1、LTSA 汽轮机油空气释放值的影响因素的探讨摘 要：空气释放性是指空气从试油中的油气分散体系中析放出来的性能。空气释放值与气泡的上升速度有关，本文从气泡理论入手结合汽轮机油的组成考察基础油、添加剂以及工艺方面对汽轮机油空气释放值的影响，得出基础油、抗泡剂对汽轮机油产品空气释放性能的影响显著；破乳剂、复合剂对空放性能影响稍小的结论。 关键词：汽轮机油 空气释放值 L-TSA 汽轮机油是含有适当抗氧剂和腐蚀抑制剂的精制矿物油型汽轮机油，被广泛应用于发电、船舶及其他工业蒸汽轮机，水汽轮机，汽轮泵、齿轮压缩机和液压系统等设备的润滑。在实际使用过程中，与混入空气接触，经循环产生气泡。溶解在油中的空气对操
2、作不会有大的影响。然而在温度升高或是压力突降情况下（如管路急转弯处，或在阀、节流孔等处） ，溶解的空气可能从油中逸出，变成游离空气。在剧烈搅动的条件下形成夹带空气，油中夹带空气会造成诸多危害。如：引起泵的气穴现象、堵塞过滤器，加速油品的老化，使系统控制精度的下降等。因此希望汽轮机油夹带的雾沫空气越少越好。现代大容量的汽轮机组油品循环倍率增加，油在油箱中的逗留的时间缩短。因此良好的空气释放性是保证油品在使用过程中设备能够正常稳定运转的重要性能之一。 一、国家标准对空气释放值的要求 汽轮机油要求具有良好的空气释放性能。表 1、表 2 分别列举了GB11120-89涡轮机油标准、GB11120-20
3、11涡轮机油标准中，对L-TSA 汽轮机油空气释放值指标的要求。 表 1 GB1120-89 标准对 L-TSA 汽轮机油的空气释放性能的要求 表 2 GB1120-2011 标准对 L-TSA 汽轮机油的空气释放性能的要求 对比表 1 和表 2 我们可以看出最新颁布的涡轮油国家标准GB1120-2011 中，对 TSA（A 级）的空气释放性能提出了更高的要求，而对 B 级要求没有改变。 二、空气释放值的影响因素探讨 一般油品在空气释放性能与气泡在油品中的上浮速度有关，气泡的上升速度遵循以下公式： （1） 式中： -气泡上升的速度，m/s； -气泡的直径，m； -重力加速度，m/s2 ； -气
4、泡表面的流动性变现系数； -液体的运动粘度，mm2/s； 依据式（1）可以看出，油品放气性主要与气泡的直径、油品的粘度、气泡表面的流动性表现系数 K，而 K 值与基础油的极性物质种类、添加剂种类和加入量有关。 影响汽轮机油产品空气释放性能的因素主要是基础油、添加剂等因素。 1.基础油的影响 基础油在防锈汽轮机油的配方中占 99%以上，基础油的质量是决定汽轮机油产品空气释放性能的主要因素之一。表 3 中列举了几种不同种类的基础油空气释放性能。 表 3 不同种类基础油的空气释放性能 由表 3 可以看出类基础油的空气释放性是随着其粘度的增高而变差的。粘度越大，释放值越大；相对于类基础油，类基础油和类
5、基础油在粘度相近的情况下释放值要小很多。这说明基础油的精制深度越深空气释放值越好。 为了考察在添加剂组成相同时，不同种类的基础油空气释放性能与其所调合油品空气释放性能的关系，采用不同的空气释放值的基础油进行调合，并测定调合后各样品的空气释放值。如图 1 所示。 图 1 基础油与其调合的样品空气释放值关系 由图 1 中我们可以看出基础油的释放值越大对应调合的样品释放值也越大，反之越小。因此基础油是影响和决定汽轮机油空气释放值大小的重要因素之一。 2.添加剂的影响 2.1 破乳剂与复合剂对油品空气释放值影响 为保证汽轮机油产品具有良好的油水分离性能和抗氧防锈性能，在汽轮机油的实际生产中多加入破乳剂
