摘要：汽轮机油用于电厂运行中汽轮机轴承的润滑和冷却。涡轮油在汽轮机的轴颈和布什之间形成油膜。轴颈与布什之间的固体摩擦转变为液体摩擦，摩擦阻力减小。同时，通过透平油的循环，使布什中产生的大量热量能够及时循环，达到冷却和冷却的目的。由于长期使用的高负荷循环，汽轮机油品质恶化，表现为起泡、乳化和粒径超标，本文拟对汽轮机油的气泡特性、气泡成因及危害进行分析，并提出对策。
关键词：电厂运行；汽轮机油起泡原因；应对措施
1汽轮机油的泡沫特性
1.1泡沫倾向性
泡沫倾向性是指泡沫生成的难易程度和泡沫生成量的多少，也称起泡性。从热力学角度讲，体系的表面张力越低，越有助于泡沫的产生。表面活性剂活性成分能够降低体系的表面张力，利于泡沫的产生；消泡剂则相反，其成分提高体系的表面张力，不利于泡沫的形成。
1.2泡沫稳定性
泡沫稳定性是指生成泡沫的持久性，即泡沫寿命，是研究泡沫重要方向。稳泡与消泡都属于泡沫稳定性的范畴，对于泡沫稳定性的研究有助于解释泡沫的衰变机理，掌握泡沫生成与破坏规律，探索维持或消除泡沫的途径。泡沫破裂方式有两种：气泡内部气体通过液膜向外界扩散和液膜排液。泡沫膜对泡沫稳定性有很大影响，因此对泡沫稳定性的研究也多集中于对泡沫膜的研究上。对于汽轮机油的泡沫特性，主要是研究、检测其抗泡性能。在石油产品技术标准中，汽轮机油的抗泡性以24℃、93℃、后24℃三个温度条件下的泡沫倾向性/泡沫稳定性的毫升数来表示。其值越小，表明汽轮机油的抗泡性能越好。国内汽轮机油泡沫特性参照GB/T12579-2002执行，国外相应的试验方法有美国ASTMD892、德国DIN51566E和ISODP6247等。通过对汽轮机油泡沫特性进行测定，可以评定汽轮机油生成泡沫的倾向及泡沫的稳定性，从而评定汽轮机油的质量，减少或消除汽轮机油在运行中发生溢流和渗漏的机会，保证汽轮机安全运行。
2汽轮机油泡沫产生的原因
2.1化学组分的影响
汽轮机油的主要成分是深度精制的基础油，加以适当的抗氧化剂、防锈剂以及少量的金属钝化剂、降凝剂、抗磨剂、抗泡剂等添加剂调制而成。不同牌号或同一牌号不同批次的润滑油所采用的基础油不同，而基础油中的环烷烃和芳香烃等有机类物质的相对比例也有所不同，一旦多组分化学物质自身内部或受外界原因发生作用产生反应，将直接影响油品的理化和使用性能。因此汽轮机油化学组分的繁杂以及添加剂的选择不当是造成油品劣化，产生泡沫的一个内在原因。
2.2外界杂质的影响
汽轮机运行时，轴颈密封处水汽、空气、轴承轴瓦及油系统金属和颗粒物质等杂质通过油循环进入润滑油中，导致润滑油氧化，并有助于泡沫、积垢和油泥的形成。研究表明，水汽和颗粒物进入油品是造成油品起泡的直接原因，因此外界杂质是润滑油起泡的另一个原因。
2.3流速、油压的影响
汽轮机润滑油的流速、油压也直接影响到油品的劣化变质。若油速太高，则回油箱冲力大，造成油箱中的油飞溅，形成泡沫，加速油品的起泡变质。油压的影响，即空穴现象的影响。在流动的液体中，因某点处的压力低于空气分离压而产生气泡的现象称为空穴现象。因此，在汽轮机润滑系统的任何地方，只要压力低于空气分离压，油品就会产生大量泡沫。
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2.4确油箱结构的影响
