电力用油的性质及其使用性能

电力用油的性质及其使用性能第一页，共五十四页，编辑于2023年，星期日

一、油品的密度和相对密度1.油品的密度2.相对密度单位体积油品的质量称为油品的“密度”。其单位为g/cm3或kg/m3,以ρ表示。油品密度受温度影响较大，使用中应标明温度。在温度为t℃时的油品密度用ρt表示。我国统一规定，石油及其产品20℃时的密度为“标准密度”，以ρ20表示。

指油品在一定温度下的密度与参考温度下纯水密度之比，是无量纲的。

第一节密度和平均分子量第二页，共五十四页，编辑于2023年，星期日

表示油品相对密度的方法，主要有三种：（1）（2）（3）密度指数（API）：又称比重度，API与之间的换算关系为：指20℃时油品的密度与4℃时纯水密度之比。指15.6℃时油品的密度与15.6℃时纯水密度之比。

第三页，共五十四页，编辑于2023年，星期日

混合油品密度的计算：式中，ρ混、ρi——分别为混和油品和组分i的密度，g/cm3；

Wi、Vi——分别为组分i的质量分率和体积分率。第四页，共五十四页，编辑于2023年，星期日

二、影响油品密度的主要因素1．化学组成油品的密度与其烃类和非烃化合物的含量密切相关。同碳数烃类的密度是：烷烃最小，芳香烃最大，环烷烃居中。非烃化合物的密度较大。2．温度油品的密度受温度的影响很大，温度升高时，油品的体积明显增大，密度减小；反之，则密度增大。第五页，共五十四页，编辑于2023年，星期日

测定油品的密度不是在20℃，而是在t℃下进行时，所测得的密度称为“视密度”（），可按下式换算成标准密度：式中，ρ20——试油的标准密度，g/cm3；

ρ’t

——试油在t℃时的视密度，g/cm3；

——试油在t℃时的密度修正值，g/cm3；其可查表得出第六页，共五十四页，编辑于2023年，星期日

三、油品密度的测定及应用测定油品的密度，在生产上主要的意义为：（1）鉴定油品的密度是否合格。（2）欲计算容器中油品的重量，都是先测定油品的密度ρ和体积V，再根据体积和密度的乘积，计算油品的重量。（3）鉴别不同密度的油品是否相混。

第七页，共五十四页，编辑于2023年，星期日测定石油产品密度的方法:密度计法是利用阿基米德原理，将试样处理至合适的温度并转移到和试样温度大致一样的密度计量筒中。再把合适的石油密度计垂直地放入试样中并让其稳定，等其温度达到平衡状态后，读取石油密度计刻度的读数并记下试样的温度。如有必要，可将所盛试样的密度计量筒放入适当的恒温浴中，以避免实验过程中温度变化太大。在实验温度下测得的石油密度计读数，用GB/T1885换算到20℃下的密度。比重瓶法测定一般是在20℃下进行。先测定该比重瓶充满水时水的重量，然后再测定它被待测油品充满时同体积油品的重量，最后通过计算，即可得到该油品在20℃下的标准密度。第八页，共五十四页，编辑于2023年，星期日

一、油品的粘度当液体流动时，液体内部发生阻力，此种阻力是由于组成该液体的各个分子之间的摩擦力所造成，这种阻力称为粘度或内摩擦。

第二节粘度和粘温性第九页，共五十四页，编辑于2023年，星期日表示液体在一定剪切应力下流动时内部阻力的量度。单位为Pas

1．粘度的表示方法一般粘度根据测定方法，大体分为三种：（1）动力粘度（η）：（2）运动粘度（vt）：（3）条件粘度：表示液体在重力作用下流动时内部阻力的量度。其值为动力粘度与同温度（t℃）下密度之比值，即：其单位为m2/s

是在规定温度下，规定仪器中，使一定体积的油品流出，以其流出时间或其流出时间与同体积水流出时间之比作为粘度值。a）恩氏粘度（Et）：是在某温度（20℃、50℃和100℃）下，200mL试油从恩氏粘度计中流出的时间（τt）与在20℃时流出同体积蒸馏水所需时间（K20）之比值（Et），其单位为条件度（E）。b）雷氏粘度：在规定条件下，一定体积的试油从雷德乌德粘度计流出50mL所需要的时间，单位为s。c）赛氏粘度：在规定条件下，一定体积的试油从赛玻特粘度计流出60mL所需要的时间，单位为s。分为赛氏通用粘度和赛氏重油粘度。假设面积各为A的两油层作相对运动，其速度梯度为时，层间所产生的内摩擦力F与A和成正比，即：式中的η为比例常数或动力粘度系数，简称“动力粘度”。第十页，共五十四页，编辑于2023年，星期日

