电力用油使用时存在的问题和处理方法

关鹏 崔连祥 高健

摘要：电力用油是保证电力企业设备运行安全、运行稳定性及经济性的基础，而油品的净化又决定油品的使用寿命。电力用油主要指汽轮机油，变压器油以及EH系统的磷酸酯抗燃油这三种。本文首先阐述了电力用油净化装置的工作原理，接着分析了电力用油中可能存在的问题，最后对电力用油的对策进行了探讨。

关键词：电力用油;油净化装置;水分;气体固体杂质

引言

电力用油系统故障造成的损失巨大，如何减少和避免事故的关键是做好质量管理，尤其是设备制造和安装的质量。此外，经营管理也不应放松。每一个环节都要抓紧。忽视任何一个环节都可能造成事故，带来不必要的损失。

1电力用油净化装置的工作原理

1.1利用重力作用的沉淀分离原理

当含有杂质和水分（自由状态）的油品静置时，密度大于油的杂质和水滴在重力作用下沉降。为了加快沉淀过程，引入了多层倾斜分离网结构。这种原始方法要求设备简单，运行成本低，但分离效果与杂质水分密度和粒径有关，油的流动也影响分离效果。

1.2利用材料的亲油或亲水特性聚结脱水原理

采用机械驱动的熔解油，通过特殊过滤材料将油中的水排放到水滴和排气室中。残留在油中的水被过滤器吸收，水被进一步去除。

1.3利用分子吸附原理

吸收剂具有较高的吸收其他分子的界面容量，从而可以降低界面容量。吸收剂吸收了电力用油的花粉，消除了电力用油的并发症。常用吸收剂有硅胶、分子筛（沸石）、801吸收剂等。

2电力用油中可能存在的问题

电力用油主要有汽轮机油，变压器油以及EH系统的磷酸酯抗燃油。汽轮机油往往因汽封泄漏而造成油的含水量超标，再有油路系统会将固态杂质带入油中，油在使用过程中产生胶泥状物质。导致油箱底部积累较多油泥，水和油泥将影响油的正常使用和汽轮机的安全运行。变压器油因水、总烃或其他气体超标，使油的绝缘性能降低，影响变压器的可靠运行。EH系统的磷酸酯抗燃油因气体、水固态杂质和酸值超标，影响系统的安全运行。

2.1电力用油中存在气体的问题

电力用油中溶解的气体在大气压力为101.33KPa，20℃时，体积比为6-12%。油中空气的存在对油产生氧化，在高温条件下氧化更为严重。游离气体可直接损坏摩擦间隙层油膜，并加速摩擦元件的磨损。EH抗燃油在静电伺服系统中可能导致巨大的压力和温度波动。当油压下降，温度上升时，气体与油分离，形成气泡，破坏油膜，加速EH系统中泵、伺服阀和油缸的磨损。在EH系统中，油从泵进口低压到泵出口高压可以认为是绝热过程。油中气泡急剧压缩，油温急剧上升，加速EH抗燃油氧化酸化。EH抗燃油溶解的气体还会形成气穴现象，影响设备的工作精度和寿命。EH抗燃油发生氧化，其结果表现为油的颜色加深、酸值增加、电阻率降低、泡沫特性、空气释放值变差。

汽轮机油通过油泵输至汽轮机中，油中的气泡降低油泵的有效容积和油泵的出口压力，影响油循环。增加了油的可压缩性，油压不稳，影响系统调节，严重时会导致控制系统失灵。破坏油膜，发生磨损。与EH抗燃油一样，形成气穴现象，产生气穴噪声、气穴腐蚀。油中溶有空气，高溫下会加速油品的氧化变质。

变压器油中的溶解气体的主要成分是氧和氮，它们都来源于空气对油的溶解。正常运行中的变压器内部绝缘油和固体绝缘材料由于受到电场、热、湿度、氧的作用，随运行时间而发生缓慢老化现象，除产生一些非气态的劣化产物外，，还会产生少量的氢、低分子烃类气体和碳的氧化物等。变压器油中溶解的可燃性气体，如产生的气量大，速度快，大都是设备存在故障造成的。这些故障气体是在热、电和机械应力的作用下绝缘材料发生裂解而产生的。

2.2电力用油中固体杂质的问题

电力用油中固体杂质的大小范围分布很广，但大于副间隙最小尺寸的固体粒子的危害较大。特别是金属腐蚀产生的固体杂质会进一步污染电力用油，严重影响电力用油的性能。

油流将接近间隙尺寸的粒子带入间隙中。粒子一方面破坏油膜的均一性，损害油膜的强度，因此必须清除接近间隙尺寸的固体粒子。

因此，必须去除机油中的所有颗粒，以确保摩擦运行时间更长，延长波的寿命成本低廉。变压器油中的固体颗粒可导致高压场下可形成一端带有正电。一端带有负电的偶极子，正、负偶极子相吸形成偶极子长链，即发生电场下“搭桥”现象，变压器油很容易引起击穿。因此变压器油需要很高的洁净度。对于汽轮机调速系统（EH）而言，伺服阀是精密的机、电部件，具有阀芯、阀腔和节流缝隙，对EH抗燃油的固体杂质要求很高。为确保该系统正常运行，严禁油中含有的固体粒子数量超标。

