华意国，羊文君

（新浦化学（泰兴）有限公司，江苏泰兴 225404）

0 引言

某公司1#、2#汽轮机主油箱润滑油在常规油品监督检测时，发现破乳化性能检测不合格，破乳化时间40～60 min，该检测数据明显高于GB/T 14541—2017《电厂用运行矿物涡轮机油维护管理导则》中所规定的“≤30 min”警戒极限值。润滑油其他指标，酸值、水分、闪点、运动黏度等指标检测正常，满足GB/T 7596—2017《运行中矿物涡轮机油质量标准》，润滑油的外观透明，无可视的杂质和悬浮物，颜色较前1 周期也没有明显的变化。最终全分析检验结果显示，仅有抗乳化性指标超限，已经达到了NB/SH/T 0636—2013《L－TSA 汽轮机油换油指标》中所建议的换油条件（＞40 min），尤其是2#机润滑油的破乳化时间最高时已经超出60 min。

汽轮机油又称为透平油，在汽轮机机组正常运行中，润滑油主要有密封、冷却和散热以及润滑等作用，运行中的机组轴封不严导致水、汽进入油系统中的隐患做不到绝对避免，汽、水进入油系统会导致润滑油中抗锈蚀剂、抗氧化剂损失，会造成润滑油加剧劣化，劣化产物多为环烷酸皂、胶质等，此类物质属于乳化剂，具有腐蚀性；加之润滑油的破乳化性能较弱，在强烈的搅拌、高温和流动条件下，润滑油发生乳化比较容易实现。此状态下油品乳化具有破乳化时间不合格、外观和水分检测结果正常等特点。油品发生乳化后，润滑、散热冷却的作用将有所下降，给运行的设备带来危害。

通常在处理润滑油破乳化时间超出规范要求的指标时，最直接有效的方法就是进行润滑油更换，该方法需要停机处理，综合成本较高；另外是可以在机组无需停止运行的情况下，向润滑油系统注入抗乳化剂，达到使润滑油抗乳化性能得到提升的目的。通过对润滑油全分析结果的判断，仅是抗乳化时间单个指标超限，可以通过补加抗乳化剂的方法，使润滑油的抗乳化性能得到改善。

1 汽轮机油破乳化时间超标的危害

润滑油通常由基础油、添加剂以及稠化剂3 大类物质组成，基础油又涵盖矿物油、加氢油以及合成油3 个类型，其中矿物油性价比较高，是采用物理蒸馏法从石油中提炼出来的产物，又称为矿物油，实际成产过程中，通过工艺控制可得到不同黏度级别，润滑性能优良的基础油，应用相对广泛。成品润滑油中添加剂的用量一般在0.5%～25%。基础油的缺点是多为一次性损耗使用，使用中易氧化和易老化，设备表面积碳严重，而且黏温特性差，即便是加氢处理，与大多数合成油的差距仍然相当明显。但矿物油中加入各种类型的添加剂可以提高油品的质量，具有很好的经济性。添加剂一般有清净剂、抗磨剂、抗氧剂、减摩剂、分散剂、抗腐防锈剂、抗泡剂、黏度指数改进剂、降凝剂、抗乳化剂等类型。其中抗乳化剂的添加可更好的提升润滑油抗乳化性能，可以形成更好的油膜附着在传动设备表面，减小摩擦，抗乳化剂的消失会导致润滑油破乳化时间超标，并导致较大的危害。

（1）润滑油发生乳化后，乳化液可在轴承等处析出水分,并由此破坏油膜、增大摩擦,引起轴承过热，严重时会造成烧瓦事故。

（2）润滑油深度乳化后，乳化液沉积于油系统中，妨碍油的循环，造成供油不足，影响设备散热，导致设备故障。

（3）润滑油乳化可通过检测其破乳化时间加以判断，是汽轮机油劣化主要的形式之一，同时也是影响汽轮机油使用寿命的主要因素，NB/SH/T 0636—2013 标准中将该指标作为判断是否换油的六大指标之一。

（4）润滑油乳化后更具腐蚀性，设备易受乳化液的侵蚀。

2 试验目的

（1）通过试验找出破乳化性能降低的原因。

（2）确定破乳化剂及用量。

（3）提高润滑油破乳化性能使达到国标要求，满足生产需要。

（4）对补加抗乳化剂后润滑油其他指标的变化规律或趋势提供研究数据支持。

3 破乳化方法的选择

（1）常规处理的方法是全部更换该润滑油，但由于两台机组系统油量较大，整体更换费用较大，不及时处理又可能对设备安全运行造成危害。

（2）未发生乳化的润滑油通常含水量较少，可通过离心脱水的方法将水分去除；油品轻度乳化可采用真空过滤或物理吸附、加热、添加破乳剂等方法进行处理，其中增加破乳剂为化学处理的方式，对现有的润滑油系统中添加破乳化添加剂，以提高润滑油破乳化性能,需要通过逐步试验的方法，以实现对油品其他参数没有负面影响的可行性进行分析，确保不会带来其他新的危害和影响。