汽轮机润滑油系统包括储油箱、油冷却器、滤网、油管道和旁路净化装置或过滤设备等。油箱除了用于存储供油系统的全部用油外，还起着分离油中空气、水分和各种杂质的作用。润滑油以循环往复的方式运行，处于剧烈搅拌紊流状态，若油箱结构欠合理或油的循环倍率过高，则油箱分离水、气的效果就差，导致气泡产生。
3汽轮机油中泡沫的危害及消除措施
汽轮机油的泡沫倾向性会引起的不良润滑、气穴现象和汽轮机油的溢流损失，导致设备损坏或被迫停运。泡沫的产生增加了汽轮机油的可压缩性，导致轴承振动、噪音增大，严重时会损坏设备；泡沫会使油泵的出口压力降低，油压上不去而影响油的循环；泡沫的形成还会产生虚假油位，严重时泡沫自油箱顶部外溢，威胁机组运行。此外润滑油泡沫中含有的空气，在高温下会加速油的氧化变质。因此，为确保汽轮机组的正常运转，汽轮机油首先必须具有良好的抗起泡性能，即较小的泡沫倾向性和较低的泡沫稳定性，同时对于已经产生油沫的汽轮机油，应采取措施积极消泡。消泡的方法有多种，按原理可分为物理消泡法、化学消泡法、机械消泡法和自然消泡法，如缝隙式消泡器利用的就是机械消泡法。本文重点讨论汽轮机中汽轮机润滑油的消泡措施。（1）通过对汽轮机油泡沫产生的原因分析可知，其内在因素为油品的化学组分。泡沫属于热力学不稳定体系，单一组分的油品不能形成稳定的泡沫。在汽轮机润滑油组分中，基础油所占的比例最大，约在97%以上，基础油的性质决定了汽轮机油的诸多重要性质。有研究表明汽轮机油对生产工艺及基础油性能的要求极为苛刻，基础油需为Ⅱ/Ⅲ类基础油或深度精制的基础油，因此，采取提高基础油的精制深度、提高汽轮机油的纯度和质量是减少或者消除不良泡沫的一个最根本的措施。基础油精制深度越深，油/气间的界面张力就越大，其中的分散相趋于合并，界面间的表面势能降低，油品表面性能越好，油中小气泡就能快速融合成大气泡并上升至液面，同时由于油品的表面张力较大，使气泡表面油膜快速破裂，实现消泡。（2）适当加入与运行油具有良好相容性的消泡剂。消泡剂是低表面张力液体，具有不溶于要消泡的介质和正进入系数以及正展布系数等性质，其作用为破泡、消泡，减小表面张力，代表物有硅油、聚醚类、高级醇等等。消泡剂加入体系后，其分子杂乱无章地广布于液体表面，抑制弹性膜的形成，即终止泡沫的产生。当体系大量产生泡沫后，加入消泡剂，其分子立即散布于泡沫表面，快速铺展，形成很薄的双膜层，进一步扩散、渗透、层状入侵，从而取代原泡膜薄壁。由于其表面张力低，便流向产生泡沫的高表面张力的液体，这样低表面张力的消泡剂分子在气液界面间不断扩散、渗透，使其膜壁迅速变薄，泡沫同时又受到周围表面张力大的膜层强力牵引，这样，致使泡沫周围应力失衡，从而导致其“破泡”。不溶于体系的消泡剂分子再重新进入另一个泡沫膜的表面，如此重复，所有泡沫全部覆灭。
结论
汽轮机是火力发电厂的三大主机之一，汽轮机的安全经济运行将直接影响整个发电厂的安全经济运行。汽轮机润滑油系统是汽轮机安全运行的关键，所以要仔细分析并采取有效措施对透平油油的劣化和生产过程中的泡沫现象的解决，保证润滑油的质量，油蒸汽轮机发电厂排放标准，以保证汽轮机的安全和经济运行。
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论文作者:田丰
论文发表刊物:《基层建设》2017年第27期
论文发表时间:2018/1/3
标签：泡沫论文; 汽轮论文; 机油论文; 汽轮机论文; 表面张力论文; 润滑油论文; 油品论文; 《基层建设》2017年第27期论文;