汽轮机油在线再生装置在发电厂中的应用

梅秀金

(大庆油田电力集团油田热电厂，黑龙江大庆163314)

目前，在火力发电机组运行过程中，汽轮机油在氧、温度、水分和金属氧化物等因素作用下会逐渐被氧化，温度和油中杂质含量越高，其氧化速度越大。汽轮机油被氧化后生成氧化产物，严重时油质达不到使用标准要求，危害汽轮机的安全运行。不合格油品中氧化产物含量通常为1% ～25%［1］，如果能将这部分氧化产物用简单的工艺方法从油品中除去，重新恢复油品自身的良好性能，就可以得到再生和重复利用。因此，本文提出在机组运行过程中应采取在线再生净化处理措施，以恢复劣化汽轮机油的性能，避免机组出现油质劣化而造成的非计划停机。同时也提升了机组经济和环境效益。

1 油质快速劣化原因分析

2009年8月，大庆油田电力集团油田热电厂200 MW机组汽轮机在B级检修末期进行了汽轮机油的换油处理，新油酸值(以 KOH计)为0.01 mg/g，机组调试运行中发现汽轮机油颜色急剧变深，酸值(以KOH计)变为0.17 mg/g［2］，说明油质快速劣化，严重威胁着汽轮机的安全运行，应立即对油进行处理。汽轮机油油质化验结果如表1所示。

从表1可以看出，汽轮机油的酸值增长了17倍，油水分离时间(破乳化度)由1 min延长至15 min，油的颜色也发生了多个等级变化，说明机组内的油质已严重劣化。经现场检查分析，认为换油后汽轮机油油质快速劣化的原因如下:

表1 新油和机组内油油质化验结果Tab.1 Test results of oil quality on new oil and in unit oil

1)在机组检修前，汽轮机润滑油系统中汽轮机油已经劣化，因此进行了换油处理，但换油过程中操作人员没有对油箱进行清洗，也没有对油管路进行冲洗，导致新换的汽轮机油被润滑油系统内的变质汽轮机油污染，从而加速了新充装汽轮机油的油质劣化。

2)新油抗氧化能力差，其二叔丁基対甲酚(T501)抗氧化剂［3］含量检测结果为痕量，远低于0.15%(质量比)的标准要求，在高温和残余劣质油的催化诱导下，使刚刚加入油系统内的新油块速劣化。

通常有效的快速处理方法是换油，但需要停运机组，而且需要一定的资金，所以换新油是不切合实际的。普通油净化方式为板框压力法、滤芯法、真空净油法［4］，这几种方法只能除去油品中的机械杂质、水分和气体，而不能除去油中有害的酸性物质，因此现场决定采用汽轮机油再生处理装置［5］。

2 再生净化处理系统组成及处理结果

2.1 汽轮机油在线再生净化处理装置系统组成

现场选用的汽轮机油在线再生脱水净化装置，主要由再生部件、脱水器部件、过滤部件、保安部件、加热系统、电气系统、进油部件和卸油部件等组成。

1)再生部件由2个并联再生器组成，每个再生器内装有7支再生除胶滤芯，内部填充的活性物质为改性后硅藻土，可以将油中劣化产物(如胶质、油泥和酸性产物等)和机械杂质除去，从而达到消除油泥、降低酸值、降低油水分离时间的目的。

2)脱水器内装有6支聚结滤芯和7支分离滤芯，当含有水分的汽轮机油通过时，由于聚结滤芯的亲水作用，使油中的水分聚结成较大的水滴，因此应通过分离滤芯的憎水作用使水滴与油分离，操作排水阀排出游离水，实现油水分离的目的。

3)过滤部件包括粗滤器和精滤器。粗过滤器内装有18支线隙式滤芯，过滤精度为5 μm，其纳污容量大，可以除去油中大量机械杂质。精滤器内装有1支过滤精度为3 μm的精滤芯。粗过滤器与精过滤器的结合使用，即使再生器因除胶滤芯破裂而使吸附剂泄漏，也可以充分保证再生后油的清洁度，不会使吸附剂遗留在再生后的汽轮机油里面。

4)保安部件包括溢流阀、系统压力报警器和压差报警器。溢流阀主要保证系统的压力稳定，当油在再生系统中的阻力太大时，可以通过溢流阀分流，对进油泵、阀门及零部件起到保护作用;压差报警器主要对精滤器起保护作用，以免精滤芯损坏使颗粒进入油箱内。当精滤器和主油箱油压差超过0.35MPa时报警停机，提醒操作人员及时更换滤芯，以保证滤出油的清洁度。如果不更换滤芯，电气系统保护启动，该设备主油泵就不能被启动。

5)加热系统包括加热器和热电偶，当再生除胶器的阻力较大时，通过加热器升高油温(50℃左右)，适度降低油的粘度，降低再生除胶器的阻力，有利于取得较好的再生过滤效果。

