燃汽轮机

静电滤油机在汽轮机油系统中的应用

发布时间:2024/8/14 13:42:51   

汽轮机润滑系统使用的汽轮机润滑油和液压控制系统使用的抗燃液压油,在机组运行中有严格的指标要求,如黏度、颗粒污染度、水分、酸值、抗氧化性、抗乳化性等,其中颗粒污染度尤为重要,关系到汽轮机转子轴颈和轴承的磨损、控制系统电磁阀及伺服阀的灵活性,直接影响汽轮机设备的运行安全。

随着汽轮机设备向大容量、高参数方向发展,为了减小油动机结构尺寸,抗燃液压油向着高压方向发展。随着对机组运行可靠性要求的提高,对汽轮机润滑油和抗燃液压油清洁度的要求也越来越高。为了保证机组运行中油质指标始终控制在标准范围内,需要对润滑油和抗燃液压油进行在线滤油处理,因此滤油机的选择及其处理效果将直接影响到汽轮机运行的安全可靠性。

1、滤油机的类型

根据过滤原理不同,滤油机可以分为机械过滤、离心过滤和静电吸附过滤,在实际工程中也经常将几种不同的处理方式进行综合应用。

1.1机械滤油机

机械滤油机是通过机械滤网截留油中的颗粒状杂质,其过滤效果与机械滤网精度直接相关,过滤精度目前最高可达1μm,此类型滤油机在电力系统中广泛使用。一般在润滑油系统中配置的双联滤油器、回油滤网、在线滤网,都属于机械滤油机。润滑油系统中的大颗粒杂质可以通过机械过滤油机去除,小颗粒杂质可以通过精密机械滤芯去除。

机械滤油机的缺点是:过滤精度越高,相应阻力也越大,供油压力压损较大;滤芯的使用寿命比较短,工作中需频繁更换滤芯,操作不慎时还可能造成人为污染;不能有效地滤除油液中的水分、胶状生成物和尺寸小于滤网孔径的杂物。为克服以上缺点,在工程应用中,机械滤油机经常与其他净化方法(如真空脱水等)联合使用,以达到最佳处理效果。

1.2离心过滤式滤油机

离心过滤技术就是采用离心机对油箱内的油液进行净化处理,通过将含有颗粒等污染物的油液高速旋转,使密度大于油液的杂质离心甩出,达到分离净油的目的。其优点是去除游离水及大颗粒杂质效果较好、处理能力大,缺点是去除小颗粒效果较差,且不能除去非游离水。离心过滤式滤油机在燃机电厂的燃油处理中有广泛的应用,在汽轮机润滑油系统中也经常与机械过滤处理方式联合使用。由于离心机高速旋转,设备噪音大,工作环境差,体积和重量也较大。

1.3静电滤油机

静电滤油机主要利用静电发生器产生的高压静电场,使油中污染物颗粒带上静电离子,在电场的作用下附着在纤维上,原理如下图所示。由于采用吸附原理,而非通过式过滤的方式,静电滤油机可以捕捉精细度达到0.02μm的各类杂质,包括硬质金属材料、软体颗粒物等都可以清除。

▲电荷吸附原理图

静电滤油机的特点:

(1)净化精度高,过滤精度达到0.1μm,可去除亚微米污染物;

(2)可以有效结合真空系统及聚结系统,能够快速除水除气;

(3)净化速度快,可以快速处理颗粒、快速净化;流量大,可以满足冲洗、清洗需要;

(4)清洗系统作用,通过静电聚合净化技术不仅将油中的杂质、颗粒去除,还能将酸性产物、带电胶体、油泥、漆膜等有害物质清除干净,防止再生,提高油液的pH值,降价介质损耗因素和酸值,改善油品指标;

(5)适用范围广,即使油液中的水分超标也能正常工作,最高可以在含水量超过20%的油液中工作。

▲不同原理滤油机的性能对比

2、漆膜

2.1漆膜的危害

“漆膜”也称之为积炭、结胶、漆状物质、弹性氧化物、漆皮等,是一种可能为橙色、棕色或黑色非溶解性的膜状沉淀物,是油品变质的产物。

汽轮机润滑油系统中出现漆膜后,滑动轴承内形成的漆膜极易附着在金属表面,特别是在轴承最小间隙处,导致最小油膜厚度减小,最大油膜压力增大,承载能力减小,润滑油温升增大,对轴承安全运行将产生不利影响。

漆膜现象及其危害在欧美、日本已被重视,美国制订了漆膜检测标准(ASTMD-18),且将漆膜倾向指数列入了换油考核指标。我国也已在GB/T-里将漆膜列为检测项目,但目前只有少数电厂和研究机构意识到了漆膜的危害。

漆膜的危害如下:

(1)由于轴承乌金表面工作温度较高,漆膜很容易附着在轴瓦工作表面,久而久之会使乌金表面呈熔融状态;

(2)堵塞间隙,增加摩擦;

(3)堵塞过滤器,造成设备损坏;

(4)冷却器上沉积的漆膜导致散热不良、油温上升、油品氧化加速;

(5)漆膜有极性,容易附着金属或固体颗粒,造成设备磨损。

2.2漆膜的去除

润滑油中生成漆膜和油泥的“软颗粒”约占污染物总数的80%以上,由于这类“软颗粒”尺寸较小,如果采用超微机械过滤方法很容易造成滤芯滤网的堵塞且过滤效果不理想,而静电滤油机是利用静电场力使颗粒污染物吸附在收集器上,因此能有效去除油液中的微小颗粒污染物,且纳垢容量大,所以被国外广泛用于去除油液中的漆膜和油泥。静电滤油机不仅能有效去除润滑油中的漆膜不溶物,而且可冲洗已沉积在金属表面上的漆膜,确保设备的安全运行,延长油品的使用寿命。

3、静电滤油机在润滑油系统中的应用

客户是地方发电厂。客户电站筒阀油压装置系统透平油系统设1台回油箱,2台压力油罐,6只接力器,系统用油量约为L,在运行过程中筒阀系统油质随运行时间增加而发生颗粒度超标,尤其是小微颗粒NSA清洁度等级高达10级,通过常规机械滤油机过滤后检修时仍发现大量黑色油泥出现,给机组运行带来了隐患。为了不影响机组运行,客户综合对比了市面上的滤油机后,最终选用了威胜达环保静电滤油机。

▲威胜达静电滤油机

威胜达静电滤油机运行稳定,去除小微颗粒效果良好(详见下图),油液指标长期控制在NAS6级左右,满足现场污染管控的需求。客户自年至今,已经连续购买了2台同型号的设备。

▲威胜达静电滤油机静电收集器附着的污染物



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