电力用油实用技术问答.doc

电力用油实用技术问答 第一章 石 油 化 学 基 础 知 识1. 何谓石油?它由哪些化学成分组成?石油是一种粘稠状的可燃性液体矿物-其颜色多为黑色、褐色、暗绿色或偶有黄色,通常石油比水轻,其密度约为0.770.96g/cm3。 石油是各种化学物质的复杂混合物,其主要成分是碳和氢的化合物。碳氢化合物通常叫做“烃”， 石油是曲各种烃类和氧化合物、氮化合物树脂及沥青等化合物组成的极其复杂的混合物。因此,石油是由多种元素组成的,其中碳含量约为85%，氢含量约为12%14%,还有少量硫、氧、氮为1%左右。此外,还含有微量的金属元素:铁、镍、铜、铝、钒、锰、钾、镁、钙等,以及微量的非金属元素:磷、硅、氯等。 从油田开采出来而未经加工的石油,一般称为原油,如大庆原油、大港原油、克拉玛依原油等。2. 石油和石油产品中的主要烃类有哪几种?它们的特性如何? 石油和石油产品中的烃类主要有：烷烃、环烷烃和芳香烃等，一般原油中不含不饱和烃,但裂化过程及高温热解产物中有一定含量。现将各主要烃类的特性分述如下。(1)烷烃。烷烃又称石蜡烃，其分子通式为:CnH2n+2,在一般情况下,分子中含有14个碳原子的烷烃为气态;含515个碳原子的烷烃为液态,是石油的主要成分;含 16个碳原子以上的烷烃为固态,悬浮在石油中。烷烃有较稳定的化学安定性、高闪点和其他优越的性质。因为烷烃的碳链都完全达到了饱和状态,但在室温下便失去流动性,即其凝固点较高。烷烃含量超过25%30%的石油称为烷基石油。（2）环烷烃占环烷烃的分子通式为CnH2n（n3)、CnH2n-2、CnH2n-4等。环烷烃是一切石油的重要成分。它的结构比较复杂,有单环、双环和多环,并带有烷基侧链。因环烷烃具有较高的抗爆性,低凝固点及较好的润滑性,并会使制得的油品具有良好的热安定性和化学安定性,是电力用油的主要理想成分之一。石油中含有75%83%的环烷烃称为环烷基石油,是炼制绝缘油的最好原油。 (3)芳香烃。芳香烃的分子通式为:CnH2n-6(n6)、CnH2n12等。最简单的芳香烃是苯C6H6,芳香烃分为对称结构妁烃 (如苯、萘、蒽)和带短侧链的芳香烃(如 甲苯)。所有润滑油的成分中都含有芳香烃。芳香烃比环烷烃化学性质活泼,其活性是由侧链的数量和末小来决定。芳香烃是生成揸滓的主要物质,但要完金除去芳香烃而不使油过度净化是不可能的,也是不必要的石油中芳香烃的含量约在14%30%之间变化。关于不饱和烃,因其安定性差,为油的有害成分,应完全从油中除去。3. 石油中的非烃类化合物有几种?其性质如何?石油中的非烃类化合物有以下三种。(1) 含氧化合物,主要是有机酸和酚类。石油中的有机酸多为环烷酸。环烷酸在有水存在和温度较高时,能直接与金属反应生成盐类,使金属腐蚀。由于这类物质的存在,会影响油品的使用性能,所以含氧化合物是有害的,应从油品中除掉。(2)含硫化合物,多数是以有机物存在,也有少量的游离硫。石油中的硫化物,根据对其金属的有无腐蚀性,可分三类:1)直接与金属作用,具有强烈腐蚀作用的酸性硫化物;如硫化氢、硫醇等。2)在低温时为中性,不腐蚀金属,但高温时易分解生成具有强烈腐蚀性的硫化物。这类硫化物主要是硫醚、二硫醚。3)对金属无腐蚀,对热也比较安定的非活性硫化物,如噻吩、氢化噻吩等。游离硫 (活性硫)在常温下直接腐蚀铜,当温度超过150C时,它会与烷烃或环烷烃作用生成硫化氢,对金属产生强烈腐蚀作用。