1 引言
大型汽輪發(fā)電機(jī)組潤滑油屬于一種不揮發(fā)的油狀潤滑劑， 用于汽輪機(jī)軸和聯(lián)動機(jī)組的滑動軸承和齒輪箱等設(shè)備部件上， 主要功能為潤滑、 冷卻、 密封和清潔防銹等。 潤滑油油質(zhì)性能的優(yōu)劣直接影響大型汽輪發(fā)電機(jī)組安全與經(jīng)濟(jì)運(yùn)行[1]。
引起大型汽輪發(fā)電機(jī)組潤滑油劣化因素之一是水分和金屬微粒等污染物造成的污染。 油中含有水分 （游離水和溶解水） 和高濃度的金屬微粒，除會帶來潤滑性能下降、 銹蝕金屬表面、 卡澀調(diào)速部套、 劃傷軸承表面等共知的危害外， 還會因水和金屬微粒污物共存， 通過金屬顆粒的催化作用， 加速油液的氧化變質(zhì)， 降低油液的壽命[2-4]。 同時大型汽輪發(fā)電機(jī)組潤滑油在電廠汽輪機(jī)組正常運(yùn)行過程中水分污染物和顆粒物污染物會不可避免且無間斷增加， 因此， 汽輪發(fā)電機(jī)組現(xiàn)場都基本配備了在線或離線的濾油機(jī)， 用于保持潤滑油油質(zhì)[5-6]。
2 目前電廠用礦物渦輪機(jī)油過濾系統(tǒng)介紹
目前電廠配備的在線和離線濾油機(jī)設(shè)備均采用更換濾芯**顆粒物和水分的工藝裝備， 具體流程包括： 原油粗濾、 精濾、 加熱破乳、 聚結(jié)膜分離水分子、 加熱后負(fù)壓真空脫水、 分離膜出油、冷卻降溫、 保安濾網(wǎng)隔離輸送潤滑油。 目前電廠用的濾油機(jī)能夠達(dá)到的技術(shù)指標(biāo)為： 濾油精度≤SAE AS4059F， 累計計數(shù)， 8 級標(biāo)準(zhǔn)； 抗乳化性≤30（54 ℃）/min； 酸值≤0.3 mgKOH/g； 水分含量≤100 mg/L。 正 常 運(yùn) 行 情 況 ， 設(shè) 備 前 置 精 濾 網(wǎng) 精度≤5 μm， 后置聚結(jié)脫水膜≤3 μm 精度濾網(wǎng)， 使用壽命*長 5 000 h。 但是在汽輪機(jī)計劃檢修或周期大修時， 潤滑油會出現(xiàn)大量顆粒物、 水分和油泥沉淀物等， 濾網(wǎng)使用壽命急劇下降到 1 h。 隨著濾芯更換頻次大幅上升， 額外增加了人力、 物力和時間成本。 而且更換下來的濾芯是****危
廢物資， 需要特別保存、 處理， 日常運(yùn)行成本非常高且危害環(huán)保。 此外現(xiàn)在電廠配備的濾油機(jī)還存在噪音大、 沒有完全真空以及濾油性能不理想等多種問題[7-8]。
3 新型電廠用礦物渦輪機(jī)油過濾系統(tǒng)研究
針對上述問題， 先設(shè)計了一套濾膜材料選型的過濾試驗裝置， 試驗流程為原油粗濾—精濾—油泵輸入—油泵輸出—熱交換降溫—過膜過濾—凈油產(chǎn)出。 在設(shè)備、 環(huán)境和介質(zhì)等條件一致的情況下， 通過實驗對比分析金屬膜材料、 有機(jī)分離膜材料和陶瓷膜材料濾芯的濾油效率和濾后凈油質(zhì)量參數(shù)， 確定了陶瓷膜材料濾芯能夠滿足過濾潤滑油中顆粒度和水分的要求， 而且精度更高[9]。
此外陶瓷膜作為一種無機(jī)濾膜產(chǎn)品， 其具有耐壓力強(qiáng)度高（≤30 MPa）， 耐高溫（≤400 ℃），性能優(yōu)良， 使用壽命長（≤50 000 h）， 而且完全可再生修復(fù)， 化學(xué)穩(wěn)定性好等諸多優(yōu)點(diǎn)。
在以上工作的基礎(chǔ)上研究開發(fā)了一種新型電廠用礦物渦輪機(jī)油陶瓷膜濾芯過濾系統(tǒng)， 其流程圖見圖1。