2．粘度换算各种粘度之间的换算比较简单的方法是通过有关手册直接查表求得。常见的粘度表示法以及它们与运动粘度的换算关系式，如表2-2所示。第十一页，共五十四页，编辑于2023年，星期日

第十二页，共五十四页，编辑于2023年，星期日

二、油品的粘温性及其表示法

1．油品的粘温性通常将油品粘度随温度而变化的程度称为油品的“粘温性”或“粘温特性”。油品粘度随温度变化的经验公式（低温下不适用）如下：式中，v——油品温度为T时的运动粘度，mm2/s；

a、b、m——与油品有关的常数

T——热力学温度，K。第十三页，共五十四页，编辑于2023年，星期日

2．粘温性的表示方法（1）粘度比：即表示某油品在两个特定的温度（如50℃和100℃）下，其运动粘度之比（v50/v100）。若油品的该比值愈小，则其粘温性愈好。（2）粘温系数：即表示某油品在规定的温度范围内，温度每变化l℃时粘度的平均变化。如表示某油品在0℃至100℃时的粘温系数。此系数愈小，则其粘温性愈好。第十四页，共五十四页，编辑于2023年，星期日

（3）粘度指数（VI）：是用来表示油品粘温特性的一个工业参数，也是目前国际上通用的一种工业用润滑油的粘温参数。粘度指数越大，其粘温特性越好。第十五页，共五十四页，编辑于2023年，星期日νt温度98.9℃37.8℃LUHAY第十六页，共五十四页，编辑于2023年，星期日

试油的粘度指数，可由下式计算：式中，VI——试油的粘度指数；

U——试油在37.8℃时的粘度，mm2/s；

L——差基准油在37.8℃时的粘度，mm2/s；

H——好基准油在37.8℃时的粘度，mm2/s。第十七页，共五十四页，编辑于2023年，星期日

三、油品粘度的测定及应用1．运动粘度测定法－毛细管粘度计法（1）测定原理在某一恒定的温度下，测定一定体积的液体在重力作用下流过一个标定好的玻璃毛细管粘度计的时间，粘度计的毛细管常数与流动时间的乘积，即为该温度下测定液体的运动粘度。在温度t时运动粘度用符号vt表示。该温度下运动粘度和同温度下液体的密度之积为该温度下液体的动力粘度。在温度t时的动力粘度用符号ηt表示。第十八页，共五十四页，编辑于2023年，星期日

（2）玻璃毛细管粘度计a）玻璃毛细管粘度计应符合SH/T0173《玻璃毛细管粘度计技术条件》的要求。也允许采用具有同样精度的自动粘度计。b）毛细管粘度计一组，毛细管内径为0.4，0.6，0.8，1.0，1.2，1.5，2.0，2.5，3.0，3.5，4.0，5.0和6.0mm。c）每支粘度计必须按JJG155《工作毛细管粘度计检定规程》进行检定并确定常数。第十九页，共五十四页，编辑于2023年，星期日

第二十页，共五十四页，编辑于2023年，星期日

（3）准备工作（4）试验步骤

1）将粘度计调整成为垂直状态，要利用铅垂线从两个相互垂直的方向去检查毛细管的垂直情况。将恒温浴调整到规定的温度，把装好试样的粘度计浸在恒温浴内，经恒温如下表规定的时间。试验的温度必须保持恒定到±0.1oC。第二十一页，共五十四页，编辑于2023年，星期日

2）利用毛细管粘度计管身1口所套着的橡皮管将试样吸入扩张部分3，使试样液面稍高于标线a，并且注意不要让毛细管和扩张部分3的液体产生气泡或裂隙。

3）此时观察试样在管身中的流动情况，液面正好到达标线a时，开动秒表；液面正好流动到标线b时，停止秒表。第二十二页，共五十四页，编辑于2023年，星期日

4）用秒表记录下来的流动时间，应重复测定至少四次，其中各次流动时间与其算术平均值的差额应符合如下要求：在温度100～15oC测定粘度时，这个差数不应超过算术平均值的±0.5%；在低于15～30oC测定粘度时，这个差数不应超过算术平均值的±1.5%；在低于-30oC测定粘度时，这个差数不应超过算术平均值的±2.5%。第二十三页，共五十四页，编辑于2023年，星期日