所以石油或石油产品申含硫化物是有害的,尤其是游离硫,在精匍过程中应尽量除去。(3)含氮化合物,氮化合物主要是吡啶、吡咯等杂环化合物;石油中含量很少,主要集中在重质馏分中。氮化物在燃烧申可能生成二氧化氮,对机械设备有腐蚀。4.石油产品的一般炼制工艺程序如何?各工艺程序的主要作用及目的是什么?石油产品的一般炼制工艺程序为:原油预处理一蒸馏及分馏9油的精制油的调制成品油。各工艺程序的主要作用及目的分述如下:(1)原油的预处理。送往石油炼制厂的原油中,含有二定量的水分、机械杂质及盐类,这些有害物质应在炼制之前从油中去掉,称为原油的预处理。去掉水分的方法有加热沉淀法 (利用油水的比重不同)、化学分离法 (如加破乳剂)和电解法等。在脱水的同时可脱掉溶于水的盐类,也可用软化水与原油混合进行清洗,水与盐可同时自油中沉降出来另外从原油中脱盐也可加添加剂,多为环烷酸铝。 (2)油的蒸馏与分馏。石油蒸馏的目的是在各个不同的温度范围内,将原油分成许多在指定温度范围内的沸点不同的馏分,然后将这些馏分再经适当的加工处理,使之成为合格产品。电力用油的馏分,是属于润滑油馏分(即绝缘油、汽轮机油都在润滑油馏分内),温度在 350以上。 (3油的精制。由于润滑油馏分中含有一些不良的有害成分,如不饱和的化合物、环烷酸、硫化合物、氮化合物、树脂物质、沥青及一些高分子的烃类。这些成分会在储运和使用中不稳定,腐蚀金属、形成积焦等,必须通过油的精制把它们去掉。油精制的主要方法有:硫酸精制选择性溶剂精制、加氢精制和白土精制等。 (4)脱蜡。为改善电气用油 (变压器油、开关油)的低温流动性,在炼制过租中,要进行脱蜡 (除掉油中的正构烷烃、长链烷烃等),否则油品的凝固点 (或倾点)指标达不到要求,影响使用。通常采用的脱蜡方法有:冷冻法、溶剂法、尿素法和分子筛法四种;前两种方法用的较多。 (5)油 的调制。经精制后的油,为适应广大用户的需要,需往油中添加有关添加剂,如抗氧化剂、防锈剂、降凝剂、消泡剂等,以改善油品的某些指标,使之成为合格的成品油。5.何谓油品的馏程?其含义是什么?由于油品是各种烃类的混合物,所以它的沸点只能用某一温度范围来表示。当油品在试验条件下进行加热蒸馏,流出第一滴油品时的温度称为初馏点;蒸馏到最后即将蒸干时达到的最高温度称为干点 (终馏点)。初馏点到干点这一温度范围称为油品的馏程。馏程用来判定石油产品轻重馏分的多少。馏出温度低,表示轻质成分多;反之,重质成分多占从汽牡的馏程可以看出它在使用时蒸发性能的好坏。6.石油产品可分为哪几类?石油产品通常是指石油经过炼制加工后所得到的各种成品油。一般根据石油产品的用途可分为下列几类。 (1)燃料类。如汽油、喷气燃料、煤油、柴油、重油等。(2)溶剂油类。如石油醚、抽提溶剂油、橡胶溶剂油、溶剂煤油等。 (3)润滑油类。如喷气机泅滑油、汽油机油、柴油机油、汽轮机油、冷冻机油、汽缸油、机械油、仪表油等。(4)电器用油类。如变压器油、油开关油、电容器油、电缆油等。、(5)液压油类。如航穹液压油、锭子油等(6)润滑脂类。如钙基润滑脂、钠基润滑脂、铝基润滑脂、钡基润滑脂、精密仪表脂等。 (7)石蜡类。如石蜡、高熔点石蜡、工业用石蜡、提纯地蜡等。 (8)沥青类。如道路石油沥青、建筑石油沥青、专用石油沥青等。(9)石油苯类。如苯、甲苯、二甲苯等。(10)其他。如真空泵油、扩散泵油、防锈脂、石油焦、石油酸等7.