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    汽輪機油的工作條件和汽輪機油的性能要求

    時間:2018-07-12 11:28:20    來源:上海羽通儀器儀表廠    瀏覽:2563    

           汽輪機油是供電廠的蒸汽渦輪機、水力渦輪機及發電機的軸承潤滑和冷卻用,并作為蒸汽渦輪液壓控制系統的液壓油用。在大型艦船上是用來潤滑蒸汽輪機的軸承及減速齒輪。另外,汽輪機油還可用來潤滑增壓柴油機的增壓器軸承和潛艇主電機、經濟電機的軸承以及潤滑風動工具。蒸汽輪機的功率比較大,電廠用的達數十萬千瓦,有的甚至達百萬千瓦。船艦用的能達數萬千瓦。船艦用的汽輪機需要潤滑的部件主要是汽輪機的支待軸承、主軸承、推力軸承和減速器齒輪。

           一、汽輪機油的工作條件:

           主軸承為軸瓦軸承,在青銅軸瓦上澆鑄白合金。潤滑油進人軸承的溫度一般為43-49%,流出軸承的溫度一般為50-55℃,壓力約2MPa,軸頸的轉速一般為2000-8000r/min。推力軸承的墊塊與推力環的摩擦面上澆鑄有白合金.油膜承受的壓力為2-2.5MPa,潤滑油的溫度為35-45℃。

           減速器的作用是將汽輪機的高轉速5000-10000r/min降低到適合于推進器的工作轉速為300-600r/min,汽輪機減速器的齒輪是大型人字齒輪,大齒輪的直徑可達數米,齒輪的負荷一般不超過600-800MPa,潤滑油的溫度為30-35℃。

            從汽輪機軸承和減速器的運轉參數看出,軸承和減速器的壓力有較大的差別,軸承中的壓力僅為數個兆帕,而齒輪接觸時的壓力達數百兆帕。因此,對潤滑油的粘度要求是不一樣的。但是在同一設備上用兩種潤滑油會給使用和維護工作造成困難。因而采用了冷卻的辦法,使進入齒輪的潤滑油溫度降低,增大其工作粘度,以保證齒輪的潤滑。在汽輪機的潤滑系統中設有冷卻器,利用冷水來冷卻潤滑油。在艦般用的汽輪機潤滑系統則是用海水來冷卻潤滑油,使進人齒輪的潤滑油溫度比進人汽輪機軸承的低5-15℃。

            潤滑系統中的冷卻器有可能發生滲漏,使水分進人潤滑油。此外,汽輪機是以蒸汽作為工作介質,如軸承的密封裝置不嚴密,會使蒸汽進人汽輪機軸承,蒸汽冷凝成水后,也會進入潤滑油。由此可見,汽輪機油的工作特點是容易與水接觸。

            二、汽輪機油的性能要求:

            根據上述汽輪機油的工作條件,汽輪機油應具備下述性能才能滿足汽輪機的要求。

            1.適當的粘度

            汽輪機油既要滿足高速軸承的潤滑和冷卻的要求,又要滿足壓力較大的減速齒輪的潤滑和冷卻的要求。通常是選擇40℃運動枯度約為32-100mm2/s范圍的中等粘度潤滑油作為基礎油,低粘度范圍32-46mm2/s的油用于直接藕合的設備,如汽輪發電機組。高粘度范圍68-100mm2/s的用于有齒輪減速器的汽輪機組,具體檢測儀器為YT-265系列運動粘度測定儀。

            2.良好的抗乳化性

            汽輪機油在使用過程中易與水接觸,如果油的抗乳化性能(也叫水分離性能)不好,水進入油中受到機械的攪動后便會形成穩定的乳濁液。形成乳濁液后,油水不易分離,使潤滑油的潤滑作用和防銹作用降低,并使潤滑油的循環和過濾效率下降。要防止上述問題的產生,必須使潤滑油具有良好的抗乳化性能。汽輪機油的抗乳化性能與油品的精制深度有關?;A油精制深度越高,膠質、瀝青、環烷酸和多環芳香烴含量越少,油品抗乳化性能越好。但深度精制會破壞油品天然抗氧化成分,使抗氧化性能降低。解決的辦法是加深精制程度提高抗乳化性能,然后再加人抗氧劑提高汽輪機油的抗氧化安定性能。此外,還可以加破乳化劑,提高汽輪機油的抗乳化性,如加入0.02%的蓖麻油,可以有效地提高潤滑油的抗乳化性能。在使用上則要求汽輪機各部件的密封裝置完好,不要使油中混入水分、雜質。