（5）计算在温度t时，试样的运动粘度vt（mm2/s）按下式计算：

vt=C•τt式中：C——粘度计常数，mm2/s2；τt——试样的平均流动时间，s。第二十四页，共五十四页，编辑于2023年，星期日

2．恩氏粘度的测定恩氏粘度是试样在某温度从恩氏粘度计流出200mL所需的时间与蒸馏水在20℃流出相同体积所需的时间（s）（即粘度计的水值）之比。计算公式为：

Et

——温度t时的恩氏粘度，

τt——试样在试验温度t时从粘度计中流出200mL所需的时间，s；

K20——粘度计的水值，s。第二十五页，共五十四页，编辑于2023年，星期日

3．粘度的应用（1）使用温度：高温下应选用粘度较大的油品，反之，则选用粘度较小的油品。如果被润滑的部件运行中温差变化范围较大，则应选用粘温性较好（VI较大），粘度适当的油品。（2）负荷条件：如果被润滑部件的负荷很大，为保证油品能起到良好的润滑作用，宜选用粘度较大的油品，反之则宜选用粘度较小的油品。应注意，选用粘度要适当，过大，虽保证了润滑作用，但功率损失大；若过小，不能保证形成足够的油膜，易造成干摩擦，导致机件磨损。（3）运动速度与方式：高速转动的轴颈，应选用粘度较小的油品；反之，则应选用粘度较大的油品。在间歇、往复、振动等运动状态下，以及被润滑部件表面粗糙、间隙大时，应选用粘度较大的油品。第二十六页，共五十四页，编辑于2023年，星期日

一、凝点与倾点指被试的油品在一定的标准条件下，失去了其流动性的最高温度指油品在一定的条件下，被冷却的试样能流动的最低温度。第三节倾点、凝点和低温流动性第二十七页，共五十四页，编辑于2023年，星期日

二、油品失去流动性的原因结构凝固含蜡的油品在降温时，蜡将逐渐结晶，开始产生少量的极微细的结晶，分散在油中，使油品出现云雾状的浑浊现象，失去了透明性。如继续降低温度，蜡的结晶就逐渐扩大，并进一步连接成网，形成石蜡结晶网络。该石蜡结晶网络此时把还处在液态的油包在其中，形成凝胶体，从而使整个油品失去了流动性，这种现象称为“结构凝固”，其相应的温度即为凝点。事实上这种“凝固”油品非全部变为固体，因在石蜡结晶网络中，包有液态油品。粘温凝固如油品中含蜡很少或几乎不含蜡时，它将随温度的逐渐降低，而其粘度逐渐增大，当达到一定程度时，油品将变成凝胶体，失去流动性，这种现象通常称为“粘温凝固”。第二十八页，共五十四页，编辑于2023年，星期日

三、降凝剂及其降凝机理降凝剂是一类聚合或缩合的产物，其分子结构中多含有较长的烷基链。主要有以下几种：烷基萘（T801）、聚甲基丙烯酸脂（T602）、聚α-烯烃（T803）。降凝机理表面吸附：当油品冷却时，降凝剂即被油中析出细小的石蜡晶体所吸附，吸附在石蜡晶体表面上的降凝剂，使石蜡仅能成为细小的晶体，而阻止石蜡体进一步增大形成网状构造。同时由于被吸附在石蜡晶体表面的降凝剂，还能阻止石蜡和油间的吸力，这样就能防止油和蜡生成油蜡凝胶体，因而降低了油品的凝点。共晶作用：降凝剂中的长烷基链与油品中的石蜡共晶。由于共晶的结果，降低了石蜡结晶的温度，从面阻碍了石蜡网状结构的形成，而使油品的凝点降低。第二十九页，共五十四页，编辑于2023年，星期日

一、油品的闪点、燃点和自燃点闪点是指油品在规定的条件下，加热到其油蒸汽和空气的混合气与火焰接触发生瞬间闪火时的最低温度称为油品的闪点。当在一定的测定条件下加热油品，使其蒸汽接触火焰时，燃烧不少于5s时的温度，称为油品的燃点。如油品加热到更高的程度，其蒸汽和空气的混合物，无需点火而自行燃烧的温度，称为油品的自燃点。第四节油品的闪点第三十页，共五十四页，编辑于2023年，星期日

二、油品闪点的测定油品闪点的测定方法分为开口杯法及闭口杯法。通常测定蒸发性较大的轻质油品用闭口杯法，而对于多数润滑油及重油，尤其是在非密闭的系统中使用，多采用开口杯测定法。绝缘油的闪点要采用闭口杯法进行测定。汽轮机油的闪点，用开口杯测定的开口闪点。开口杯法测定过程见GB267-88《石油产品闪点与燃点测定法（开口杯法）》；闭口杯法测定过程见见GB261-83《石油产品闪点测定法（闭口杯法）》。第三十一页，共五十四页，编辑于2023年，星期日