对电力用油的特性要求主要有哪些?为什么?电力系统所采用的绝缘油和汽轮机油,是发供电设备的重要绝缘介质和润滑介质,其质量的好坏,直接影响发、供电设备的安全经济运行。所以对电力用油的质量有严格的规定和较高的要求,简述如下。(1)要有良好的抗氧化安定性,一般绝缘油在变压器中的运行油温约为6080C,并经常与空气接触,还要受电场、电晕等的作用,油品是要发生热老化和电老化的;汽轮机油在运行中温度约 60,并直接与空气、金属等接触,且油在机组中循环速度快、次数多,油也要不断老化,所以要求油品有良好的抗氧化安定性,一般要求绝缘油能使用1020年,汽轮机油能使用 1015年 。(2)要有良好的电气性能,一般评定绝缘油电气性能的指标是:击穿电压和介质损耗因数,但近几年来50万V超高压系统驳入后,对绝缘油的电气性能指标又增加了体积电阻率、析气性等。如果上述这些电气性能达不到指标要求,就保证不了设各的安全运行,这种油根本不能采用 (3)要有良好的润滑性能,对汽轮机油来说,选择适当的粘度,是保证机组芷常润滑的重要因素。因此不但要求汽轮机油要有良好的润滑性能,而且要求其粘温特性要好,即要求其粘度不随温度的急剧变化而变化。 （4）高温亲全性要好。油的高温安全性通常以闪点表示闪点愈低,油的挥发性愈大,则安全性愈小P故对绝缘油、汽轮机牡的闪点,有严格的要求和规定,不合格者不能采用。 - ()对室外用绝缘油特别是油开关用油-要求有良好的低温流动性和较低的凝固点;对汽轮机油还要求有良好的抗乳化性能(防锈性能和抗泡沫性能,以保证设备安全运行。8.电力用油=要有哪几类?它们在设备中的作用是什么?电力用油主要分为绝缘介质和润滑介质两大类。 (1)绝缘介质:有变压器油、油开关油、电缆油等。变压器油的牌号是根据其凝固点划分,如 10号、25号、45号油的凝固点分别为-10、 -25和-45,其代号分别为DB10、DB-25和 DB-45。油开关油的代号为DU-45。 电缆油有38kV电缆油、66kV电缆油及 110kV电缆油等,其代号分别为DL-38、DL-66及DL-110。绝缘介质在设备中主要起绝缘、灭弧、散热等作用。(2)润滑介质有汽轮机油、少量润滑脂及机械油。润滑油的牌号是根据其粘度划分,如 32号汽轮机油的运动粘度(40C)为28.835. 2mm2/s，46号汽轮机油的运动粘度为狃。450.6mm2/s,它们的代号分别为HU-32及 HU-46。汽轮机油在机组中起润滑作用、散热冷却作用、调速作用、以及冲洗作用、减振作用和防锈、防尘、保护及密封等作用;机械油用于各种机械的减摩润滑。9.何谓油质标准?电力用油的质量标准有哪些?用什么代号“编号表示?并介绍几种国外电力用油编号名称等。油质标准是评定油品的主要物理、化学、电气和润滑等性能的技术规范和质量指标。我国现行的油质标准是自国家或主管部门统一制订,作为生产单位油品出厂时质量的检验和使用单位怼新油质量的验收及运行中油质量监督的依据。 我国电力用油的质量标准目前有: (1)新变压器油国家标准,编号:GB2536。 (z)新汽轮机油国家标准,编号:GBzs37。 （3)LTsA汽轮机油 (防锈)标准,编号:GB11120-89。 (4)电容器油标准,编号:GB4624-84。 (5)运行中变压器油质量标准 (国标),编号:GB7595。6)电厂用运行中汽轮机油质量标准 (国标),编号:GB7596-(7)超高压变压器油标准?