6)电气系统用于控制设备的启动、停止，以及压力报警器报警发出报警信号，并及时停机。

7)进油部件包括进油阀、补油阀、吸油滤油器、进油泵和油泵出口阀。进油部件功能主要是向在线再生脱水净化装置提供待处理的压力油。

8)卸油部件包括再生卸油阀、粗滤卸油阀、精滤卸油阀、脱水卸油阀和系统卸油阀，其功能是需要对相关部件进行更换滤芯操作时，将壳体内的油排出。

2.2 汽轮机油再生净化处理结果

现场安装汽轮机油再生净化装置后，立即投入运行，在不停机的情况下，经过10d的再生处理，机组的汽轮机油各项指标得到明显改善，油质化验结果如表2所示。

表2 再生后汽轮机油油质化验结果Tab.2 Test results of oil quality on turbine regeneration oil

从表2可以明显看出，经过再生处理的汽轮机油，各项指标明显好转。再生完成后，及时向汽轮机油中添加了0.5%(m/m)二叔丁基対甲酚抗氧化剂，添加0.02%(m/m)十二烯基丁二酸(T746)防锈剂［6］，以增加汽轮机油的抗氧化能力和防锈能力。

经过了90 d、180 d时间运行后，再次对机组冷油器中运行汽轮机油取样化验，其化验结果如表3所示。

表3 再生后运行中汽轮机油油质化验结果Tab.3 Test resalts of oil quality on operating turbine

从表3可以看出，酸值(以 KOH计)由0.08 mg/g变为0.13 mg/g;破乳化度由5 min变为8 min，是因为再生结束后添加了十二烯基丁二酸防锈剂的缘故。所以，防锈剂是一种有机酸，酸值会升高，同时防锈剂的添加也一定程度的影响油品的破乳化度。油品各项性能经过180 d的运行，没有发生明显改变。

大庆油田电力集团油田热电厂在总结上述机组汽轮机油在线再生经验后，又对其它2台200 MW机组的汽轮机油进行了在线再生处理，再生处理后及时补加了抗氧化剂和防锈剂，同样获得了理想再生处理结果，既提高了汽轮机油的抗氧化能力和防锈蚀的能力，又确保了机组润滑油系统安全运行。

3 结论

1)汽轮机油在线再生脱水净化装置在油田热电厂已安装运行4 a，经过处理后的油颜色没有明显进一步加深，酸值稳定在一个固定区域，波动很小;破乳化度始终不超过20 min，液相锈蚀试验无锈表明防锈效果良好，汽轮机油各项指标均处于合格状态，3台200 MW汽轮机平稳安全运行。

2)汽轮机油在线再生装置可以即投即用，并在不停机的情况下对运行中汽轮机油进行再生处理。当机组汽轮机油质发生劣化而且又不具备停机条件时，采用在线再生处理油品则是最佳选择。

［1］孙坚明，孟玉婵，刘永洛.电力用油分析及油务管理［M］.北京:中国电力出版社，2009:153. SUN Jianming，MENG Yuchan，LIU Yongluo.Analysis and administration of oil used for electric power［M］.Beijing:China Electric Power Press，2009:153.

［2］电力行业电厂化学标准化技术委员会.电力用油、气质量、试验方法及监督管理标准汇编［S］.北京:中国电力出版社，2001. Technical committee of electric power industry power plant chemistry.Assemble of quality，testing method and supervisory approach for oil and gas used for electric power［S］.Beijing:China Electric Power Press，2001.

［3］孙坚明，李荫才，郝汉儒.GB/T 14541-2005电厂用运行矿物汽轮机油维护管理导则［S］.北京:中国标准出版社，2005. SUN Jianming，LI Yincai，HAO Hanru.GB/T 14541-2005 Guide for maintenance and supervision of in-service mineral turbine oil used for power plants［S］.Beijing:China Criteria Publishing House，2005.

［4］汪红梅.电力用油(气)［M］.北京:化学工业出版社，2008: 206-215. WANG Hongmei.Oil(gas)used for electric power［M］.Beijing: Chemical Industry Press，2008:206-215.

［5］谭志龙，周东平，王淑德.电力用油(气)技术问答［M］.北京:中国电力出版社，2006. TAN Zhilong，ZHOU Dongping，WANG Shude.Question answering of techniques for oil(gas)used for electric power［M］.Beijing: China Electric Power Press，2006.

［6］刘永洛，孟玉婵.GB/T 7596-2008电厂运行中汽轮机油质量［S］.北京:中国标准出版社，2009. LIU Yongluo，MENG yuchan.GB/T 7596-2008 In-service quality criteria of turbine oils used in power plant［S］.Beijing:China Criteria Publishing House，2009.