某水电站汽轮机油破乳化指标异常分析及处理

冯新南，胡 媛

（中国长江电力股份有限公司向家坝电厂，四川 宜宾 644612）

0 前言

汽轮机油也称涡轮机油或透平油，是水轮发电机组中重要的润滑介质，主要用于水轮发电机组的润滑系统和调速系统。在水轮机的轴承中起润滑和冷却散热的作用，在调速和密封系统中起传压调速和密封等作用。因此，汽轮机油质量的好坏是影响机组安全运行的一个重要指标。

破乳化性能是指油和水形成乳化液后再分成两相的能力，是汽轮机油的重要指标之一 。汽轮机油破乳化性能好，则油品能与水很快分离，水沉降到油箱底部，可及时排掉，对设备不会产生影响。反之，油的破乳化性能差，即破乳化时间长，乳化液不能在油箱实现有效的油水分离，乳化液就可能在润滑系统中引起油膜的破坏，造成油系统腐蚀，机组金属部件锈蚀，从而加速油质的劣化，进而产生油泥、沉淀等，增加各部件间的摩擦，引起轴承过热，汽轮机油失去润滑、散热和调速的作用，严重地影响了机组安全运行。

1 某水电站机组破乳化度情况

某水电站装设有8 台大型水轮机组，使用的都是美孚DTE EXCEL 46 号汽轮机油。根据GB/T 7596《电厂运行中汽轮机油质量》要求，运行中汽轮机油破乳化度应小于30 min。2016 年上半年在进行定期油质分析试验时发现，全厂8 台机组32 个部位的汽轮机油，破乳化时间大部分都在25 min 以上，个别接近30 min，水分、洁净度指标均正常。试验数据见表1。

从表1 中试验数据可以看出，全电站32 个部位的油样中，破乳化度小于25 min 的有18 个；大于等于25 min 的有14 个，其中有3 个部位油样的破乳化度在30 min以上，超过运行中汽轮机油质量指标。

2 破乳化性能劣化的原因分析

破乳化是一个很复杂的问题，它既与原油的组分、性质、外部环境有关，也与机组的运行状况及破乳剂有关，因此，汽轮机油破乳化性能劣化可能有以下几个原因：

（1）汽轮机油在生产过程中纯净程度不够；

（2）汽轮机油在生产、运输、安装、设备清洗及大修等环节由外界非正常带入了极少量的表面活性物质；

（3）汽轮机油在运行过程中因老化而产生表面活性物质或油泥；

（4）汽轮机油中的破乳化剂（一般添加量为0.01%～0.1%质量分数左右)因被系统运行中产生的铁锈及其他类型的细微机械杂质吸附而不断减少。

表1 机组汽轮机油破乳化度试验数据

结合某水电站的实际情况，新汽轮机油到货时，出厂报告中破乳化度为5 min，验收试验中破乳化度为8 min，新油破乳化性能合格，因此排除新油生产过程中的原因。

从表1 的试验数据中可以看出，所有机组的汽轮机油含水量都很小，在30 mg/L 左右，洁净度指标也比较好，都在8 级以内，油品整体性能比较优良。因此可以排除汽轮机油因运行老化而产生油泥和吸附剂被铁锈及其他机械杂质吸附减少的原因。

通过以上分析，初步判断，可能是机组安装期间，设备管路清洗不彻底，导致运行中汽轮机油中侵入了外界的极少量的表面活性物质，或汽轮机油在运行过程中产生表面活性物质，使得运行中汽轮机油破乳化度下降，直至指标不合格。

3 处理措施

为确保水轮机等关键设备的安全运行，彻底消除运行中汽轮机油破乳化度持续劣化的隐患，需要对全厂机组在用汽轮机油进行处理。

对破乳化度超标的汽轮机油处理一般有2 种方法：1 是换新油；2 是对现有的劣化油进行处理。全部更换几十吨新油成本太高，况且根据前期的试验结果，1 号机组集油槽、5 号机组集油槽和6 号机组水导汽轮机油除破乳化度超标外，洁净度和水分指标都比较好，油品没有老化迹象。因此计划在机组中排出少量运行油，添加等量新油进行置换，置换后取混油进行破乳化度试验，以检验破乳化度改善情况。

3.1 试验室混油试验

为了确定新油与运行油的置换比例，即不同比例的新油与运行油混合后对破乳化度的影响，先用少量汽轮机油进行试验室试验。

第1 步，准备500 mL 机组运行汽轮机油和500 mL新汽轮机油，其中运行汽轮机油破乳化度不合格，时间为31 min；新汽轮机油破乳化度时间为9 min。

第2 步，分别量取20 mL 新油和80 mL 运行油、40 mL 新油和60 mL 运行油、60 mL 新油和40 mL 运行油、80 mL 新油和20 mL 运行油，将每组新油和运行油混合后得到4 个混合油样，新油分别占20%、40%、60%、80%的体积分数。按照GB/T 7605-2008《运行中汽轮机油破乳化度测定法》分别测试各个混合油样的破乳化度，试验数据见表2。

从表中数据可以看出，即使置换入少量的新油（20%体积分数），混油的破乳化性能也有很大的提高，破乳化度从31 min 缩短到23 min，随着新油置换比例的增加，破乳化度性能不断改善。因此等量新油置换的方法可以解决该电站破乳化性能劣化的问题。

3.2 现场处理

根据试验室混油试验结果，在2016～2017 年岁修期间，对现场破乳化度超标的1 号机组集油槽、5 号机组集油槽及6 号机组水导汽轮机油进行处理，用20%的新油进行等量置换，置换一个月后取样试验，三个部位的汽轮机油破乳化度在25 min 左右，具体数据见表3。

4 结束语

对仅仅破乳化度指标异常，其它指标都比较良好的汽轮机油，进行等量新油置换处理后，跟踪油质数据显示，运行汽轮机油的破乳化性能明显提高，并且稳定无再次劣化现象，对其它理化性能也无不良影响。 本次处理取得了非常好的效果，延长了油品的使用寿命，降低了设备维护成本，为汽轮机劣化油的处理积累了宝贵经验。