水轮发电机组轴承润滑油油质劣化原因分析及对策

刘 勋，祁广福

（黄河上游水电开发有限责任公司积石峡发电分公司， 青海 海东 810801）

1 引言

水电站机械设备的润滑和液压操作所用的油都属于润滑油，水轮发电机组轴承润滑油普遍使用汽轮机油，又称透平油。润滑油的主要作用是在轴承间形成楔形油膜，以润滑油内部液体摩擦代替固体金属干摩擦，降低摩擦系数，从而减少设备磨损和能量损失，保证轴承安全稳定运行，延长轴承使用寿命。因此，轴承润滑油油质的优劣直接影响着水轮发电机组的安全可靠性，为保证水轮发电机组的安全稳定运行，必须要保证机组轴承润滑油的油质[1]。

2 轴承润滑油油质劣化的危害

水轮发电机组轴承润滑油的主要指标包括：外观、运动黏度、机械颗粒、水分、酸度、破乳化度、闪点、液相锈蚀等。如果轴承润滑油的品质下降，这些指标也将随之改变，导致其润滑效果下降，无法发挥其原本的功效，甚至会造成极大危害。

由于润滑油受到水、金属颗粒、灰尘、油垢以及其他有害杂质的污染，润滑油的黏性受到极大影响而无法达到预期的润滑效果，甚至可能导致“烧瓦”事故的发生。同时，润滑油中的水分、酸度等指标降低，还容易对轴承体、轴颈、轴瓦等部件造成生锈、腐蚀等[2]。随着油质的持续恶化，形成沉淀物、油泥等有害物质。在热油中这些劣化产物呈溶解状态，当油温降低时，这些劣化产物就会沉积下来，附着在轴承油冷却器的冷却水管上，最终形成一层厚厚的污垢，直接降低油冷却器的冷却效率，影响润滑油的散热冷却效果，危害机组的稳定运行。

3 油质劣化的原因分析

润滑油在使用过程中，与空气中的氧气发生反应，油质就会变差、劣化。润滑油被氧化后，形成有机酸，酸值增加，闪点降低，颜色变深，黏度增大并形成沉淀物[3]。影响润滑油劣化的因素有：水分、空气、高温、光照、轴电流和油的混合使用，以及输油管道、储油罐不清洁等，水轮发电机组轴承润滑油劣化的主要原因有以下几方面：

3.1 水分混入润滑油，造成油质乳化

当润滑油中进入水分时，润滑油不仅会变得更容易乳化，还会加速润滑油氧化速度，并且还会增加润滑油的酸性和腐蚀性。水轮发电机组轴承润滑油中水分主要来源有：轴承内润滑油吸收的空气中的水分，油冷却器漏水等。空气能够使润滑油氧化，增加水分和灰尘等，轴承油箱梳齿式轴封径向间隙较大、挡油筒与轴颈间隙过大等都会使空气大量进入轴承；另外，油冷却器、顶盖漏水等，都会导致轴承润滑油进水，引起润滑油油质劣化。

3.2 设备制造、安装和检修工艺不良

在水轮发电机组设备加工制造过程中，轴承、油箱、油冷却器和管道中经常会有一些铁屑、灰尘和油漆等杂质，这些杂质会对润滑油造成污染。发电设备安装时没有按规定对轴承体、油箱、轴颈内部及油冷却器、输油管道进行彻底清理。设备检修过程中未能遵守检修工艺，未彻底清除油箱、轴承体、轴瓦及其周围环境的污垢、灰尘、碎屑，以及清扫时使用的棉花、灰尘等掉入油箱，这些因素均可能对轴承润滑油造成污染，导致轴承润滑油劣化。

3.3 轴电流的影响

发电机上导、下导轴承绝缘损坏时会形成轴电流，电弧高温使油色变深，甚至发黑，并产生沉淀物，导致润滑油油质劣化。

3.4 润滑油混合使用

混合使用不同厂家和型号的润滑油可能会导致化学反应，削弱润滑油原有的功能，甚至可能导致机械设备的损坏，进而加剧润滑油的油质劣化。

3.5 环境及油净化装置影响

随着轴承周围环境的变化，空气中的颗粒物浓度会增加，例如，电机的励磁碳刷磨损所带来的颗粒物，被吸入负压的油系统，极容易进入油箱，对润滑油的性能造成严重的破坏。此外，若油净化设备的性能低下，无法有效地清除润滑油中的杂质，也降低润滑油的品质。

