新一代汽轮机油净化设备----本安闪蒸净油机

汽轮机油净化新技术——本安闪蒸®

王文兵  北京瞬节科技有限公司，wangwenbing@soonjet.cn

摘要：分析了现有汽轮机油净化技术的特点，介绍了本安闪蒸®技术的工作原理、技术经济特点，以及应用案例。在电厂汽轮机油系统实际应用表明，本安闪蒸®技术不仅安全可靠、脱水速度快，而且使用简单方便，经济节能，轻巧灵活。

关键词：汽轮机油；油净化；真空脱水；本质安全；闪蒸；跑油；本安闪蒸®

1、现有汽轮机油净化技术特点

常见的电厂汽轮机油净化设备有三种：离心净油机、聚结式滤油机、真空滤油机。

1.1、离心净油机

工作原理：离心净油机采用高速旋转的离心力加快油液中其他杂质分离出来，离心分离的驱动力来源于离心场中杂质与油液的密度差。

优点：处理能力较强，通常分离的速度较快，特别是油中含水多的情况下，可以快速将水排出；分离出的杂质浓度高，体积小，运行中消耗的材料少。

缺点：由于存在高速旋转的转子，易出现磨损损坏，且修理难度大，费用高；不能去除溶解水，意味着其脱水不彻底，不能达标；需要停机拆卸部件，才能将分离出的杂质清理出来，对维护人员的要求高；通常需要将油液加热到较高的温度，能耗高；加热产生的高油温，对于油液的氧化分解有明显的加速作用；排水时可能排出油，存在跑油风险。

总体评价：离心净油机适用于油中杂质含量较多的较脏油的粗分离。火电厂宜作为移动设备用，不适合长期在线使用。

1.2、聚结式滤油机

工作原理：聚结式滤油机的脱水部分是利用亲水材料与疏水材料的表面特性不同来工作，具体是用亲水材料做成滤芯，当混有小水珠的油液通过过滤层时，水珠与亲水材料接触并吸附在其表面形成大水珠，变大的水珠很容易从油中沉淀分离出来。

优点：在油中水多的时候，脱水的速度较快；机器工作时长期连续运转的只有一个油泵，结构简单，维护工作量小；工作时不需加热，运行能耗小。

缺点：不能去除溶解水，只要有微量蒸汽泄漏到油中，油中含水量即超标；脱水滤芯使用3-6个月后，脱水能力即明显下降，滤芯更换费用高；部分产品的出现过从排水阀将油排出的跑油问题。

评价：聚结式滤油机的脱水效果，和从汽轮机油箱底部排水差不多，使用费用却很高。随着汽封水平不断提升，大量进水的问题已经很少见，聚结式滤油机越来越不适用。

1.3、真空滤油机

1.3.1、普通真空滤油机

工作原理：在真空室上部用管道连接真空泵，在真空室底部用管道连接油泵。油液进入真空室后，油中水蒸气与空气进入真空状态下的气体空间，从真空室顶部被真空泵抽出，排入大气，实现脱水功能。通常采用仪表检测真空室的液位，并自动控制真空室进气，防止跑油。

优点：能去除油中的溶解水、乳化水、游离水，脱水程度较高。

缺点：汽轮机油含水较多时，在真空室内产生大量泡沫，采用仪表检测液位和真空室进气控制泡沫，可靠性不高，真空度下降，脱水速度下降；油中含水量大时，脱水速度比正常的离心机、聚结滤油机慢；真空泵存在滑动摩擦部件，易损坏；水与真空泵油直接接触，使真空泵易损坏，且影响脱水速度；真空泵约2000小时需更换真空泵油；油泵故障时也会出现跑油问题；长期工作的加热器容易损坏，能耗高；存在跑油风险，通常需要人员看守。

1.3.2、填料塔式真空滤油机

工作原理：填料塔式真空滤油机是对普通真空滤油机的一种改进：在真空室的上部设置填料塔，油液从上部向下流动，在填料塔的下方设置空气进气口，连续小流量地放入空气，通过增加空气与油液的接触面积，提高脱水的效果。