（3）破乳剂具有单一性或针对性，尚未发现适用范围较广的破乳剂，一期汽轮机机组润滑油中水分较低，油品外观颜色稍深且透明，没有明显的乳化现象，只是破乳化性能处于较低水平，选择添加破乳化剂的破乳方法具有快捷、方便、安全、可靠的特点。

4 显色反应试验及破乳化剂确定

（1）采用显色反应鉴别润滑油表面活性物质的类型，确定乳状液形态后加入相反类型的表面活性物质,代替附着在油、水界面膜上的表面活性物质，可使乳化液发生乳化转型。精准控制破乳剂的使用量，相液临界点前停止补加，如此可在乳状液转型过程中实现油品抗乳化性能的提升。

（2）显色反应工作将委托中石化上海研究所完成，通过试验确定破乳剂的类型，已经乳化的汽轮机油可以通过显色反应鉴别器表面活性物质的类型，并以此确定乳状液的形态，然后加入相反类型的表面活性物质促使汽轮机油发生乳化转型。

（3）最终确定选用上海某公司生产的LZ－5957 破乳剂。

5 破乳化剂用量试验

（1）破乳剂加入量是已经乳化润滑油卡抗乳化性能提升的最重要的因素，试验分两个阶段，前一阶段是破乳剂的用量与破乳化时间成正比，后阶段是两者成反比，即：随破乳剂用量的逐渐加大，破乳时间前期下降，后期增加。主要是因为过度添加破乳剂直接导致油品乳化，油品的抗乳化性也快速下降。所以需要在相液临界点前停止补加，如此可实现油品抗乳化性能提升至最佳状态。

（2）对此中石化上海研究所通过小试和混油试验得出的用量为0.02%，而上海某公司的用量为30×10-6～350×10-6的指导意见。为了进一步了解破乳剂的最佳用量，经过进行反复试验和分析，得出试验结果。

（3）用量试验通过小试和混油试验来完成，方法依据《运行中汽轮机油破乳化度的测定》，添加剂用量分别为0×10-6、10×10-6、20×10-6、30×10-6、40×10-6、150×10-6、200×10-6，实验对象为1#机主油箱和2#机主油箱，试验数据见表1。

表1 破乳剂破乳化试验

（4）通过对破乳剂最佳用量的试验，最终确定添加量以及破乳温度40 ℃,并对添加破乳剂破乳后的油质进行连续跟踪分析。

6 试验结果

1#机组破乳剂添加量在20×10-6～40×10-6，主油箱润滑油破乳化性能有明显的上升趋势，添加量在150×10-6时破乳化时间达到最低点，但润滑油外观稍有浑浊现象，表明油品已经发生轻微的乳化现象。故确定破乳化剂最佳理论添加量在20×10-6～40×10-6，最终实际投加33×10-6。

2#机组破乳剂添加量在30×10-6～100×10-6，主油箱润滑油破乳化性能有明显的上升趋势，添加量在150×10-6时破乳化时间达到最低点，但润滑油外观稍有浑浊现象，表明油品已经发生轻微的乳化现象。故定破乳化剂最佳理论添加量在30×10-6～100×10-6，最终确定投加50×10-6。

7 破乳剂添加方式和用量

破乳剂从油箱上部人孔处加入，当前1#机主油箱总用油量估算为10 t，1#机由于无法精准推算实际油量，添加约33×10-6的量，折算LP－5957 用量约为330 g（表2）。

表2 1#机主油箱添加方式

破乳剂从油箱上部人孔处加入，当前2#机主油箱总用油量估算为10 t，2#机由于无法精准推算实际油量，添加约50×10-6的量，折算LP－5957 用量为500 g（表3）。

表3 2#机主油箱添加方式

8 试验记录

（1）第1 次添加1#机主油箱加破乳化剂330 g，约346 ml。

（2）第2 次添加2#机主油箱加破乳化剂500 g，约550 ml。

表4 为测破乳化时间试验数据。

表4 测破乳化时间试验数据

9 试验结论

通过加入上海某公司生产的LZ－5957 破乳剂，经过对两台机组油品的多次试验及数据分析，最终的1#、2#汽轮机润滑油质数据达到《电厂用运行矿物汽轮机油维护管理导则》及《电厂运行中汽轮机油质量》规定要求。使用LZ－5957 破乳剂没有对润滑油其他理化指标构成影响，抗乳化剂使用量折价1500 元，节省45 万元更换新油的费用，取得较高的经济效益。

本方法的研究应用，为L－TSA32 汽轮机油的抗乳化性能改善，探索出可行的操作方法，确定可行的处理步骤，可以为同行单位提供借鉴参考，既可以避免大量废油产生对环境的影响，又可以改善油品性能，保证设备安全稳定运行的同时，节约公司设备润滑油品费用。