            汽輪機油抗乳化性的評定方法有GB/T 7305、ASIM D1401(40-37-3, min)和DIN 51589(蒸汽法,s)等。檢測儀器為上海羽通儀器儀表廠生產的YT-7305系列水分離性測定儀(抗乳化測定儀)。

            3.良好的防誘性

            汽輪機的齒輪減速器和潤滑系統中,有很多鋼制零件。鋼制零件遇到水后容易發生銹蝕。在潤滑油中,只要有0.1%的水分就足以使零件生銹。因此,要防止零件的銹蝕,必須避免與水分接觸。但是,在汽輪機潤滑系統中工作的潤滑油,經常接觸水氣,要想完全排除汽輪機油中的水分是困難的。比較好的防銹辦法是在潤滑油中加人防銹添加劑十二烯基丁二酸。

             防銹劑的作用機理和油性添加劑有點類似,能在金屬表面形成保護膜。單羧基的長鏈脂肪酸,雖然也能在金屬表面形成緊密的保護膜,但是它的極性端只有一個羧基,與金屬表面的結合還不夠緊密,能被水分置換,防銹能力不強。十二烯基或十六烯基丁二酸有兩個相鄰的羧基,能緊緊地結合在金屬表面,同時,還因為其分子較長的烴基之間有較強的作用力,所以能形成排列緊密的多分子層保護膜,有效地防止水分與金屬接觸。

            十二烯基丁二酸對汽輪機油的酸值和水溶性酸堿有影響。未加防銹劑的汽輪機油,酸值較小,加人十二烯基丁二酸防銹劑后,由于十二烯基丁二酸的酸值很大(240-290mgKOH/g,會使防銹汽輪機油水溶性酸和酸值增大,但這是正?,F象。在這種情況下,要檢查汽輪機油的防銹能力,就要做銹蝕試驗,不論用蒸餾水或海水試臉,在金屬表面均不應有銹蝕。 

             汽輪機油的防銹性能是根據“加抑制劑礦物油在水存在下防銹性能試驗法(GB/T11143-89)評定。方法的概要是在燒杯中盛300mL試油,將燒杯放置在60℃的恒溫水浴中,在杯蓋的試棒孔中插人一根45號鋼試棒,再往燒杯內注人30mL蒸餾水或海水(根據試油規格要求而定)。在60℃下保持24h后,取出鋼捧,根據鋼捧的銹蝕情況分為無銹、輕銹(生銹面積≤1%)、中銹(1%<生銹面積≤5%),重銹(生銹面積>5%)四個等級。檢測儀器為YT-11143銹蝕腐蝕測定儀

            4.汽輪機油的抗氧化性能

            蒸汽汽輪機組溫度可達200℃,油出口平均溫度為60℃左右。在這樣的溫度下,易氧化變質。而且汽輪機油用最大,更換不方便,使用時間長達10-15年,國外甚至達20年以上,每年補充消耗的油量為循環量的5%-10%。在這樣長的時間內,受空氣和水分的影響,汽輪機油會氧化生成酸性物質或其他氧化物而溶于油中或以沉淀析出。當酸性物質積累過多時,會腐蝕金屬零件,并形成鹽類而加速潤滑油的繼續氧化及降低潤淆油的抗乳化性能。氧化沉淀的形成,會迅速玷污潤滑系統和降低潤滑油冷卻器的效率。因此,汽輪機油要求有較好的抗氧化安定性。為提高汽輪機油的擾氧化安定性,常加入0.6%-1.0%的2,6-二叔丁基對甲酚抗氧劑。酸值的檢測可以根據工作情況選擇YT-264系列和YT-7304系列酸值測定儀。

            燃氣汽輪機中潤滑油的使用溫度更高,要求潤滑油有更好的抗氧化安定性。

            為延長潤滑油的使用期限。應注意維護潤滑系統的清潔,并充分利用系統中的離心機分離水分和雜質。同時在更換汽輪機油時,要認真清洗潤滑系統,因潤滑系統清洗不凈或殘留舊油較多時.會顯著降低潤滑油的安定性。試驗證明,只要有10%的舊潤滑油存在,就可使新油的使用期限縮短75%左右。

            汽輪機油抗氧化安定性的評定方法有ASTm D943和IP 290。前者是測定把汽輪機油氧化到總酸值為2.OmgKO11/g的時間(h),作為評定標準。高質量水平的汽輪機油達4000h左右。后者是把汽輪機油氧化后,測定產生的總氧比產物(%)、沉淀(%)和總酸值(mgKOH/g),這些值越大,汽輪機油的質量越差。目前國內側定法為SH/T 0124-92和SH/T 0196-1992潤滑油抗氧化安定性測定法,對應儀器為YT-0196潤滑油抗氧化安定性測定儀。

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