优点：大量气体进入真空泵，减少水对真空泵的影响，有利于延长真空泵的寿命；      低真空度运行无泡沫，降低了真空泵喷油风险。

缺点：工作真空度较低，对脱水速度有较大影响；加热能耗较大；大量气体进入真空泵，将真空泵油带走，需经常补加真空泵油；需要空气过滤器；进空气少或油泵故障时，仍存在真空泵喷油的风险。

1.3.3、气泡床真空滤油机

工作原理：气泡床真空滤油机是对普通真空滤油机的一种改进：增加真空室内油液的体积与高度，在油液的底部向真空室内释放空气，空气的气泡与油液接触，有较大的接触表面积，有利于脱水效果的提高。

特点：由于有大量气体进入真空室才能形成气泡床，因此这种真空滤油机需要配备抽气量大得多的真空泵，加上大体积的真空罐，整个真空滤油机的体积远大于同等规格的普通真空滤油机。

优缺点：工作真空度提高，不设加热器；其他方面相当于把填料塔转移到了真空室的油液中，所以其他方面与填料塔式真空滤油机差不多。

1.4、现有技术总结

真空脱水设备易出现真空泵喷油、真空泵易损坏的问题；离心净油机和聚结滤油机的脱水部分都存在跑油风险；多数油净化设备需投运加热器，能耗高且对油的老化有加速作用。

2、本安闪蒸新技术

2.1、本安闪蒸技术工作原理

“本安闪蒸®”是“本质安全性快速闪蒸”的简称，是发明专利，是新一代的润滑油真空脱水技术。

本质安全：是指通过设计等手段使生产设备或生产系统本身具有安全性，即使在误操作或发生故障的情况下也不会造成事故的功能，具体包括：失误—安全（误操作不会导致事故发生或自动阻止误操作）；故障—安全（设备、工艺发生故障时还能暂时正常工作或自动转变为安全状态）。

本安闪蒸® 工艺原理：本安闪蒸净油机工艺流程示意图如图1。从油箱来的润滑油经过管道阀门、过滤器、电控阀而进入真空室，由于真空度高而产生快速闪蒸，闪蒸出来的气体经过冷却干燥后，与润滑油一起，经双作用泵（油泵与真空泵二者集成在一起）加压抽出，由管道返回油箱。由于整个机器没有对外的真空泵排气口，不会跑油，具有本质安全的特性。

图1 本安闪蒸净油机工艺流程示意图

由于采用了新型的无滑动摩擦的双作用泵，无需专门的真空泵油，检修周期可达到20000运行小时以上；由于真空泵吸入口在真空室的底部，无需控制真空室的液位，相应的，真空室的真空度可以大幅度提高，产生闪蒸的效果，且在线运行时不需加热。因此，本安闪蒸净油机具有运行简单可靠的特点，是最接近免维护的汽轮机油净化设备。

2.2、本安闪蒸的技术路线

a. 本安闪蒸®净油机整个设备上无真空泵排气口，绝不跑油（本质安全）；

b. 真空泵吸入口位置不同，工作时不受泡沫问题的困扰，无需控制液位（本质安全）；

c. 运行时不需要向真空室进空气，真空度高，操作简单可靠（本质安全）；

d．主要采用负压过滤技术，滤芯的压差不会超出0.15MPa，不会被压坏（本质安全）；

e. 真空室工作绝对压力0.5-5kPa，真空度提高5-10倍，形成闪蒸的效果，脱水速度成倍提升（快速闪蒸）；

f. 闪蒸是瞬间完成的蒸发过程，闪蒸真空室体积小，整体设备体积小重量轻（快速闪蒸）；

g. 不需加热、不需真空泵油、不需冷却水、不需空气滤芯（节能经济）；

h．采用新型无滑动摩檫的真空泵，使用汽轮机油润滑与密封，维护周期长达2万运行小时以上（接近免维护）。

从上面的技术路线可以看出，本安闪蒸净油机的设计理念是本质安全、快速高效、免维护、节能经济。全新的技术方案与先进的设计理念，是新产品技术先进、可靠的坚实基础。

2.3、技术对比

3、经济对比分析

4、典型应用案例

5、 总结

作者简介：

王文兵（1968－），男，高级工程师，从事工业油净化与设备润滑管理的研究开发工作，

email: 1063216347@qq.com，电话：18601130311。

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