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为什么汽轮机润滑油温一般要求控制在38℃-45℃?

 淮北南站 2025-01-13 发布于安徽

一、润滑性能方面
1、黏度与油膜形成
(1)润滑油的黏度对其形成良好的油膜起着关键作用。当油温处于38℃ - 45℃时,润滑油的黏度适中。例如,在这个温度区间内,常见的汽轮机油黏度能够保证在汽轮机轴颈和轴承之间形成稳定的油膜。如果油温过低,润滑油的黏度会增大。这就好比蜂蜜在低温时变得更加浓稠一样,此时润滑油的流动性变差,难以快速填充到轴颈和轴承之间的间隙中。这会导致油膜形成缓慢,在汽轮机启动或转速变化时,轴颈和轴承可能会出现短暂的干摩擦,从而增加磨损。
(2)相反,如果油温过高,润滑油的黏度会减小。就像水比油的流动性更好,但作为润滑剂却不够理想一样,黏度过小的润滑油无法形成足够厚度的油膜。在这种情况下,轴颈和轴承之间的油膜承载能力下降,容易被破坏。例如,在高速旋转的汽轮机轴颈下,过薄的油膜可能无法承受轴颈的压力,导致轴颈和轴承的金属表面直接接触,产生磨损和发热,严重时甚至会引发轴瓦烧毁等事故。
2、润滑效果与摩擦系数
(1)在38℃ - 45℃的油温范围内,润滑油能够有效地降低轴颈与轴承之间的摩擦系数。这是因为适中的油温使得润滑油可以在摩擦表面之间形成连续、均匀的油膜,将两个金属表面分隔开来。当润滑油发挥良好的润滑作用时,轴颈和轴承之间的摩擦由金属之间的干摩擦转变为润滑油内部的流体摩擦。流体摩擦的系数远小于干摩擦系数,从而大大减少了摩擦力,降低了能量损失,提高了汽轮机的机械效率。
(2)如果油温偏离这个适宜范围,摩擦系数会增大。例如,油温过低时,由于油膜难以快速形成和稳定存在,轴颈和轴承之间会出现局部的干摩擦,使得摩擦系数急剧上升。这不仅会增加能量损耗,还会因为摩擦产生的热量使局部温度进一步升高,形成恶性循环。而油温过高时,油膜变薄,其分隔轴颈和轴承的效果变差,同样会导致摩擦系数增大,加剧磨损。

二、设备运行稳定性方面
1、轴系振动
(1)合适的润滑油温有助于维持汽轮机轴系的稳定性,减少振动。当油温在38℃ - 45℃之间时,油膜的刚度和阻尼特性能够为轴颈提供良好的支撑。油膜就像一个弹性垫,在轴颈旋转过程中起到缓冲和稳定的作用。如果油温过高或过低,油膜的特性会发生变化。例如,油温过低时,油膜刚度增大,可能会导致轴系的临界转速发生改变,使轴系在运行过程中更容易发生共振。共振会引起轴系的剧烈振动,这不仅会影响汽轮机的正常运行,还可能导致轴系部件的损坏。
(2)而油温过高时,油膜阻尼减小,轴颈在旋转过程中更容易出现摆动和振动。这种振动会传递到整个汽轮机机组,影响机组的稳定性和安全性。同时,振动还会加速轴颈和轴承的磨损,缩短设备的使用寿命。
2、机组热膨胀
(1)汽轮机在运行过程中会产生大量的热,各个部件会发生热膨胀。润滑油温的控制对机组的热膨胀也有重要影响。在38℃ - 45℃的油温范围内,润滑油能够在一定程度上协助机组进行均匀的热膨胀。因为润滑油在循环过程中会带走一部分热量,并且其自身的温度相对稳定,能够为机组提供一个较为稳定的热环境。
(2)如果油温过高,可能会导致机组某些部分的热膨胀过度,而其他部分由于油温不均匀等原因膨胀不足,从而产生热应力。热应力会使机组的部件发生变形,如导致汽轮机的汽缸变形,影响汽轮机的动静间隙。当动静间隙变小,可能会引起动静部件之间的摩擦,产生振动和损坏。相反,油温过低时,机组的热膨胀不足,同样可能会影响设备的正常运行,例如使轴封间隙变大,导致蒸汽泄漏,降低汽轮机的效率。
三、防止油质劣化
1、氧化反应
(1)油温对润滑油的氧化速度有显著影响。在38℃ - 45℃的温度范围内,润滑油的氧化速度相对较慢。润滑油在运行过程中会与空气中的氧气接触,发生氧化反应。氧化反应会产生酸性物质和油泥等杂质。当油温过高时,氧化反应速度会加快,就像食物在高温环境下更容易变质一样。例如,在高温下,润滑油中的抗氧化剂会更快地被消耗掉,导致油质劣化加速。油质劣化后的润滑油不仅润滑性能下降,还可能会腐蚀设备部件。
(2)而油温过低时,虽然氧化速度会减慢,但润滑油中的水分和杂质等容易析出。这些析出的物质可能会在油系统中沉积,堵塞油路,影响润滑油的正常循环,进而影响润滑效果。
2、添加剂性能
(1)现代汽轮机润滑油中通常含有多种添加剂,如抗氧化剂、抗磨剂等。这些添加剂的性能在一定程度上受到油温的影响。在38℃ - 45℃的油温下,添加剂能够有效地发挥其功能。例如,抗氧化剂可以在这个温度范围内较好地抑制润滑油的氧化反应,抗磨剂能够在轴颈和轴承之间提供良好的抗磨保护。
(2)如果油温超出这个范围,添加剂的性能可能会受到影响。当油温过高时,添加剂可能会分解或失效。例如,某些抗磨剂在高温下会失去其化学活性,无法有效地降低摩擦和磨损。而油温过低时,添加剂的溶解性可能会变差,使其不能均匀地分散在润滑油中,从而影响其功能的发挥。
四、总结

汽轮机润滑油温控制在38℃ - 45℃是综合考虑润滑性能、设备运行稳定性和防止油质劣化等多方面因素的结果。这一温度范围能够确保润滑油发挥最佳的润滑效果,减少轴颈和轴承之间的摩擦和磨损,维持轴系的稳定运行,减少振动,同时也有助于保持油质良好,延长润滑油的使用寿命和设备的维修周期,从而保障汽轮机的安全、高效运行。在实际运行过程中,需要通过精确的油温调节系统来严格控制润滑油温度,使其始终保持在这一理想的范围之内。

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