4 油质劣化的对策

水轮发电机组轴承的正常工作需要优质的润滑油，润滑油必须具备：良好的氧化安定性；适宜的黏度和良好的黏温性；良好的抗乳化性；良好的防锈防腐性；良好的抗泡性和空气释放性。保证润滑油的品质，以便机组能够在安全、可靠的条件下正常工作。因此，要防止水轮发电机组轴承润滑油油质劣化，需要采取以下对策：

4.1 加强运行中润滑油油质分析及处理

首先，新机组投运24 h 后，各部轴承润滑油取样简化分析；机组检修后，注油前、后轴承润滑油取样简化分析；运行维护人员每天巡回检查中记录油品外观、油压、油温、油箱油位；补油后在轴承内循环24 h 后取样全项分析；每季度轴承润滑油取样简化分析，如果油质异常,缩短试验周期,必要时取样进行全项分析。其次，还需要密切关注轴承内部的空隙，以及它们所接触的空气。如果发现有任何污染，需要立即处理。经常维护润滑油的纯正，可投入滤油装置净化处理，并要经常更换滤芯。最后，对润滑油油质检测分析结果进行统计、比对和全面分析，掌握油质指标变化规律，提前采取相应处置措施。

4.2 不同品牌、型号和黏度等级的润滑油不混合使用

当机组轴承需要更换润滑油时， 应使用符合标准的、具有相同黏度水平且含有相同成分的同型号润滑油，并且尽可能使用同一厂家的润滑油。在更换之前，应先测量运行润滑油、补给润滑油以及混油的黏稠程度，如果没有明显的黏稠现象，且各项指标合格，则可以安全地更换。在使用任何一种润滑油之前，应确保它的品牌、质量水平和所含的添加剂都符合特定的标准，否则，如果需要更换，则应遵守以下规定：

（1）经过严格的质量检测，将运行油、补充油和混合油的质量进行综合评估，确保其中混合油的质量达到最高标准，不低于未混合油中最差的一种。

（2）为了确保安全，还需要在使用的3 种油液（运动液、补给液、混合液）的基础上，通过仪器测试来确保混合液没有分离，并且其含水率低于未经处理的油液（即未经处理的润滑油）。

4.3 规范机组设备安装工艺

在水轮发电机组用油设备的安装过程中，为了确保其符合相关的工艺要求和质量，需要特别注意：在出厂前，对具有保护涂层的部位进行维修，以确保其不会发生变形、剥离等情况；而在没有保护涂层的情况下，则需要使用喷枪将其表面的防锈（油）进行覆盖，并在安装完成之前，将其全面清洁，以确保其不会存在任何污染。

4.4 做好润滑油转移和净化处理

在水轮发电机组轴承维护和更换润滑油时，必须将润滑油转移到内部已经完全清洁的储油罐或临时油箱中。在将润滑油从轴承油箱中转移出来时，应尽可能将其完全清除，尤其要注意清除冷却器、检测器和油净化器中的残留物，必要时使用新的润滑油进行冲洗。所有的油液都可以通过大型滤油机或净油机进行过滤， 经过严格的净化处理。等到轴承完成维护保养之后，再将经过净化的油液注入到已经清洁的轴承内。此外，补充油也必须经过严格的净化和检测程序，方可使用。

4.5 防止设备检修期间发生污染，必要时对油系统进行全面冲洗

为了保证机器的正常运转，必须确保轴承不会被任何外界的杂质，如灰尘、焊渣或者棉线等污染。更换了轴承之后，还需要仔细检查油箱、管道、油冷却器、混合液检测器等，以确定其污染物的种类及其潜在的危险性，并制定相关的防护方案。经过仔细的检测和深入的分析，最终决定是否需要实施全面的冲洗。特别是当发现有无法通过常规的清洁措施消除的油溶性污染物以及油中的有害物质，更需要实施全面高压冲洗。在无法实施全面系统清理时，应当使用高效的清洁剂，将经过维护的零部件和相关的管线彻底地擦拭，确保清洁程度达到规定的标准。

4.6 其它措施

除了做好常规防止润滑油劣化工作外，预防水轮发电机轴电流产生，润滑油添加油品添加剂，加装在线滤油装置等，也能防止油质劣化。

5 结束语

为了确保水轮发电机组轴承润滑油的质量，必须要加强对设备的质量管理，尤其是在制造、安装、检修方面。此外，还需要加强对运行管理的监督，并对润滑油进行转移和净化处理，以确保符合科学的技术标准和管理规范。对防止机组轴承润滑油油质劣化制定相应对策并严格执行，能够有效地保护润滑油的油质，从而保证水轮发电机组的安全稳定运行。