1 引言

 大型汽輪發電機組潤滑油屬于一種不揮發的油狀潤滑劑， 用于汽輪機軸和聯動機組的滑動軸承和齒輪箱等設備部件上， 主要功能為潤滑、 冷卻、 密封和清潔防銹等。 潤滑油油質性能的優劣直接影響大型汽輪發電機組安全與經濟運行[1]。

 引起大型汽輪發電機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， 降低油液的壽命[2-4]。 同時大型汽輪發電機組潤滑油在電廠汽輪機組正常運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， 汽輪發電機組現場都基本配備了在線或離線的濾油機， 用于保持潤滑油油質[5-6]。

2 目前電廠用礦物渦輪機油過濾系統介紹

 目前電廠配備的在線和離線濾油機設備均采用更換濾芯**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、 聚結膜分離水分子、 加熱后負壓真空脫水、 分離膜出油、冷卻降溫、 保安濾網隔離輸送潤滑油。 目前電廠用的濾油機能夠達到的技術指標為： 濾油精度≤SAE AS4059F， 累計計數， 8 級標準； 抗乳化性≤30（54 ℃）/min； 酸值≤0.3 mgKOH/g； 水分含量≤100 mg/L。 正 常 運 行 情 況 ， 設 備 前 置 精 濾 網 精度≤5 μm， 后置聚結脫水膜≤3 μm 精度濾網， 使用壽命*長 5 000 h。 但是在汽輪機計劃檢修或周期大修時， 潤滑油會出現大量顆粒物、 水分和油泥沉淀物等， 濾網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， 日常運行成本非常高且危害環保。 此外現在電廠配備的濾油機還存在噪音大、 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油過濾系統研究

 針對上述問題， 先設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—凈油產出。 在設備、 環境和介質等條件一致的情況下， 通過實驗對比分析金屬膜材料、 有機分離膜材料和陶瓷膜材料濾芯的濾油效率和濾后凈油質量參數， 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濾膜產品， 其具有耐壓力強度高（≤30 MPa）， 耐高溫（≤400 ℃），性能優良， 使用壽命長（≤50 000 h）， 而且完全可再生修復， 化學穩定性好等諸多優點。

 在以上工作的基礎上研究開發了一種新型電廠用礦物渦輪機油陶瓷膜濾芯過濾系統， 其流程圖見圖1。

 該電廠用礦物渦輪機油原子分離膜濾芯過濾系統， 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， 用于向系統內輸送原油； 濃縮油分離艙與熱油泵連接， 用于將原油分離并輸出輕質原油； 過濾總成包括依次連接且聯通的濃縮油上循環艙、原子分離膜濾芯艙和濃縮油下循環艙， 濃縮油上循環艙與濃縮油分離艙連接， 輕質原油進入濃縮油上循環艙后經由原子分離膜濾芯艙錯流過濾后進入濃縮油下循環艙， 濃縮油下循環艙與油站原油輸出管道連接， 以將濾后凈油輸送至系統內實現循環過濾； 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回路， 以對原子分離膜濾芯艙進行反沖洗。

 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到 0.4 MPa； 2）開啟濃縮油分離艙的輕質原油出油口處閥門， 輕質原油進入過濾總成并注滿， 直至濃縮油上循環艙、 原子分離膜濾芯艙和濃縮油下循環艙內壓力均達到 0.4MPa； 3）部分濾后凈油從濃縮油下循環艙流出并流入油站原油輸出管道， 再進入熱油泵， 實現循環過濾； 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油陶瓷膜濾芯過濾系統還具有反沖洗工藝， 用于重復利用陶瓷膜濾芯，主要步驟如下： 1）關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入濾后凈油儲存艙并將濾后凈油儲存艙內的濾后凈油通過第 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的循環管路中， 完成飽和壓差反沖洗；5） 關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 管路上的閥門繼續運行。

4 新型電廠用礦物渦輪機油濾油機現場試驗

 本文研究開發的新型電廠用礦物渦輪機油陶瓷膜濾芯過濾系統在某 600 MW 汽輪發電機組潤滑油系統上進行了過濾試驗， 過濾前后的油質見表 1。

 過 濾 后 的 潤 滑 油 油 質 ： 濾 油 精 度 ≤SAEAS4059F（累計計數）5 級， 水分含量≤40 mg/L， 結果表明本文研究開發的基于陶瓷膜濾芯的新型電廠用礦物渦輪機油過濾系統能夠滿足大型汽輪發電機組潤滑油的過濾要求， 并且精度更高。

結論

 （1）目前電廠配備的在線和離線的濾油機系統過濾材料均采用有機合成材料， ****且不可分解， 不符合當今科技環保的發展趨勢。

 （2）濾材的過濾試驗結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濾膜產品， 其具有耐壓力強度高， 耐高溫， 性能優良等優點， 通過反沖洗裝置可再生修復， 穩定性好。

 （3）本文研究開發的基于陶瓷膜濾芯的新型電廠用礦物渦輪機油過濾系統能夠滿足大型汽輪發電機組潤滑油的過濾要求， 并解決了傳統濾油機過濾精度低、 效率低和更換濾芯產生污染的問題。