电厂运行中汽轮机用矿物油维护管理导则

中华人民共和国国家标准电厂运行中汽轮机用矿物油维护管理导则GB/T14541-93Guidefornaintenanceandsupervisionofinserviceturbinemineraloilusedforpowerplants国家技术监督局1993-07-11批准1994-05-01实施本导则是参照了IECTC10236—85《汽轮机矿物润滑油使用与维护导则》和ASTMD4378—84a《运行汽轮机和燃气轮机的透平油监督》，并对国内部分电厂汽轮机油的使用维护情况作了调研与资料收集，在此基础上制定了本导则。由于各单位情况不尽相同，在使用本导则时必须参考设备的类型和使用状况以及设备用油的特性，必要时还应参考制造厂家的说明。1主题内容与适用范围1.1本导则适用于电厂汽轮机系统用作润滑和调速的矿物油，也适用于水轮机调相机及给水泵等电站其他设备方面所用的矿物汽轮机油。1.2本导则的目的是为电厂设备操作人员评价油品在设备中的使用状况，做好油质监督维护工作提供指导。对油质评价的要求、油在使用中质量发生变化的原因及防止油质劣化的措施也作了必要的说明。1.3本导则不适用于各种用作汽轮机润滑和调速的非矿物质的合成液体。2引用标准GB264石油产品酸值测定法GB/T265石油产品运动粘度测定法和动力粘度计算法GB/T267石油产品闪点与燃点测定法(开口杯法)GB/T511石油产品和添加剂机械杂质测定法(重量法)GB2537汽轮机油GB7596电厂用运行中汽轮机油质量标准GB7597电力用油(变压器油、汽轮机油)取样方法GB7599运行中变压器油、汽轮机油酸值测定法(BTB法)GB7600运行中变压器油水分含量测定法(库仑法)GB7602运行中汽轮机油、变压器油T501抗氧化剂含量测定法(分光光度法)GB7605运行中汽轮机油破乳化度测定法GB11120LTSA汽轮机油(防锈汽轮机油)GB11143加抑制剂矿物油在水存在下防锈性能试验法GB/T12579润滑油泡沫特性测定法SD313油中颗粒数及尺寸分布测量方法(自动颗粒计数仪法)SH/T0124含抗氧剂的汽轮机油氧化安定性测定法SH/T0308润滑油空气释放值测定法DL429.2颜色测定法DL429.6运行油开口杯老化测定法DL429.7油泥析出测定法3汽轮机油的性能和变质3.1汽轮机油根据40℃的运动粘度划分为：32、46、68和100四种牌号。炼制时所选用的原油有石蜡基和混合基原油。炼制汽轮机油的工艺为：原油常减压蒸馏→溶剂精制→白土补充精制→过滤→加抗氧化剂或复合添加剂。原油常减压蒸馏→硫酸精制→白土补充精制→过滤→加抗氧化剂或复合添加剂。以上二种工艺，通常采用溶剂精制和白土补充精制较多。酸碱精制过程，如增加电场作用，可以促使酸渣沉降速度加快。3.2新汽轮机油的性能新汽轮机油的质量应符合GB2537或GB11120标准，并应具备以下性能要求：3.2.1粘温性选择适当粘度的润滑油，对于保证机组的正常润滑是一个重要的因素。粘度是汽轮机油的重要物理性能指标之一。汽轮机油除了要求具有适当粘度外，还要求油的粘温特性好。因油的粘度是随油温的升高而降低的，为保证机组在不同的温度下都能得到可靠的润滑，要求油的粘度随温度的变化愈小愈好，即油的粘温特性好，不随油温的升降而明显变化。油的粘度选择是由制造厂根据汽轮机参数而确定的，油的粘度选择不当，粘度过大时功率损失大，粘度过小时会引起机组振动或设备磨损等问题。使用单位需要更换油的粘度时应与制造厂商讨。3.2.2氧化安定性运行中汽轮机油处于强迫循环状态，不可避免地与大量空气接触而被氧化，另外温度、水分、金属催化剂和其他各种杂质都会加速油品氧化，同时也与油品的化学组成有关，不同的烃类具有不同的氧化历程(倾向)，其氧化产物也不同。但是烃类氧化初期产物大多是烃基过氧化物，而后分解为酸、醇、酮等，继续氧化则生成树脂质，沥青质等。进一步氧化则会生成不溶于油的油泥，这些物质影响油品其他性能的降低。