绝!组合过滤技术在海上平台燃气轮机润滑油漆膜中的应用
燃气轮机是海上平台的核心设备之一,在海上平台上作为发电设备使用,保障燃气轮机的稳定长周期运行对于保障海上平台的正常生产具有重要意义。
燃气轮机在运行时处于高温、高压、高转速的工况,漆膜极易在这种环境下生成。同时,随着润滑油中基础油品质的提高.润滑油溶解漆膜能力变差。也加剧了漆膜的快速形成。漆膜的形成造成漆膜堆积,对设备的危害是巨大的。它会造成间隙减少,磨损增加,导致阀芯粘连设备运行不稳定甚至失灵;轴瓦、冷却器及其他元器件上沉积的漆膜导致轴瓦温度波动上升、冷却器换热速率变差、油品氧化加速;漆膜会附着固体颗粒,堵塞过滤器、滤网和节流孔,造成设备磨粒磨损及设备润滑不良。国内外燃气轮机因漆膜异常导致的故障停机现象时有发生。
1 润滑油漆膜形成的机制及危害
漆膜是一种高分子烃类聚合物,是油品的氧化产物,颜色从浅棕色、棕色至棕褐色,它的生成原因主要有3个方面,油品的氧化降解、局部表面的热点和微燃烧及火花放电。
漆膜堆积在摩擦副表面会减小油膜间隙,散热变差,润滑油流动性变差,引起摩擦副表面温度显著升高,严重时造成接触表面的损伤破坏;燃气轮机处于经常开停的工作状态,油温的变化更易造成漆膜的形成,形成的漆膜很容易粘附在精密的元器件上,比如电液伺服阀,从而导致电液伺服阀堵塞、阀芯粘结卡死,控制失灵甚至设备跳机;漆膜还会造成冷却器冷却效果变差、滤芯堵塞、润滑不良加剧磨损及加速油品氧化等后果。
2 漆膜清除解决方案供应商
威胜达除漆膜净油机集合电荷吸附净化技术及交换树脂吸附技术于一体,通过交换树脂将溶解态的漆膜产物进行吸附,依靠电荷吸附技术剥离并去除油液中析出的悬浮态漆膜及元器件上已经附着的漆膜。
工作原理
静电吸附去除非溶解性的漆膜
电荷吸附技术主要利用高压发生器产生高压静电场,使油中污染颗粒物极化而分别显示正、负电性,带正、负电性的颗粒物在超高压电场的作用下各自向负、正电极方向游动,中性颗粒被带电颗粒物流挤着移动,最后将所有颗粒物都吸附并依附于收集器上,并通过部分没来的及吸附的带电油液颗粒物流动,将油箱、管壁及元器件上附着的油泥杂质、漆膜、氧化物全部冲刷吸附带出(见图5)。通过这种技术来解决油中悬浮态漆膜及附着在元器件上的漆膜,对于油液清洁度也有效果。
▲静电吸附原理图
▲剥离原理图
离子树脂吸附去除溶解性漆膜
针对溶解态的漆膜产物依靠电荷吸附技术是无法清除的,专门配制的树脂材料为溶解态漆膜产物(又叫漆膜胚胎)赋予过滤介质高亲和性,利用树脂吸附材料上丰富的碱性基团,很好地吸附各类劣化产物物质,从而具备对漆膜产物的高去除率。该树脂吸附材料稳定性非常好,耐高温,干净,不会有降解产物和脱落物进入油中。另外利用树脂的反溶技术(依靠树脂去除油液中溶解态漆膜后,油中的悬浮态漆膜及附着在元器件上的漆膜会反溶回油中变成溶解态漆膜,再通过树脂吸附去除),对于油中的悬浮态漆膜及附着在元器件上漆膜也逐步有去除效果。
3威胜达清除漆膜净油机在燃机中的典型应用
惠州32—2平台燃气轮机发电机组为Solar T60机组,使用威胜达清除漆膜净油机前润滑油前具体指标参数见表1。
表1 过滤前汽轮机油检测数据
第三方检测机构结论如下,高漆膜倾向指数值表明油中含有大量的极性小分子不溶物,易粘附在金属表面形成漆膜,漆膜会导致摩擦副温度升高引起设备故障;极高的颗粒含量会影响系统工作的稳定性和相关部件的使用寿命;该油液可继续使用,但是需要提高过滤性能,可使用漆膜去除设施清除油中的极性不溶性物;建议缩短取样周期,关注清洁度及漆膜倾向指数值指数监测结果。通过在设备现场的观察,设备运行中出现了润滑油控制压力不稳现象,严重影响设备的润滑油系统及液控元件可靠性。
针对润滑油中存在的漆膜问题,一些企业采用了换油措施,但效果不理想也不环保。为确保发电机组的可靠性,决定安排对机组进行漆膜清除过滤工作。表2中对几种有代表性的漆膜净油机的技术原理进行对比分析。
表2 几种预防漆膜技术对比分析
通过综合对比分析,决定采用威胜达环保静电吸附+交换树脂技术来去除油液中漆膜。通过实际测试,选择了威胜达环保WVD-II清除漆膜净油机,该净油机集合静电吸附净化技术及离子交换树脂吸附技术于一体,它通过交换树脂吸附溶解态的漆膜产物,依靠静电吸附技术剥离并去除油液中析出的悬浮态漆膜及元器件上已经附着的漆膜。
威胜达环保WVD-II清除漆膜净油机在32-2平台SolarT60机组在线循环净化约10天后。对净化后的油液取样检测数据见表3。
表3 过滤后润滑油数据汇总
通过第三方油液检测机构检测数据发现。润滑油净化后对比净化前漆膜倾向及清洁度指标均得到明显改善,酸值也有明显下降;水分虽然对比有微升,但考虑到检测误差等因素仍在合格范围内,故不作为参考依据;其他各项指标正常,检测结论合格。同时威胜达清除漆膜净油机运行期间润滑油控制压力不稳现象得到明显改善,效果明显。