新增破乳劑前後油品的化驗資料

新增前新增後

機組 #7 #9 #10 #12 #7 #9 #10 #12

閃點℃ 198 208 197 229 207 206 208 236

酸值mgkoh/ml 0.081 0.096 0.117 0.123 0.085 0.096 0.096 0.099

破乳化度min 105 73 89 >180 6 7 11 7

粘度mm2/s 46.16 47.16 46.04 44.13 45.89 46.72 46.21 43.85

4.5 同時,針對#12機油箱容積過小的問題,汽機專業進行了油箱擴容,從而消除了油迴圈倍速過高的現象,保證油品有足夠的沉降時間。

4.6 效果跟蹤

從#12機油品乳化現象發生到新增破乳劑開始,至#7、#9、#10機油品乳化及處理,化驗室一直對新增破乳劑的機組油品進行跟蹤監測,分析結果表明新增破乳劑後汽輪機油的破乳化效能有很大改善,至今未發現有油質再次劣化的跡象。

5 防範措施

汽輪機油在正常使用中緩慢發生劣化是不可避免的,由於造成油品乳化的原因較多,我們應從以下幾個方面做好油品防劣工作。

5.1 做好新油的驗收工作

嚴格按照「gb 11120 – 89 l- tsa 汽輪機油」的標準對新油進行驗收,不合格油品堅決不能進入機組油系統。

5.2 做好裝置檢修階段汽輪機油的維護工作

5.3 做好執行油的維護、監測工作

一方面要儘量減少水、蒸汽、灰塵等進入油系統;另一方面對於汽輪機油在執行中由於受熱、磨損等原因產生的老化產物要及時通過濾油除去;同時,應定期按要求對各機組用油進行油質檢查、檢測,發現問題及時採取處理措施。

6 結論

汽輪機油的使用壽命一般為10-15年,而乳化則是影響汽輪機油使用壽命的主要原因之一。破乳化劑是一種復合化學新增劑,其化學組分與油品發生反應,能夠改善油水分離狀況。電廠汽輪機油質明顯劣化時,通常只能更換新油,舊油再生一般由油品的製造廠商進行。

而通過此次以大量小型試驗為依據的劣化油**治理,取得了較好的效果,不但為劣化油處理積累了寶貴的經驗,而且所用破乳化劑與汽輪機油**比約為1 ∶110(例如#9機總油量約8m3,油總價為三萬多元,而新增5kg的破乳劑所需不足300元,)其所體現的經濟性更是可觀。

叢淑萍( 1972—),2023年畢業於山東曲阜師範大學,現任化驗室主任,化學專業工程師。

郭霞(1969—)2023年研究生畢業於重慶大學,化學專業高階工程師。

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