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摘要：运行汽轮机油品是保证设备的稳定运行的关键，运行油的品质是影响设备的关键。对油品的剩余使用寿命进行预估可以有效保证油品在有效的时间内进行运行。本文对新油和运行油进行老化对比分析，可以对剩余使用寿命做出预估。
关键词：汽轮机油 剩余使用寿命 评估
1引言
随着工业经济的快速发展，电力需求迎来了巨大的市场。汽轮机是电力企业的最为主要的设备，汽轮机油是汽轮机、燃气轮机和水轮机等设备的润滑油系统用油，主要用于机械设备运行之间的润滑，降低摩擦。另外，汽轮机油还能降低因设备运行带来的高温温度。目前，随着电力机组的容量不断增加，对于汽轮机油的品质提出了更好的要求，为了更好地满足汽轮机油的品质和寿命，各大油品企业纷纷通过提升改进润滑油配方、工艺提升油品质量。目前，市场上的汽轮机油的品质质量参差不齐，另外加上运行工况的复杂性，使得不同品牌的不同机组运行状态下的润滑油存在抗氧化性能不同，抗乳化性能差，最终导致使用寿命存在较大的差异。因此，本文对汽轮机油剩余使用寿命进行评估分析，对保证机组的安全性具有重要的意义。
2试验原理
目前市场上使用的汽轮机油的基础油多为矿物油，由于其油品品质自身存在多样复杂性，其氧化过程也复杂多样。目前关于油品的氧化理论相对较多，研究认可较多理论是自由基联锁理论，其氧化过程主要分为链的起始、发展和终止过程。
本文主要对未使用的汽轮机油和运行汽轮机油油品进行开口杯氧化试验，在氧气和催化剂存在的条件下，加快油品的氧化过程。判断油品的抗氧化性能、润滑性能、抗腐蚀情况及外观色值变化情况，从而可以对新油品整个氧化周期内的性能变化及运行油剩余生命周期进行评价。对特定油品的老化过程中，根据相应的影响因素对油品的性能影响进行分析探究，据此进行运行油剩余使用寿命做出评价。
3试验过程
(1)待测油品
所用待测油品由某电站提供，包括主机用新汽轮机油和运行油；主泵用新汽轮机油和运行油。
(2)催化剂
使用催化剂为铜，主要参数为T1铜丝，纯度高于99.9%，直径和长度分别为1.03mm和300mm。
(3)试验方法
样品氧化试验采用开口杯老化试验。利用一定量的油样置于烧杯中，将烧杯置于外界环境中，与空气进行充分接触，进行自然老化过程。
将适量油样置于洁净的烧杯中，添加催化剂的量为每200g油品加入1根铜丝催化剂，将整个体系置于115℃烘箱内进行老化试验，测试时间截至到油品的润滑性能、抗腐蚀性能、油污倾出中至少一项不能满足要求即可停止试验。测试项目主要有酸值、油泥倾出、运动黏度、破乳化度等性能。
4试验结果及分析
(1)旋转氧弹值
旋转氧弹值代表油品的抗氧化性能的一项指标，油品的旋转氧弹值越高代表油品的抗氧化性能越高，随着油品的使用时间延长，油品的旋转氧弹值呈现出下降的趋势。但在某些油品中，因添加剂降解产物与基础油的相容性不好，导致测试指标时，使得旋转氧弹值测试结果偏高。但是油中油泥析出和形成漆膜倾向的问题已比较严重，使得该项指标不能完全代表油品运行中的实际情况。
老化试验的旋转氧弹值测试结果见图1所示，由图1所示，主机用新汽轮机油在老化过程中旋转氧弹值呈现下降趋势，而运行油的旋转氧弹值随着老化不断加剧，其基本呈现平衡趋势，由此判断，旋转氧弹值不是影响剩余使用寿命的关键指标。
图1 老化试验旋转氧弹值测试指标数据
(2)油泥析出和漆膜倾向性
油泥析出和漆膜倾向性是表征油品使用过程中油泥产生量的指标，油泥析出是将油品与非极性溶剂油进行混合，静置观察其底部是否存在沉淀油泥析出。漆膜倾向性是将油品与非极性溶剂油进行混合，经过滤膜过滤，通过光度分析仪测量滤膜的颜色情况，根据颜色的等级变化表征油品降解的数量，主要用于检测油品中的溶解态油泥和非溶解态油泥。油品的油泥产生主要来源于油品老化和添加物的降解，油品老化前期，劣质物质主要为一些有机酸和醇类物质，后期主要倾向于因缩合形成的溶解差的大分子物质；另外一个部分是因添加物降解产生的物质，此物质与基础油的相容性差导致析出。
油泥析出和漆膜倾向性检测结果见表1所示，由表中数据可看出，主机新汽轮机油品在老化过程中产生较多的油泥，表明此指标是影响剩余使用寿命的关键因素，运行油的原始样品中即存在少量的油泥，在老化不断进行中，漆膜倾向性已达到比较极限的范围，已处于寿命末期。主泵用汽轮机油在老化过程中油泥的产生倾向不明显。
表1 油品老化中油泥析出和漆膜倾向性测试结果
(3)润滑油性能
油品的润滑油性能主要包括运动黏度、黏度指数及破乳化度。其测试结果见表2-3。表2所示，油品老化时间内，新汽轮机油品运动黏度和黏度指数变化趋势不明显，对于油品的剩余使用寿命影响不大。表3表明各样品的抗乳化性能下降的速度较慢，破乳化度不是影响油品使用寿命的关键指标。
表2 油品老化中运动黏度和黏度指数指标测试结果
表3 油品老化中破乳化指标测试结果
5运行油的剩余使用寿命评估
根据上述的测试情况，可以看出油泥析出和漆膜倾向性是影响其剩余使用寿命的关键指标。油泥析出测试属于定性检测，对于极限范围值难以进行测试，因此本文采取漆膜倾向性对油泥析出倾向性进行评价。
新油进行老化24天后，其漆膜倾向性为11，老化26后达到54；运行原油的漆膜倾向性为14，老化1天和老化2天的数据分别为40和51。根据相关的标准数据，当漆膜倾向性达到40时，继续使用存在风险，达到50时，可作为油品的使用终点。由此可知，新油品老化26天达到使用终点，运行油老化2天达到使用终点，此次运行油已经运行13年，按照推断，每1年的运行数据相当于1.8天左右的老化时间，因此此次运行油还可再使用1年达到使用终点。
对于主泵电机用汽轮机油，抗氧化能力是影响其剩余使用寿命的关键因素，所以采用旋转氧弹值作为剩余使用寿命评估的依据。各样品旋转氧弹值达到换油指标 60 min 时所需的老化时间，结果为新油约41 天，运行油约 5 天。根据上述结果评估主泵电机运行油可继续运行约 1.5 年。
6结语
汽轮机油作为润滑油使用可以有效降低设备之间的摩擦，减缓设备磨损和降低设备的运行温度。汽轮机油的剩余使用寿命是影响油品使用的关键，本文对其使用寿命剩余量进行评价分析，可以有效对油品的使用情况和使用寿命进行预估，保证油品和设备的正常稳定运行。
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论文作者:李志刚
论文发表刊物:《科技新时代》2019年9期
论文发表时间:2019/11/20
标签：油品论文; 油泥论文; 汽轮论文; 机油论文; 漆膜论文; 使用寿命论文; 倾向性论文; 《科技新时代》2019年9期论文;