汽轮机油中固体杂质，会影响油的乳化性能和分离空气的性能。坚硬的固体颗粒，可引起调速系统卡涩，机组的转动部位磨损等潜在故障，威胁机组的安全运行。

变压器油中的固体杂质，会引起油质的绝缘强度、介质损耗因素及体积电阻率等电气性能变坏，威胁设备的安全运行。

2.3电力用油中水分的问题

电力用油质量直接关系到电力系统电力用油设备的使用寿命、发电的安全运行和经济性。造成电力用油质量差的主要因素之一是水。水是油品氧化的主要催化剂，汽轮机润滑系统水分主要来源有汽封不严，蒸汽泄漏，冷油器冷却水泄漏，密封失效，油箱顶盖配置不当，空气冷凝等。汽轮机油中水分的存在会加速油质的老化及产生乳化，同时会与油中添加剂作用，促使其分解，导致设备锈蚀。水分的存在还会引起润滑油膜变薄，加速运行部件的磨损。

运行变压器油的水分来源为外界渗入，空气或油接触材料中残存的潮气。变压器油中水分对绝缘介质的电性能和理化性能均有很大的危害性，它使油的击穿电压降低和介质损耗因素增大，使纸绝缘遭到永久的破坏，加速对金属部件的腐蚀，促使油质老化。

水分不仅使石油基油酸化，同样使磷酸酯抗燃油的酸值增加，抗燃油的设计寿命为10年，但实际上，抗燃油使用0.5-1年后，其酸值就超标、颜色变深、粘度增加、品质变坏。其原因就是由于油中有水分存在。水分会导致抗燃油水解劣化，酸值升高，造成系统部件腐蚀，也会使汽轮机调速系统（EH）的磨损加快。如果水分含量超标，应查明原因，进行处理。

3电力用油的对策

3.1控制措施

1）严格控制油罐在开口处、无铅处和法兰处;

2）磁活塞总成放在罐内装物便于运输的地方，以吸收油中的金属水合物。出现故障时，取出磁铁，清洁并重新插入所附的污染物。

3）在机油管路死区安装污染源阀，定期开启阀门排放;

4）在大修期间增加系统油的流通，冲洗机油管路。

3.2固體杂质的处理方法

1） 减少外界的污染。改进设备制造和装配过程中的质量管理，尽量减少设备的负荷。设备安装调试后，设备中的管道应彻底磨削，并用必要的油冲洗固体颗粒。增强的设备运行保护。清洁室内和室外场景，防止异物进入机油。作为设施日常维护的一部分，应加强预防措施，保护灰尘、汗水、纤维等污物免受电力用油污染，并在内部加油、补充和清洁机器。大修调试完成前，通过大流量洗涤循环流动，消除厂房管道中颗粒污染物的残留和残留。

2） 减少并清除运行中的污染。定期进行油粒度检查，如果发现电力用油中颗粒突然增加，应立即进行电力用油清理，从电力用油中除去水、气体、固体杂质等。改进了机油滤清器的监控和维护，以防止滤芯因压力损失过大、大量异物进入油液系统和系统故障而损坏。此外，及时确定精度来源以消除风险也很重要。当水进入油中时，及时脱水并去除。为了防止水腐蚀金属，可以在油中添加防腐剂，通常为0.02-0.03%。为了提高燃料的氧化稳定性，可以在油中添加T501抗氧化剂，通常为0.15～0.3%。

3.3水分滤除的方法

无论如何防止水渗入电力用油，这种现象都无法完全避免。为了确保电力用油质量不受影响，必须用水加工电力用油。

1） 重力沉降法：一般来说，水比油浓（一个例外）。重力可以冲洗水并与油分离。提高油温和锥形分离塔有助于提高重力废物的有效性;但高浓度的电力用油和氧化性产品及添加剂可能阻碍有效分离电力用油水。重力衰减不会完全过滤掉牛奶和溶液水。2） 离心分离法：这种方法是基于废油中油和水的密度不同，在离心力的作用下，其运动速度和距离也不同的原理。废油放入离心机中，轻油聚集在转鼓中心;如果水的密度更高，就会被甩到油的外层。这样就把油和水分开了。3） 凝聚分离法：该方法采用的原理是：大水滴与油的接触少于小水滴与油的接触，通过将小水滴融化为大水滴，使水更容易与油分离。在机油粘度低的情况下，混凝土分离效果较好。但是，此方法不会去除溶解的水。4） 吸附法：游离水和牛奶可以被滤料上吸收量非常大的聚合物吸收。湿度导致聚合物膨胀，从而使水牢固。5） 真空分离法：该方法去除废水、乳水和溶解水。该原理指出，在油水沸点真空的情况下，油会变热，表面会急剧增加，水会蒸发。

4结束语

电力用油的主要影响因素是空气、固体颗粒和水分，它们或多或少都存在。因此，在不可避免的情况下，如何减少和避免电力事故的发生，需要我们做好质量管理工作。制造设备时，一定要特别注意每一个环节，严格程序;设备使用和动力油投入使用前，应对设备进行清洗，并对油进行脱水和脱气。

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（作者单位：呼伦贝尔安泰热电有限责任公司汇流河发电厂）

作者简历：关鹏（1986—），男，助理工程师，一直从事电厂化学、环保技术监督工作。