汽輪機(jī)又稱透平渦輪機(jī),包括蒸汽輪機(jī)和燃?xì)廨啓C(jī)等,是以蒸汽或燃?xì)鉃楣べ|(zhì)的旋轉(zhuǎn)式熱能動力機(jī)械,它具有單機(jī)功率大、效率較高、運(yùn)轉(zhuǎn)平穩(wěn)和使用壽命長等優(yōu)點。蒸汽輪機(jī)的主要用途是做發(fā)電用的原動機(jī),其發(fā)電量約占總發(fā)電量的80%左右。汽輪機(jī)由于能變速運(yùn)行,可以用它直接驅(qū)動各種泵、風(fēng)機(jī)、壓縮機(jī)和船舶螺旋槳等,因此按用途可把汽輪機(jī)分為電站汽輪機(jī),工業(yè)汽輪機(jī)、船用汽輪機(jī)等。蒸汽輪機(jī)必須與蒸汽發(fā)生器(鍋爐),驅(qū)動機(jī)械(如發(fā)電機(jī))以及凝汽器、加熱器、泵等協(xié)凋,配合工作組成成套設(shè)備。而燃?xì)廨啓C(jī)也是由壓氣機(jī)、燃燒室和透平三大部分以及相應(yīng)的輔助設(shè)備組成的成套動力裝置。汽輪機(jī)廣泛應(yīng)用于,電力工業(yè),石油化工、鋼鐵以及大型船舶等行業(yè)。
1)汽輪機(jī)油的作用
汽輪機(jī)油在蒸汽輪機(jī),燃?xì)廨啓C(jī)機(jī)組中的作用是相同的,主要起潤滑、冷卻和調(diào)速作用。
(1)潤滑作用
通過潤滑油泵把汽輪機(jī)油輸送到汽輪機(jī)組滑動軸承的主軸和軸瓦之間,在其間形成油楔起到流體潤滑作用。此外,汽輪機(jī)油還要給齒輪減速箱和調(diào)速機(jī)構(gòu)等摩擦部件提供潤滑。
(2)冷卻散熱
汽輪機(jī)組運(yùn)行時,轉(zhuǎn)速可達(dá)3000r/min軸及潤滑油的內(nèi)摩擦?xí)a(chǎn)生大量的熱,而汽輪機(jī)使用的工質(zhì)無論是蒸汽或燃?xì)馄錈崃恳矔ㄟ^葉輪傳達(dá)到軸承上,這些熱量不及時傳遞出去將會嚴(yán)重影響機(jī)組的安全運(yùn)行,甚至?xí)?dǎo)致主軸燒結(jié)等事故。因此汽輪機(jī)油要在潤滑油路中不斷循環(huán)流動,把熱量從軸承上帶走,起到散熱冷卻作用,使軸承的正常工作溫度保持在60℃以下。
(3)調(diào)速作用
汽輪機(jī)調(diào)速系統(tǒng)中使用的汽輪機(jī)油實際起液壓介質(zhì)的作用,傳遞控制機(jī)構(gòu)給出的壓力,對汽輪機(jī)的運(yùn)行起調(diào)速作用。
2)汽輪機(jī)油的性能
合適的粘度是保證汽輪機(jī)組正常潤滑的一個主要因素。汽輪機(jī)對潤滑油粘度的要求,依汽輪機(jī)的結(jié)構(gòu)不同而異。用壓力循環(huán)的汽輪機(jī)需選用粘度較小的汽輪機(jī)油;而對用油環(huán)給油潤滑的小型汽輪機(jī),因轉(zhuǎn)軸傳熱,影響軸上油膜的粘著力,需用粘度較大的油;具有減速裝置的小型汽輪發(fā)電機(jī)組和船舶汽輪機(jī),為保證齒輪得到良好的潤滑,也需要使用粘度較大的油。為保證汽輪機(jī)組在不同溫度下都能保持良好的潤滑,要求汽輪機(jī)油有良好的粘溫特性,一般要求在80~90以上。
①良好的氧化安定性
汽輪機(jī)油的工作溫度雖然不高,但用量較大,使用時間長,并且受空氣、水分和金屬的作用,仍會發(fā)生氧化反應(yīng)并生成酸性物質(zhì)和沉淀物。酸性物質(zhì)的積累,會使金屬零部件腐蝕,形成鹽類及使油加速氧化和降低抗乳化性能;溶于油中的氧化物,會使油的粘度增大,降低潤滑、冷卻和傳遞動力的效果;沉淀析出的氧化物,會污染堵潤滑系統(tǒng),使冷卻效率下降,供油不正常。因此,要求汽輪機(jī)油必須具有良好的氧化安定性,使用中老化的速度應(yīng)十分緩慢,使用壽命不少于5~15年。
②良好的抗乳化性
在蒸汽輪機(jī)運(yùn)行過程中,蒸汽和水不可避免從軸封或其他部位漏進(jìn)汽輪機(jī)油中,如果汽輪機(jī)油抗乳化性能不好,不僅會形成乳狀液而降低潤滑性能,而且使油加速氧化和對金屬產(chǎn)生銹蝕。特別是用壓力循環(huán)方式供給潤滑油時,汽輪機(jī)油循環(huán)油量大,并始終處于湍流狀態(tài),遇水易產(chǎn)生乳化,因此缺乳化性是汽輪機(jī)油的一項主要性能。要使汽輪機(jī)油具有良好的抗乳化性,則基礎(chǔ)油必須經(jīng)過深度精制,盡量減少油中的環(huán)烷酸、膠質(zhì)和多環(huán)芳香烴。
③良好的防銹防腐性