编号SH0040-91 (行业标准)。 (8)断路器油标准,编号:SHO351-92(行业标准)。目前我国油质标准大致分为三级,即国家标准、专业或行业(部颁)标准及企业标准,其代号由标准号、顺序号、年代号尾注号等四部分组成。举例表示如下。(1) 国家标准: (2) 专业 (部)标准:如 SY为石油部代号、YS为水电部油质试验方法代号,Q/SY为石油部企业标准代号,SD为水电邯标淮代号,DL为电力行业标准代号,SH为石油化工行业标准代号等。 又如SY2854-75s中 最后的$为尾注号(S表示试行。介绍几种国外通用标准或一些有参考价值的标准如下。(1)国际电工委员会(EC)标准,编号为IEC296,名称“矿物绝缘油标准”。(2)美国全国标准协会 (ANSI)和美国材料试验协会(ASTM)提出的“用于电气设备中的矿物绝缘油 (加抑制剂)标准”,编号ANSI/ASTMD3487-82。(3)日 本工业标准,名为“电气绝缘油规格”,编号JIsC23-1978R。(4)英国国家标准 “汽轮机油规格”,编号BS4891983。 (5)前苏联汽轮机油规格,编号oCT9972。 10.何谓油品的添加剂?电力用油的添加剂主要有哪几种?各对油质起何作用?为适应各种新型设备的要求,提高和改善油品某些指标和性能,而往油中加人少量的化学物质,这种化学物质即称为油品的添加剂,目前国内外生产添加剂的种类很多,我国木约就有几十余种。电力甩油常用妁添加剂有以下几种。(1)抗氧化添加剂。可以增加油的抗氧化安定性,减缓油品的诱导期,延长油质使用寿命。抗氧化剂的种类较多,如苯基-萘胺、萘胺、萘酚、萘胺、萘酚、2.6二叔丁基对甲酚等。2.6二叔丁基对甲酚是电力用油较广泛采用的抗氧化剂,代号T501。(2)粘度添加剂。可以增加润滑油的粘度,改善润滑油的粘温特性。我国目前主要的粘度添加剂有:聚异丁烯、聚甲基丙烯酸脂、聚乙烯基正丁基醚等。(3)降凝剂。可以降低绝缘油、润滑油的凝固点,改善油品的低温流动性。目前使用最广泛的降凝剂是长链烷基萘kC2224)及其缩合物,如聚甲基丙烯酸脂 (C12以 上的烷基脂),其次是聚丙烯酸腊和长链烷基酸及其缩合物。 (4)防锈添加剂。可以防止金属由于周围环境的化学或电化学作用而磨损生锈。近几年来电力用油较广泛采用十二烯基丁二酸 (代号“746”),作为汽轮机油的防锈剂。(5)抗泡沫添加剂。润滑油在使用过程中,往往容易形成泡沫而影响其润滑效果。为了消除和避免泡沫的发生,可往油中加人抗泡沫添加剂。目前常用的抗泡沫添加剂是硅的有机化合物,如我国生产的甲基硅油,其代号“901”。11.油 品的简易识别方法有几种?简易识别方法有以下几种,供参考。(1)看：首先看油品的颜色、结构。一般来说不同种类的油晶都具有不同的颜色。颜色浅的,多是轻质馏分和精制程度深的油品;颜色深的,多是重质馏分或残渣油和精制程度不深的油,在识别颜色时,装油容器的规格要一样、否则影响很大。(2)闻 :闻油品的气味。油品的气味一般分为汽油味、煤油味、柴油味、酸味、香味、酒精味等。一般加人添加剂的油品具有一定的酸味。气味只能限于区别大类商品。(3)摇:把油品装在无色玻璃瓶中摇动,并观察油膜挂瓶情况和气泡情况。粘度小的油,气泡产生多、直径小、上升速度快、消失快、油挂瓶少。粘度大的油气泡产生较少、直径较大、上升速度慢、油挂瓶多。利用这一特性可以区别油品的不同牌号。