三、石油产品闪点与燃点测定法（开口杯法）

GB267-881．方法概要

把试样装入内坩锅中到规定的刻线，首先迅速升高试样的温度，然后缓慢升温，当接近闪点时，恒速升温。在规定的温度间隔，用一个小的点火器火焰按规定通过试样表面，以点火器火焰使试样表面上的蒸气发生闪火的最低温度，作为开口杯法闪点。继续进行试验，直到用点火器火焰使试样发生点燃并至少燃烧5s时的最低温度，作为开口杯法燃点

第三十二页，共五十四页，编辑于2023年，星期日2．仪器和材料

1）开口闪点测定器；2）温度计；3）煤气灯、酒精喷灯或电炉（测定闪点高于200℃试样时，必须使用电炉）；4）溶剂油。3．准备工作4．试验步骤（1）闪点

1）加热坩锅，使试样逐渐升高温度，当试样温度达到顶计闪点前60℃时，调整加热速度，使试样温度达到闪点前40℃时能控制升温速度为每分钟升高4±1℃。

第三十三页，共五十四页，编辑于2023年，星期日

2）试样温度达到预计闪点前10℃时，将点火器的火焰放到距离试样液面10～14mm处，并在该处水平面上沿着坩锅内径作直线移动，从坩锅的一边移至另一边所经过的时间为2～3s。试样温度每升高2℃应重复一次点火试验。点火器的火焰长度，应预先调整为3～4mm。

3）试样液面上方最初出现蓝色火焰时，立即从温度计读出温度作为闪点的测定结果。同时记录大气压力。

注：试样蒸气的闪火同点火器火焰的闪光不应混淆。如果闪火现象不明显，必须在试样升高2℃继续点火证实。第三十四页，共五十四页，编辑于2023年，星期日

（2）燃点

1）测得试样的闪点之后，如果还需要测定燃点，应继续对外坩锅进行加热，使试样的升温速度为每分钟升高4±1℃，然后，按2所述用点火器的火焰进行点火试验。

2）试样接触火焰后立即着火并能继续燃烧不少于5s，此时立即从温度计读出温度作为燃点的测定结果。（3）大气压力对闪点和燃点影响的修正大气压力低于99.3kPa（745mmHg）时，试验所得的闪点或燃点t0（℃）按下式进行修正（精确到1℃）。

t0＝t+△t式中，t0——相当于101.3kPa（760mmHg）；大气压力时的闪点或燃点，℃

t——在试验条件下测得的闪点或燃点℃；第三十五页，共五十四页，编辑于2023年，星期日

p——试验条件下的大气压力，kPa；

0.00015，0.028——试验常数；

7.5——大气压力单位换算系数；

p1——试验条件下的大气压力，mmHg△t——修正数，℃。大气压力在72.0～101.3kPa（540～760mmHg）范围内，修正数△t按下式计算：第三十六页，共五十四页，编辑于2023年，星期日

此外，修正数△t（℃）还可以从下表查出：第三十七页，共五十四页，编辑于2023年，星期日第五节油品的表面张力和抗乳化性能一、油品的表面张力油品的表面张力表示油品表面与本身饱和蒸气或空气之间产生的张力。油品的界面张力是指油品与不相溶的另一相的界面上产生的张力，以σ表示，其单位为N/m。测定油品界面张力的方法较多，目前国内的标准试验方法是圆环法（GB6541-86《石油产品对水界面张力测定法（圆环法）》）。

第三十八页，共五十四页，编辑于2023年，星期日

二、抗乳化性能和破乳化度抗乳化性能指油品本身抵抗油-水乳化液形成的能力。油品抗乳化能力的大小一般以油-水乳化液分层的快慢——破乳化度（即破乳化时间）来表示。若分层愈快，即破乳化的时间愈短，则表明该油品的抗乳化能力愈强，其抗乳化性能好；反之，则表明油品的抗乳化性能差。第三十九页，共五十四页，编辑于2023年，星期日

破乳化时间又称破乳化度，是在特定的仪器中，一定量的试油与水相混，在规定的温度下，拌搅或通入一定量的蒸汽，在规定的时间内，使油水形成乳化液。测定从停止搅拌或供汽起，到油层和水层完全分离时止，所需的时间（以min表示之），即为汽轮机油的破乳化时间。详细测定方法见GB4605-87《运行中汽轮机油破乳化度测定方法》。破乳化时间是汽轮机油的一项重要的性能指标，为保证汽轮机油的抗乳化性能，防止乳化液的危害，质量标准规定，新汽轮机油的破乳化时间不得超过8min；运行汽轮机油破乳化时间不得超过60min。否则，即为不合格。第四十页，共五十四页，编辑于2023年，星期日