汽輪機(jī)組潤滑系統(tǒng)進(jìn)入水后,不僅會造成油品乳化,還會造成金屬的銹蝕、腐蝕,特別是遠(yuǎn)洋船用汽輪機(jī)組,潤滑油冷卻器使用海水做冷卻介質(zhì),由于海水含鹽分多,如果冷卻器發(fā)生滲漏,將對潤滑系統(tǒng)金屬部件造成嚴(yán)重銹蝕。因此汽輪機(jī)油特別是遠(yuǎn)洋船舶用的汽輪機(jī)油要有良好的防銹性能。防銹汽輪機(jī)油通常由深度精制的礦物基礎(chǔ)油加入抗氧劑、防銹劑、金屬鈍化劑、抗泡沫等添加劑配成。
④良好的抗泡沫性
汽輪機(jī)油在循環(huán)潤滑過程中,會由于以下原因吸入空氣:
(1)油泵漏氣;
(2)油位過低,使油泵露出油面;
(3)潤滑系統(tǒng)通風(fēng)不良;
(4)潤滑油箱的回油過多;
(5)回油管路上的回油量過大;
(6)壓力調(diào)節(jié)閥放油速度太快;
(7)油中有雜質(zhì);
(8)油泵送油過量。
當(dāng)汽輪機(jī)吸入的空氣不能及時釋放出去時,就會產(chǎn)生發(fā)泡現(xiàn)象,使油路發(fā)生氣阻,供油量不足,潤滑作用下降,冷卻效率降低,嚴(yán)重時甚至使油泵抽空和調(diào)速系統(tǒng)控制失常。為了避免汽輪機(jī)油產(chǎn)生發(fā)泡現(xiàn)象,除了應(yīng)按汽輪機(jī)規(guī)程操作和做好維護(hù)保養(yǎng),盡可能使油少吸入空氣外,還要求汽輪機(jī)油具有良好的抗泡沫性,能及時地將吸入空氣釋放出去。
⑤汽輪機(jī)油的特殊性能
用于以氨氣為壓縮介質(zhì)的壓縮機(jī)和汽機(jī)共同一套潤滑系統(tǒng)的汽輪機(jī)油,就需具有抗氨性能(抗氨汽輪機(jī)油)。為適應(yīng)大型發(fā)電機(jī)組中高壓高速系統(tǒng)和液壓系統(tǒng)的潤滑和安全,要求使用具有極壓抗磨性和防燃性的汽輪機(jī)油,在這類汽輪機(jī)油中加有極壓抗壓抗磨劑,因而有較強(qiáng)的承載能力。
3)汽輪機(jī)油分類
根據(jù)GB/T7631.10——1992(等效采用ISO6743/5)把汽輪機(jī)油分為蒸汽輪機(jī)油4個品種,燃?xì)廨啓C(jī)油5個品種。其中TSA、TGA、TGB為深度精制石油基潤滑油并具有防銹性和抗氧化安定性(TGB適用于較高溫度下),TSC和TGC為不具有特殊難燃性的合成油,TSD和TGD為磷酸酯合成潤滑劑,TSE和TGE為深度精制石油潤滑油并具有防銹性、抗氧化安定性和高承載能力。TCD磷酸酯控制液適用于汽輪機(jī)控制系統(tǒng)及要求工作液和潤滑劑分別供給、并有耐熱要求的蒸氣汽輪機(jī)。TA、TB兩類汽輪機(jī)油適用于航空渦輪發(fā)動機(jī)及液壓傳動裝置。下表為汽輪機(jī)潤滑油的分類。
汽輪機(jī)潤滑油分類(GB/T7631.10-1992)
特殊用途 | 更具體應(yīng)用 | 產(chǎn)品代號 | 組成和性質(zhì) | 應(yīng)用實例 |
蒸氣、直接或齒輪連接到負(fù)荷 | 一般應(yīng)用 | L-TSA | 具有防銹性和氧化安定性的深度精制石油潤滑油 | 發(fā)電機(jī)、工業(yè)裝置及其相配套的控制系統(tǒng),不需要改善齒輪承載能力的船舶驅(qū)動裝置 |
特殊用途 | L-TSC | 不具有特殊耐燃性的合成液①② | 要求使用具有某些特殊性如氧化安定性和低溫性液體的發(fā)電機(jī)、工業(yè)裝置及其相配套的控制系統(tǒng) | |
耐燃性 | L-TSD | 磷酸酯潤滑劑① | 要求使用具有耐燃性液體的發(fā)電機(jī)、工業(yè)裝置及其相配套的控制系統(tǒng) | |
高承載能力 | L-TSE | 具有防銹性、氧化安定性和高承載能力的深度精制石油潤滑油 | 要求改善齒輪承載能力的發(fā)電機(jī)、工業(yè)裝置和船舶齒輪裝置及其配套的控制系統(tǒng) | |
氣體、直接或齒輪連接到負(fù)荷 | 一般用途 | L-TGA | 具有防銹性和氧化安定性的深度精制石油潤滑油 | 發(fā)動機(jī)、工業(yè)裝置及其相配套的控制系統(tǒng),不需要改善齒輪承載能力的船舶驅(qū)動裝置 |
較高溫度下使用 | L-TGB | 具有防銹性和改善氧化安定性的深度精制石油潤滑油 | 由于有熱點出現(xiàn), 要求耐高溫的發(fā)電機(jī)、工業(yè)裝置以及其相配套的控制系統(tǒng) | |
特殊性能 | L-TGC |
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