(4)摸:用手摸油品的软硬程度和光滑感。精制程度好的油品光滑感强,否则光滑感差。润滑脂的软硬程度可分出不同牌号。牌号小的软;牌号大的硬。部分油脂的识别见表 1。第二章 电力用油的性能、测试及标准12.电力用油的主要性能分哪几方面?形晌这些桂能的主要因素是什么?电力用油的主要性能通常分为物理性能、化学性能和电气性能,分述如下。(l)物理性能。一般物理性能项目有:外观颜色(透明度、密度 (比童)1粘度、闪点、凝点、倾点、界面张力、苯胺点、比色散、灰分等。 影响油质物理性能的主要因素与原油的组成结构和切割馏分的温度等有关J如原油含蜡高,则很难炼制成低凝点的油品;又如切割馏分的温度高,则油品的密度、粘度就大,闪点也高。另外油品是由很多不同的液态烃组成的复杂混合物,因而其物理性质并不是恒定不变的,而是随其所含的各种烃类的不同而变化的。(2)化学性能。油的化学性熊项目有:水溶性酸碱、酸值、水分、活性硫、苛性钠试验、液相锈蚀、抗泡沫性、空气释放值、氧化安定牲、破乳伽时间等。 油的化学性能与油的炼制工艺、精制程度以及基础油的组成结构有关。油的化学性能可随环境的影响而变化或自身气化而变质。(3)电气性能。油品电气性能的项目有:击穿电压、介质损耗因数、体积电阻率、析气性等。油品电气性能的优劣 (析气性除外)与自身组成成分无关,主要是外界水分、杂质等的污染,或 自身氧化产物的影响而使其性能下降。油品的析气性是与其本身的化学组成有关,一般情况下同-种基础油中,芳香烃含量偏高的,析气性能较好。13.为什么要正确的采取油样?电力用油对油样的采取有哪些规定?油样的采取是油质试验的基础。如果采取油样不正确,就没有代表性,其试验结果也没有意义了。因此正确取样是在各种试验、研究领域中取得成果的首要环节。故国内外对取样工作都是很重视的。电力用油已制订了取油样方法的国家标准,其名称为 电力用油(变压器油、汽轮机油)取样方法,编号为GB7597-87。 该取样方法中对取样工具、取样方法、取样部位、取样数量以及油样的运输和保存等都作了具体的规定。要特别注意取样方法中常规取样和特殊取样 (即测油中微水含量及气体含量时的取样)中,对每个取样环节和步骤的不同要求。应严格遵守取样方法中的规定进行取样,力求做到正确、有代表性取样。14.何谓油质试验方法?为什么必须遵守标准试验方法的规定进行试验? 油质试验方法是测定油品质量及性能的方法。在油质标准中所规定的各项指标,与所采用的试验方法是密切相关的，因为油的某项指标,如采用的测试方法不同,则所测得的结果也就不大相同。所以为求得结果的相对可比性,就必须制定出统=的标准试验方法。故在标准试验方法中,对方法的原理、适用范围、所用仪器、试剂纯度、试验条件、试验步骤、计算公式及精密度等,都作了较详细的规定。在油质标准中也都规定了各项指标所必须采用的试验方法以保证试验结果的统一性。我国油质试验方法目前可分为三级,即国家标准(GB),专业 (或行业部颁)标准(GB,如电力DL)及企业标准 (QB)。15.在油质的试验方法申,主要依据哪些原理? 油质试验方法大致可分为理化性能试验和仪器分析两大类。前者是测定油质的物理性能、化学性能及电气性能等,是属于常量分析的范畴后者测定油质的主要组成结构、成分含量以及油中含有的一些微量物质。1.常规分析 (1)物理性能试验。由于矿物油不是均工的化学物质,而是由很多不同的液态烃组成的混合物,不能测定单体组分,只能把油的物理性能,理解为各种烃类化合物的综合表现。