汽轮机油在生产和使用过程中，影响其破乳化度的主要因素有以下几个：在炼制过程中，由于精制的深度不当，或洗涤处理不干净，存在环烷酸皂类等残留物，而使油品的破乳化度不良或不合格。油在运输和贮存过程中，混入了外来杂质，如金属腐蚀产物、脱落的油漆以及粉状的尘埃、砂土等，影响油水的分离，而使油的破乳化度性能变坏。汽轮机油在运行中，因受运行条件的影响，油要老化变质。油老化后的产物，如环烷酸皂类、胶质物等，都是乳化剂，当油与水同时存在时，会引起油质乳化，破坏油的抗乳化性能。第四十一页，共五十四页，编辑于2023年，星期日

三、乳化液的形成及其危害1.乳化液的形成一种液体在另一种不相溶的液体中被分散成细小粒子，称作乳化。例如：油和水是不相溶的，但加入某种表面活性剂，使一方分散于另一方中，则成为乳化液。这种表面活性剂被称为乳化剂。油和水的乳化液分为两种：水包油型乳化液（O/W）：水为连续相，油为分散相；油包水型乳化液（W/O）：油为连续相，水为分散相。第四十二页，共五十四页，编辑于2023年，星期日形成乳化液的主要条件是：必须有互不相溶（或不完全互溶）的两种液体；两种混合液体中应有乳化剂存在；要有形成乳化液的能量，如强烈的搅拌、循环流动等。从这三个条件分析，运行的汽轮机油容易形成油-水乳化液。特别是当油品本身氧化较厉害，有较多氧化产物生成或受外界污染较严重时，油的乳化特别突出，且不易分离。第四十三页，共五十四页，编辑于2023年，星期日

2.乳化液的危害乳化较严重的汽轮机油将造成许多危害。乳状油进入轴承润滑系统，有可能析出水分，破坏油的正常润滑作用，增大部件的摩擦，引起局部过热，严重时会损坏机件。严重乳化的油有可能沉积于调速、循环系统的管路中，致使运行油不能畅通流动，起不到良好的润滑、调速作用，若不及时处理可造成重大事故。油-水乳化液还会锈蚀有关金属部件（如汽轮机的调速机件、轴和轴瓦的光滑表面等），锈蚀严重时，危害极大。为保证机组的良好润滑、正常调速，要求循环的汽轮机油能在油箱停留的时间内使乳化液自行分离，分离后的水可沉降至油箱底部被排出，油可继续使用。第四十四页，共五十四页，编辑于2023年，星期日

四、乳化液的稳定性和破乳化方法1．乳化液的稳定性乳化液的稳定性主要取决于以下几个因素：乳化液保护膜的强度水相分散程度油品的粘度和温度形成时间第四十五页，共五十四页，编辑于2023年，星期日

2．汽轮机油的破乳化方法物理方法：加热沉降、离心分离、机械过滤、高压电脱水等方法皆能起到破坏汽轮机油乳化液的作用，达到油-水分离的目的。加热沉降：乳化液受热时，因其中油和水的膨胀系数不同，密度差会增大，从而加速了乳化膜的破坏；受热时还可降低其粘度，有利于水珠的聚结和沉降，使得油-水分离。离心分离：乳化液在离心机中会受到较大的离心力的作用，从而使乳化膜变型直至破坏，油-水得到分离。机械过滤：预热的乳化液在较高的压力下通过各种过滤器的滤料，乳化膜被破坏，从而达到油-水分离的目的。高压电脱水：乳化液在高压电场的作用下，油中水滴感应带电，并发生电泳现象。乳化液将发生位移、碰撞、变形等，从而破坏乳化膜，达到油-水分离的目的。第四十六页，共五十四页，编辑于2023年，星期日

化学方法：在乳化的汽轮机油中加入适当的破乳化剂后，可减小或破坏乳化液的稳定致使油-水分离，起到破乳化的作用。目前在发电厂常用的破乳化方法是化学方法，即添加破乳化剂。常用的破乳化剂是聚氧乙烯聚氧丙烯甘油硬脂酸脂（GPE15S-2）第四十七页，共五十四页，编辑于2023年，星期日第六节油品的酸碱组分和抗腐蚀性一、