汽轮机润滑油抗氧化性降低的原因分析及处理

张建平

（山西大唐国际临汾热电有限责任公司，山西 临汾 041000）

汽轮机润滑油抗氧化性降低的原因分析及处理

张建平

（山西大唐国际临汾热电有限责任公司，山西 临汾 041000）

汽轮机润滑油系统向汽轮发电机各轴承、盘车提供润滑和冷却介质，以保证汽轮机本体的安全、稳定运行，但由于润滑油连续工作在高温条件下，势必会加速汽轮机油的氧化进程，产生热氧化的变质，影响汽轮机油的使用寿命，通过对旋转氧弹值和抗氧化剂含量的测定，进行汽轮机严重度分析，制定针对汽轮机润滑油油质的措施，确保油质的稳定。

汽轮机润滑油；抗氧化剂；旋转氧弹；汽轮机严重度

0 引言

2台机组自2011年1月投产后，在2012年8月前汽轮机润滑油各项常规化验指标除颗粒度出现过一次超标外，其余指标均在正常范围内，为了分析汽轮机严重度，深入了解汽轮机油的运行状况，在2012年8月对2台机组汽轮机润滑油的旋转氧弹值进行了测定，发现1、2号机组汽轮机润滑油旋转氧弹值低于新油的75%，下降较为严重。

1 2台机组汽轮机油运行状态

2台机组投产后汽轮机润滑油常规指标（见表1、2、3、4）基本在正常范围内，1号机组颗粒度在2011年3月份出现过一次NAS9级的情况，由于润滑油颗粒度化验频次较高，颗粒度超标发现的比较及时并在发现后进行连续跟踪化验，润滑油颗粒度很快降到了合格标准。

为充分了解汽轮机油的运行状态，分析汽轮机严重度，对1、2号机组汽轮机润滑油旋转氧弹值及T501含量进行测试，跟踪旋转氧弹值的变化[1]。发现1号汽轮机润滑油旋转氧弹值从782min降至546min，下降30.2%，2号汽轮机润滑油旋转氧弹值从782min降至462min，下降40.9%；新汽轮机油中T501抗氧化剂含量为0.31%，1号汽轮机润滑油中T501抗氧化剂含量为0.18%，2号汽轮机润滑油中T501抗氧化剂含量为0.12%，2号机组汽轮机润滑油中T501含量低于0.15%，已低于《电厂用运行矿物汽轮机油维护管理导则》中关于T501含量的要求。

表1 2011年1号机组主机润滑油质量指标

2 汽轮机油旋转氧弹值下降原因分析

2.1 油系统设计和管道布置方面

对设计院和汽轮机厂图纸核对无误后，按图核对现场管道布置、油管道与蒸汽管道间距，2台机组汽轮机润滑油系统设计及管道布置均按照图纸布置安装，与蒸汽等热力管道间距均满足规范要求，同时为了延长汽轮机油在油箱中的停留时间，在油箱中布置了隔板，增加油的表面积，便于油中水分、空气等的析出，设备和管道布置、走向合理，未发现明显异常。

表2 2012年上半年1号机组主机润滑油质量指标

表3 2011年2号机组主机润滑油质量指标

2.2 运行温度

对2台机组润滑油系统进行排查，1号机组回油温度在45～50℃之间，冷油器出口温度为42℃，在线滤油机的入口油温约48.0℃；轴瓦端盖部位温度在55～70℃之间。2号机主机回油温度在45～50℃之间，冷油器出口温度为42℃，在线滤油机的入口油温约44.0℃；轴瓦端盖部位温度在55～70℃之间，同时2台机组润滑油冷却水系统投入自动，调节性能良好，未发现润滑油系统温度存在特别异常的过热点。

表4 2012年上半年2号机组主机润滑油质量指标

2.3 杂质污染的影响

2台机组汽轮机润滑油按照《电厂用运行矿物汽轮机油维护管理导则》 （GB14541—2005）中的要求，定期开展了油质分析化验，1、2号机组汽轮机润滑油中水分均符合要求，其中1号机组颗粒度在2011年3月份化验时发现为NAS9级后，在润滑油管理方面加强了滤油，同时提高了油质中颗粒度的化验频次，确保存在颗粒度超标后能及时发现，马上进行处理，2011年3月份至今2台机组汽轮机润滑油未发现颗粒度超标的问题。