6、和由防锈剂和抗氧剂等组成的复合剂以改善油品性能。表 4 针对 TSA32、TSA46 油品，考察在基础油质量一定时添加不同的破乳剂、复合剂加入量对实际产品的影响。 表 4 破乳剂及复合剂 TSA32、TSA46 油品空气释放性能的影响 由表 4 可以看出汽轮机油复合剂和破乳剂对产品空气释放性均能产生影响；其中破乳剂影响较小，而复合剂相对影响较大。 2.2 抗泡剂对油品空气释放值影响 在实际生产中为保证汽轮机油产品有良好的抗泡性能，还会加入适量的抗泡剂。表 5 针对 TSA32、TSA46 油品，考察在基础油、破乳剂、复合剂质量一定时添加不同量的抗泡剂实际产品的影响。 表 5 抗泡剂对汽轮机油产
7、品空气释放值的影响 由表 5 可以看出在加入抗泡剂后汽轮机油产品的空气释放值增长明显。 生产中的抗泡剂一般是将硅型及非硅型抗泡剂复合而成，过量的抗泡剂会使硅型抗泡剂比例偏大，由于硅型抗泡剂表面张力很小，表面能量降低，容易使气泡膜破裂，阻止气泡直径增大，由式 1 可知气泡越小，上升的速度越慢，产品的空气释放值越大。 综上所述，影响汽轮机油产品空气释放性能添加剂主要是抗泡剂。 三、试验方法与工艺方面的讨论 1.汽轮机油空气释放值的测定方法 采用 SH/T0308-92（2004）测定汽轮机油产品的空气释放值，在恒温50的试样中持续通入压力为 20KPa 的空气 7min 后，停止通入空气，使试样剧
8、烈搅动，空气在试样中形成小气泡（即雾沫空气） 。停气后记录试样中雾沫空气体积减至 0.2%的时间（min） ，为该试样的空气释放值。 2.试验操作的影响 由上述可知在对油品试样进行分析时，试验温度、通入空气压力及流量都会影响的分析结果，过高的温度、压力将会使小气泡提前破裂造成试验结果偏低反之则偏高；对试样中通入空气的流量过大会延长雾沫空气减至 0.2%的时间造成结果偏大反之则偏小。为保证实验结果真实准确分析人员在操作时要严格执行 SH/T0308-92（2004）试验方法。 3.脉冲搅拌的影响 在实际生产中油品调和完成后对油品采用的搅拌方式多是气动脉冲搅拌，这种搅拌方式在搅拌过程中会使很多空气
9、溶解在油中，必须经过一段时间静止后才能从油品中析出，若在油品没有得到充分的静止时进行采样分析必然会影响油品的分析结果，造成空气释放值偏大。生产中所使用的抗泡剂为油溶性表面活性剂，并不溶解于油， 它是通过高度分散稳定的胶体状态而分布于油中，不同的脉冲搅拌时间和温度会影响抗泡剂在油中的分布，造成试样分析结果不准确。在实际生产中操作人员要严格执行调和工艺卡标准，按照规定的温度、搅拌时间，对油品进行搅拌，保证储罐中油品及分析试样中抗泡剂分散均匀，不影响分析结果。四、结论 1.基础油是影响汽轮机油产品空气释放性能的最主要因素，合理经济筛选具有良好空气释放性能的基础油有助于提高产品空气释放性能。 2.添加
10、剂中影响空气释放性能的主要是抗泡剂，破乳剂和复合剂对产品的影响稍小，所以正确的选择抗泡剂，在满足油品具有良好的消泡性同时，严格控制配方中抗泡剂加入量，是保证产品具有良好的空气释放性能的关键因素。 3.试样分析时，不同试验温度、通入空气压力和流量会影响实验中空气释放值分析结果，分析人员在对试样进行分析时要严格执行SH/T0308-92（2004）分析方法以保证实验结果真实准确。 4.不同的搅拌时间和温度会影响抗泡剂在油品中的分布，严格执行工艺卡标准在规定的搅拌时间和温度下对油品进行搅拌才能保证抗泡剂分布均匀。 参考文献 1杨俊杰，张翠凤等编，设备润滑油技术与管理 2冯和翠，葛庆文等 抗泡剂对润滑油性能影响j.润滑油.2010.25（6）：24-27 3董安锦，润滑油的放气性j.润滑油，1987，zl：63-68 4王春晓；王辉；孙东；金琴华；吴福丽；汽轮机油空气释放性能影响因素的初步探讨J；润滑油；2008 年 05 期 5王俊. L-TSA 汽轮机油空气释放性能的生产过程控制J. 广东化工，2012，18：109-110+117