3.2.3防锈性能汽轮机油本身是无腐蚀性的，但在运行中不可避免地或多或少漏入蒸汽或水，引起油系统产生锈蚀，严重时可引起调速系统卡涩机组振动、磨损等不良后果。解决油系统因漏水而引起锈蚀的办法，除提高设备密封性减少漏汽漏水外，还要求汽轮机油具有良好的防锈性能。3.2.4起泡沫性由于汽轮机润滑系统的油，是强迫循环方式，空气激烈地搅动，油面上会产生泡沫，油中也会产生气泡。泡沫和气泡的生成，使油泵油压上不去而影响油的循环，破坏油膜，发生磨损，同时油压不稳，影响调节。严重时泡沫由油箱顶部外溢，威胁机组运行，所以油品必须具有抗起泡沫性能。3.2.5空气释放性一般矿物油能溶解8%～9%(体积)空气，但是当油品通过管线、轴承、齿轮时，溶解的空气由于压力下降形成气泡，如气泡从油中释放过慢而滞留在油中，会带来以下几个问题：a.增加了油的可压缩性，导致控制系统失灵，产生噪声和振动，严重时甚至会损害设备。b.降低泵的有效容积。c.降低泵的出口压力，特别是对于离心泵。d.油中溶有空气，特别在高温情况下使用，会加速油的氧化变质。油品放气性与油的组成有关。油中芳烃、环烷烃及氮、硫化合物均影响其放气性。添加剂如硅油及某些降凝剂对放气性影响较大。通常汽轮机油中加入酸性防锈剂(T746)，若被强碱物质污染，相互作用生成不溶性皂类物质，增加气泡稳定性，使油品的放气性变差。3.2.6破乳化性能和析水能力破乳化度是汽轮机油重要指标之一。水分存在和激烈搅拌是产生乳化主要原因。运行中汽轮机油因氧化变质产生的环烷酸皂，胶体等物质都是乳化剂，使油更容易乳化，乳化后的油会影响润滑作用，严重时会引起轴承磨损，机组振动及锈蚀等问题。油品如有良好的析水能力，水则会沉降到油箱的底部，及时放掉；若油品析水能力差，就会有一定量的水分留在系统中，除对添加剂起化学作用外，还会对润滑性能产生影响，故要求汽轮机油具有良好的破乳化性能和析水能力。3.3运行中汽轮机油变质因素3.3.1化学成分导致运行中油品变质因素很多，其内在因素主要是油品的化学组成。基础油的石腊烃、环烷烃和芳烃相对比例，直接影响着油品的粘度指数、倾点等理化性能，芳烃对油品氧化安定性的影响有一定规律性，这与芳烃的结构和含量有关。一般采取提高基础油精制深度，减少油中有害物质，加入添加剂来改进油品的质量。但如添加剂选择不当，各种添加剂相互配合性对油品氧化安定性有一定影响，反会导致油品的性能变坏。3.3.2油系统结构和设计a.油箱用于储存系统全部用油，还起着分离油中空气、水分和各种杂质的作用，所以油箱结构设计对油品变质起着一定的作用。若油箱容量设计过小，增加油循环次数，油在油箱停留时间就会相应缩短，起不到水分的析出和乳化油的破乳化，加速油的劣化。b.油流速、油压对油品变坏都有关系。进油管中的油不但应有一定的油压，而且还应维持一定的流速(约1.5～2m/s)。回油管中的油是没有压力的，但也应保持有一定的流速(约0.5～1.5m/s)。若回油速度太小，回到油箱冲力也大，会使油箱中的油飞溅，容易形成泡沫，造成油中存留气体而加速油品的变质。同时冲力造成激烈搅拌会使含水的油形成乳化。3.3.3启动时油系统状况新机组投运前，润滑系统管路往往会存在焊渣、碎片、砂粒等杂物，若未彻底清除干净，投运后会带来很大麻烦，严重时会造成轴承磨损和调速器卡涩等问题，这些杂质还能影响油的物理化学性能降低，导致油质变坏，所以润滑系统每个部件都应预先清洗过并加强防护措施，防止腐蚀和污染物的进入，在现场贮存期间要保持润滑油系统内表面清洁，安装部件时要使系统开口最小，减少和避免污染，保持清洁。3.3.4油系统的运行温度影响汽轮机油使用寿命的最重要因素之一是运行温度，特别在系统中一般是在轴承部位上有过热点出现时，会引起油的变质，此时应调节冷油器，控制油温。3.3.5油系统检修油系统检修质量好坏，对油品的物理化学性能有着直接关系。