2.4 原始油的质量和补油率

在新润滑油采购到厂后，对新到汽轮机油委托第三方进行了原油油质全分析化验，各项指标均在正常范围内，可能存在机组投运，润滑油油温升高后，润滑油油质不稳定的情况，发生了氧化反应消耗了油中的抗氧化剂T501；也有可能存在汽轮机润滑油在精制时深度不够，油中的石蜡、胶质、沥青质、稠环氧酚等化合物未能彻底脱除干净，也有可能存在2台机组投运初期，系统冲洗不够彻底，在润滑油中胶质、沥青质、金属杂质等的共同作用下，使汽轮机润滑油在受热后氧化安定性下降，抗氧化剂消耗过快，造成油质劣化。

2台机组补油率参照运行中油箱中的油位及《电厂用运行矿物汽轮机油维护管理导则》（GB14541—2005），对2台机组定期补加同型号、同批次的新润滑油，2011年注入的新油量1号机组为25桶，补油率为12.8%，2号机组为20桶，补油率为10.3%。

2.5 汽轮机严重度

汽轮机严重度为汽轮机润滑油丧失的抗氧化能力占原有新汽轮机油抗氧化能力的百分率，2台机组汽轮机油运行一年半，1号机补油率为12.8%，2号机为10.3%，1号机汽轮机润滑油氧化寿命丧失30.2%，2号机丧失40.9%。按照汽轮机严重度和油补充率对油质的影响曲线[2]，做图得出，1号机汽轮机严重度为19.5%，见图1；2号机汽轮机严重度为25.1%，见图2。

图1 1号机组汽轮机严重度曲线

图2 2号机组汽轮机严重度曲线

3 2台机组汽轮机润滑油处理措施

按照化验结果，2台机组的抗氧化剂均比较低，需要对2台机组汽轮机润滑油添加抗氧化剂，以延长汽轮机润滑油的使用寿命[3]。为了使2台机组汽轮机润滑油对添加的抗氧化剂有更好的感受性，采用了QZZ-6型汽轮机油再生净化装置，利用强极性硅铝吸附剂，对2台机组汽轮机润滑油通过吸附除去润滑油中的油泥、乳化剂等大分子有机物及极性分子化合物[4]，然后通过试验室小试确定抗氧化剂添加方案。

1号机汽轮机油进行过滤处理后测定T501抗氧剂含量及旋转氧弹值，发现该油T501抗氧剂含量较高，但旋转氧弹值较现场处理前下降较大。2号机汽轮机油进行实验室再生处理，再生后油的酸值降低、破乳化度提高、旋转氧弹值增加，对2号机汽轮机油添加T501抗氧剂，2号机汽轮机油的旋转氧弹值较添加T501抗氧剂前下降，并且2台机组汽轮机润滑油在添加T501后运动粘度、开口闪点、破乳化度有一定的降低，酸值有一定的升高[5]。

对过滤处理后的1号机汽轮机油及2号机汽轮机油进行开口杯老化试验，1号机汽轮机油老化后油质较为稳定，而2号机汽轮机油老化后破乳化度超标、旋转氧弹值下降幅度较大，且油中有大量油泥析出。添加T501抗氧化剂不能解决2台机组汽轮机润滑油中抗氧化剂含量偏低及旋转氧弹值偏低的问题。需要通过实验选择其他型号的抗氧化剂，先选用T502、T551抗氧化剂进行实验室小试，发现添加0.08%T551可以有效提高1、2号机组旋转氧弹值，同时对油质其他指标没有不良影响，通过开口杯老化试验对添加0.08%T551的1、2号机组汽轮机油油质稳定性进行观察，油质较为稳定，老化后两个油质指标无较大变化，由此决定对2台机组汽轮机润滑油进行吸附再生后添加0.08%T551，在后续的试验中发现2号机组汽轮机润滑油在添加T551后出现锈蚀，故2号汽轮机润滑油吸附再生后添加0.08%T551和0.03%T746，并对添加后的润滑油进行了全分析，见表5，各项指标均在汽轮机润滑油合格标准范围内。

