透平机(Turbine)的英文译义为:汽轮机、叶轮机、涡轮机。由于turbine 的构词成分turbo是表示涡轮推动的或有涡轮的,因此汽轮、叶轮、水轮、航空涡轮发动机等被各种气、液介质冲击叶片,使气、液介质携带的能量转换成机械能的旋转式动力机械均可被认作为涡轮。所以,最新的国家标准是以《涡轮机油》GB11120-2011 代替《汽轮机油》GB11120-1989。使其含义更为正确,更为贴切。

 

涡轮机油最广泛的用途是电力行业发电机组中的汽轮机和水轮机润滑。现拟结合我国电力工业的现状和发展趋势,探索一下涡轮机油的发展方向。

 

我国的电力工业发展规模稳居世界首位;截止2016 年底,我国电源装机及并网规模位列世界第一。全国发电总量达到16.46亿千瓦,包括火电10.54 亿千瓦,水电3.32 亿千瓦,风电1.49亿千瓦,太阳能发电0.77亿千瓦,核电0.34 亿千瓦。其中,非化石能源装机比重持续提升,风电占比提高到9%,稳居第三大电源。光伏发电占比提高到5%,升为第四大电源。火电机组结构持续优化,煤耗水平持续降低,超临界、超超临界机组的比例明显提高。

 

解释:

1. 当蒸汽压力=22.129Mpa 时,汽化潜能等于零,蒸汽与水的比重差等于零时,即为临界压力。

2. 当温度达到374.15℃时,水全部汽化即为临界温度。

3. <22.129Mpa=亚临界压力;=22.129Mpa=临界压力;>22.129Mpa=超临界压力。>25Mpa=超超临界压力。例如超临界机组参数:24Mpa ,538-566°c;超超临界机组参数:30Mpa ,610°c。

4. 超临界机组比临界机组效率提高2%,超超临界机组比超临界机组效率提高2-3%。

 

国家“十三五规划”明确提出:应优化煤电发展路径,促进煤电行业转型升级,与新能源电源、非化石电源协调健康发展,实现煤电清洁、高效、灵活应用;开发新的前沿科技;燃料电池发电、液流电池储能、盐穴压缩空气储能等。燃料电池发电效率达55%以上,比超超临界机组高10%,若热电和燃料电池联产后效率可达80-90%。再辅以电力科技创新:如特高压智能电网、大容量高参数低能耗火电机组、第三代核电设计和可再生能源发电等。则电力行业大有发展潜力。

 

除了太阳能光伏发电、柴油机发电、生物柴油发电以及风力发电、潮汐发电、温差发电等,无论是煤发电、油发电、城市垃圾发电、核电,其关键设备就是涡轮机及相连动机组(发电机),而涡轮机的润滑主体就是涡轮机油。汽轮机是将蒸汽的能量转换为机械能的旋转式动力机械。燃气轮机的结构、使用方式与蒸汽轮机相似,是将气体携带的热能转换为旋转机械能的热气体动力机械。水轮机属于流体机械中的涡轮机械,是把水流的动能(势能)转换为旋转机械能的动力机械。与活塞往复式蒸汽机相比,汽轮机中的蒸汽。

 

汽轮机油在汽轮机组中的作用

  • 润滑作用 汽轮机油充满在滑动轴承的轴颈和轴瓦之间,形成液体摩擦,起到润滑作用。
  • 调速作用 运作中的汽轮机油是一种液体介质,传递压力经过调速系统,起到液压调速作用。
  • 散热冷却作用 汽轮机组的运行速度一般为3000r/min,轴承温度较高,产生大量热量,需由汽轮机油循环带走热量,起到散热作用。

 

针对上述要求汽轮机油必须满足以下的质量要求:

  • 良好的氧化安定性 汽轮机油是循环用油,循环的频率为每小时6-10 次,同时要求油品的使用寿命5-15年。由于油品长期处于60°c左右的工作温度并不可避免会与空气和金属接触,油品易于氧化变质,因此汽轮机油应有良好的抗氧化性。
  • 良好的粘温性和适当的粘度 好的粘温性可以保证汽轮机组的轴承在多变的温度下均能得到良好的润滑。
  • 良好的抗乳化性 由于机组在运行时蒸汽和冷凝水可能从轴封(动密封)的不严密处进入油系统,使油水混合形成乳状液,影响机组正常运行。所以汽轮机油必须具备良好的抗乳化性能和分水能力,即使油品中混入水,也能尽量减缓乳化发生、发展,并能快速破乳。
  • 良好的防锈防腐蚀性 蒸汽和水进入油系统还会引起系统内金属部件产生锈蚀和
    腐蚀,严重时可造成调速器失灵、过量磨损。
  • 良好的抗泡沫性 汽轮机在运行中其油系统可能会卷入空气,使油品产生泡沫,若泡沫过多或不易被消除会影响油品的正常使用。

限于本文篇幅,在以后会继续对汽轮机油的种类、汽轮机油的规格标准、国外汽轮机油标准及OEM 标准、汽轮机控制液等内容进行讲析。