尤其是漏汽漏水的机组油系统比较脏，油中会有铁锈、乳化液，沉淀物，若不能彻底清除干净，则会降低油品的性能，有时由于检修方法不当，如用洗衣粉等清洗剂，冲洗不净，就会造成油品被污染，检修时应尽量采用机械方法清除杂物，然后用油冲洗，循环过滤，并采用变温冲洗方式，变温范围在30～70℃。冲洗过程应取样检验，油中杂质含量应达到规定要求。3.3.6污染问题在运行过程中，汽轮机油中污染物来自两个方面：一是系统外污染物通过轴封和各种孔隙进入；二是内部产生的污染物，包括水、金属磨损颗粒及油品氧化产物，这些污染物都会降低汽轮机油的润滑、抗泡沫等性能。所以汽轮机油运行中消除污染是必须进行的工作，否则不仅会加速油的变质，还会影响机组安全运行。3.3.7汽轮机油受到辐射核电站所用的汽轮机油会受到不同程度辐射的影响，发生变化是不可逆的。其变化程度取决于油品的组分，烷烃、环烷烃所受影响比芳烃要更强，经辐射后，组分中C—C及C—H结合键发生分裂，释放出氢气，有少量甲烷及其较高的同系物。对非饱和烃是一种聚合反应，氢气析出的量较饱和烃少。油品受到辐射作用后，其物理化学性能和润滑性能都会发生变化，受到辐射破坏的突出表现：有气体析出，粘度增大，氧化安定性和防腐蚀性能下降，颜色变深，出现油泥，酸值增大，同时产生难闻气味的化合物。同时，闪点有可能降低。这些性能的变化，与油的组成和添加剂有关。一般辐射剂量超过10６J/kg才显示出来。4油质试验意义4.1运行油应检查外观、沉淀物。因为这是表明游离水或乳化物、不溶性油泥、纤维和固体颗粒等脏物存在的直观依据。4.2颜色：按DL429.2方法试验。新汽轮机油一般是浅色的，在运行中颜色会逐渐变深，但这种变化趋势比较缓慢。若油品的颜色急剧加深还不足以说明油质的变坏程度，必须进行其他的试验项目加以补充证明。但应考虑，有些油品暴露于光线下，也会加深油品的颜色，试验时应注意这一点。4.3水分：按GB7600定量方法试验。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。水的存在表明冷油器泄漏、大气中湿气进入油箱或轴封部件密封不严，携带蒸气进入油中所致。4.4运动粘度：按GB/T265方法试验。检验汽轮机油的粘度，主要是鉴别所补加的油是否正确或油中是否有污染物存在。4.5闪点(开口)：按GB/T267方法试验。汽轮机油的闪点是机组安全运行的一项控制项目。因机组过热或混入轻质油品均可影响闪点，一经发现闪点异常，应采取适当措施以保证机组安全运行。4.6酸值：按GB/T264或GB7599方法试验。油酸值是一项较重要的指标，它能反映油质的劣化情况，以便采取正确的维护措施。4.7氧化安定性：按SH/T0124方法试验氧化安定性试验是用来评价汽轮机油使用寿命长短的一种手段。国产新汽轮机油出厂时，氧化安定性是属于保证项目。运行中油的测定可以提示应采取适当的维护措施或添加抗氧化剂，以延长油使用寿命。4.8防锈性能：按GB/T11143方法试验。防锈性能是目前防锈汽轮机油较重要的使用性能之一。系统中因某种原因而带入水分，则较易造成整个系统或某些部件的锈蚀。因此汽轮机油中需添加防锈剂。运行中随着水分和颗粒的排除，均会使防锈剂减少而导致防锈性能下降，所以在适当时候应考虑补加防锈剂。4.9油泥和沉淀物：按DL429.7方法试验。这些物质是溶解于油中的化合物。它是由油自身的氧化或者外部杂质溶解于油中(设备结构中采用的材料溶解于油)而产生的，它能显示油品变质的迹象。一旦产生油泥时，需对氧化安定性进行检查。4.10破乳化性能：按GB7605方法试验。若油品乳化，油水不易分离，则表明油品已经变质或被某些表面活性物质所污染，长期运行下去容易造成系统某些部件的锈蚀，应对油进行处理或加入破乳化剂，以使油、水能很好分离。4.11起泡沫性：按GB/T12579方法试验。本试验表示油形成泡沫的倾向和形成泡沫后泡沫的稳定性。汽轮机油形成泡沫，威胁机组安全运行。因此，必须采取消除泡沫的措施，如添加消泡剂或进行其他方式的处理。4.12空气释放值：按SH/T0308方法试验。本试验是表示油中存留空气(气体)