表5 2台机组按照小试结果添加后润滑油质量指标

2台机组汽轮机润滑油按照实验室小试结果，对1号机组汽轮机润滑油添加0.08%T551，对2号机组汽轮机润滑油添加0.08%T551和0.03%T746后，与最近一次运行润滑油指标对比，2台机组的润滑油出现了运动粘度、开口闪点、破乳化度降低，酸值升高的现象[6]（见表6）。

表6 添加抗氧化剂后两台机组润滑油各指标变化情况

对处理合格的汽轮机润滑油定期使用QZZ-6型滤油机进行过滤处理，按照《电厂用运行矿物汽轮机油维护管理导则》 （GB14541—2005）定期对2台机组润滑油指标进行化验监督，至今2台机组汽轮机润滑油各项指标稳定，未发现异常。

为延长2台机组汽轮机润滑油使用寿命，需要定期使用吸附式滤油机除去2台机组润滑油中的油泥等氧化产物，避免由于劣化产物加速或催化油质氧化、劣化变质，减少抗氧化剂的消耗[7]。

4 结论

本次添加的T551抗氧化剂造成了汽轮机润滑油闪点、运行粘度、破乳化度降低，酸值升高，同时添加的T746防锈剂也影响汽轮机润滑油的闪点、运行粘度、酸值，需要在后续的运行中关注汽轮机润滑油闪点、运行粘度、破乳化度、酸值的变化。

每半年对汽轮机润滑油旋转氧弹值进行检测，了解汽轮机润滑油运行情况，力求能及时发现油质的问题并采取措施，同时绘制每年补油率与汽轮机油随时间变质的曲线，对汽轮机油开展全寿命分析，延长汽轮机润滑油的使用寿命，确保汽轮机组运行的安全可靠。

通过对汽轮机严重度分析，参考在汽轮机严重度为25%时，油补充率与油变质的影响曲线，为延长汽轮机油的寿命，需提高汽轮机润滑油的补充率。

［1］ 曾辉颖.电厂运行中汽轮机油质量监控的探讨［J］.石油商技，2010（4）：25-29.

［2］ 孙坚明，李萌才.矿物汽轮机油维护与管理［M］.北京：中国标准出版社，2006：47-50.

［3］ 杨俊杰.设备润滑技术与管理［M］.北京：中国计划出版社，2008：26-27.

［4］ 王娟，安锦民，刘杰，等.汽轮机油急剧劣化的原因分析及处理［J］.热力发电，2010（4）：58-61.

［5］ 张杏梅，陈秋玲，鲁丽.T501抗氧化剂对新汽轮机油油质的影响研究［J］.热力发电，2005（7）∶52-55.

［6］ 诸红玉，倪灵佳，王肖杰，等.T746防锈剂对汽轮机油使用性能的影响［J］.上海电力学院学报，2013（4）∶202-204.

［7］ 梁群.提高运行中汽轮机油性能的措施探究［J］.中国石油和化工标准与质量，2013（7）∶57-58.

Causal Analysis and Treatment of Antioxidant Reduction of Steam Turbine Lubricating Oil

ZHANG Jianping
（Shanxi Datang International Linfen Therm al Power Generation Co.，Ltd.，Linfen，Shanxi 041000，China）

Steam turbine lubricating oil system provides lubricating and cooling medium for bearings and turning gears of turbo-generator so as to ensure the safety and stable operation of steam turbine.However，due to continuous working under high temperature，the oxidation processof turbine oilwillbe accelerated so as to cause thermaloxidationmodification and affect the service life of steam turbine oil.According to the content determination of rotating oxidation and antioxidants，the severity of steam turbine was analyzed，andmeasureswereestablished toensure thequality and stabilityof lubricatingoil.

turbine lubeoil；antioxidant；RBOT；steam turbine severity

TK263.8+6

B

1671-0320（2015）01-0069-04

2014-12-20，

2015-01-10

张建平（1980），男，甘肃天水人，2004年毕业于华北水利水电大学建筑环境与设备工程专业，工程师，从事火力发电厂检修维护工作。