該電廠用礦物渦輪機(jī)油原子分離膜濾芯過濾系統(tǒng)， 包括熱油泵、 濃縮油分離艙、 過濾總成及濾后凈油儲存艙： 熱油泵與油站原油輸出管道連接， 用于向系統(tǒng)內(nèi)輸送原油； 濃縮油分離艙與熱油泵連接， 用于將原油分離并輸出輕質(zhì)原油； 過濾總成包括依次連接且聯(lián)通的濃縮油上循環(huán)艙、原子分離膜濾芯艙和濃縮油下循環(huán)艙， 濃縮油上循環(huán)艙與濃縮油分離艙連接， 輕質(zhì)原油進(jìn)入濃縮油上循環(huán)艙后經(jīng)由原子分離膜濾芯艙錯流過濾后進(jìn)入濃縮油下循環(huán)艙， 濃縮油下循環(huán)艙與油站原油輸出管道連接， 以將濾后凈油輸送至系統(tǒng)內(nèi)實現(xiàn)循環(huán)過濾； 濾后凈油儲存艙的兩端均與原子分離膜濾芯艙連接形成閉環(huán)回路， 以對原子分離膜濾芯艙進(jìn)行反沖洗。
具體過濾步驟如下： 1）開啟油站原油輸出管道上的閥門， 油站原油儲油箱的原油輸出， 進(jìn)入熱油泵， 熱油泵將原油泵入濃縮油分離艙并注滿，直至濃縮油分離艙壓力達(dá)到 0.4 MPa； 2）開啟濃縮油分離艙的輕質(zhì)原油出油口處閥門， 輕質(zhì)原油進(jìn)入過濾總成并注滿， 直至濃縮油上循環(huán)艙、 原子分離膜濾芯艙和濃縮油下循環(huán)艙內(nèi)壓力均達(dá)到 0.4MPa； 3）部分濾后凈油從濃縮油下循環(huán)艙流出并流入油站原油輸出管道， 再進(jìn)入熱油泵， 實現(xiàn)循環(huán)過濾； 部分濾后凈油從原子分離膜濾芯艙流出并流入濾后凈油儲存艙； 4）開啟**管路上的閥門，存儲在濾后凈油儲存艙的濾后凈油通過管路流入油站油箱。
該電廠用礦物渦輪機(jī)油陶瓷膜濾芯過濾系統(tǒng)還具有反沖洗工藝， 用于重復(fù)利用陶瓷膜濾芯，主要步驟如下： 1）關(guān)閉原子分離膜濾芯艙與濾后凈油儲存艙端部的濾后凈油入口相連接的閥門， 關(guān)閉第 2 管路和第 3 管路上的閥門； 2）開啟第 1 管路上的閥門， 以使濾后凈油儲存艙的濾后凈油流入原子分離膜濾芯艙； 3）關(guān)閉濾后凈油入口與反沖洗氣體排放裝置連接的閥門， 開啟濾后凈油入口與反沖洗儀用氣源輸入裝置連接的閥門； 4）0.4 MPa反沖洗儀用壓縮空氣進(jìn)入濾后凈油儲存艙并將濾后凈油儲存艙內(nèi)的濾后凈油通過第 1 管路壓入原子分離膜濾芯艙， 并在壓力作用下將濾后凈油反向壓入系統(tǒng)的循環(huán)管路中， 完成飽和壓差反沖洗；5） 關(guān)閉濾后凈油入口與反沖洗儀用氣源輸入裝置連接的閥門， 開啟濾后凈油入口與反沖洗氣體排放裝置連接的閥門， 排空濾后凈油儲存艙中的氣體； 直至濾后凈油儲存艙中再次注滿濾后凈油； 6）關(guān)閉第 1 管路上的閥門， 開啟原子分離膜濾芯艙與濾后凈油儲存艙端部的濾后凈油入口相連接的閥門和第 2 管路上的閥門繼續(xù)運(yùn)行。
4 新型電廠用礦物渦輪機(jī)油濾油機(jī)現(xiàn)場試驗
本文研究開發(fā)的新型電廠用礦物渦輪機(jī)油陶瓷膜濾芯過濾系統(tǒng)在某 600 MW 汽輪發(fā)電機(jī)組潤滑油系統(tǒng)上進(jìn)行了過濾試驗， 過濾前后的油質(zhì)見表 1。
過 濾 后 的 潤 滑 油 油 質(zhì) ： 濾 油 精 度 ≤SAEAS4059F（累計計數(shù)）5 級， 水分含量≤40 mg/L， 結(jié)果表明本文研究開發(fā)的基于陶瓷膜濾芯的新型電廠用礦物渦輪機(jī)油過濾系統(tǒng)能夠滿足大型汽輪發(fā)電機(jī)組潤滑油的過濾要求， 并且精度更高。
結(jié)論
（1）目前電廠配備的在線和離線的濾油機(jī)系統(tǒng)過濾材料均采用有機(jī)合成材料， ****且不可分解， 不符合當(dāng)今科技環(huán)保的發(fā)展趨勢。
（2）濾材的過濾試驗結(jié)果表明陶瓷膜材料濾芯能夠滿足過濾潤滑油中顆粒度和水分的要求。 并且陶瓷膜作為一種無機(jī)濾膜產(chǎn)品， 其具有耐壓力強(qiáng)度高， 耐高溫， 性能優(yōu)良等優(yōu)點(diǎn)， 通過反沖洗裝置可再生修復(fù)， 穩(wěn)定性好。
（3）本文研究開發(fā)的基于陶瓷膜濾芯的新型電廠用礦物渦輪機(jī)油過濾系統(tǒng)能夠滿足大型汽輪發(fā)電機(jī)組潤滑油的過濾要求， 并解決了傳統(tǒng)濾油機(jī)過濾精度低、 效率低和更換濾芯產(chǎn)生污染的問題。