故测定油的物理性质,通常采用条件试验的方法。即使用特定的试验仪器,按照规定的试验条件和步骤进行测定。如油品的密度、粘度、闪点、凝点、苯胺点等的测定。(2)化学性质试验。其测定原理是根据油中有关物质的特性,利用其与某种试剂产生一定的化学反应,而进行的定性或定量分析。如油品的水溶性酸或碱、酸值苛性钠试验、氧化安定性等的测定。 (3)电气性能试验。作为液体绝缘介质的绝缘油是以测定其击穿电压、介质损耗因数、体积电阻率、析气性等,来表示电气性能的优劣。评定油品的电气性能,也是使用特定的仪器,按照标准试验方法进行测定,也是属于条件试验2.仪器分析 利用分析仪器对油质进行测定,近年来发展的较快,按其测定原理主要分为电化学、光学、色谱等几种分析方法,简述如下。(1)电化学分析。其原理是根据被测物质的浓度与电位、电流、电导、电容或电量间的关系等进行的分析方法:。如采用库仑 (电量)法测绝缘油中水分的含量(2)光学分析法:困为光是电磁波谱中的部分,可根据物质与电磁波的相互作用,或者利用物质的光学性能来进行分析的方法。如采用红外光谱法,测定油中芳香烃的含量。(3)色谱分析法。其原理是通过色谱柱,利用静止不动的高沸点液体或固体吸附剂(固定相),对被测物质中各组分的吸收能力或溶解能力的不同,及分离分配系数的差别,使被测气体或液体的各组分,因吸收向前移动的速度不同而被分离,然后再进人检测器鉴定。如采用气相色谱法测定油中可燃气体的含量。 一、颜色 和 透 明度16.何谓油品的颜色?影响油品颜色的因素有哪些? 油品的颜色主要是根据肉眼的观察判定油品颜色的深浅油品的颜色决定于其中沥青、树脂物质及其他染色化合物的含量。如原馏分油中沥青、树脂协质越少,轻馏分越声,工般来说油的颜色就越浅,也越透明。油的颜色还与割取馏分的温度、精制程度有关。如国产45号变压器油;因其切取馏分的温度较低,并采用过度精制后加抗氧化剂的工艺,故其外观颜色较浅,几乎是无色的。 油在储存和运行中,受环境的污染和自身氧化生成的树脂质等物的影响下,其颜色也会逐渐变深。故油所接触的环境,如温度、光线空气(主要是氧)、电场、电流等,都能促使油质老化而使油的颜色变深。 1何谓油品的诱明渡?其影晌因素是什么?测定迁明度时为什么要在规定的温度下进行?油品的透明度是以肉眼观察油质的透明程度。影响油品透明度的主要因素有外部和内在的两个方面。油在运输、储存和运行的条件下,易受环境的污染,如油中进人水分、机械杂质、游离碳等,都会影响油品的透明度反这是外部因紊的影晌。油品的透明度特别在较低的温度条件下,由于溶解在油中的石蜡和渣滓等,会成为雾状分离出来,影响油的透明度,甚至油成浑浊状态,而失去透明性,这是内在因素。所以在正常温度下判断油品的透明度有争议时,油质标准中注明,可将油品注入100ml量简中,在温度为205C下测定,油品应均匀透明,如还有争议,应按GB 测定油中机槭杂质的含量应为乖。.其含义是在5C的遐度下油品中不应有游离的石蜡和渣滓分离出苯,.油质应清彻泽明。如在5C的温度下,油质仍不透明,同时做油的机械杂质含量不为无时,则说明油中石蜡和渣滓的含量不合格，而影向了油的透明度达不到要求。18.观测油品的颜色及透明度对生产运行有何意义? 新绝缘油和汽轮机油一般为淡黄色。油品的颜色愈浅,说明其精制程度及稳定性愈好。如油品精制的不好,使油中存在某些树脂质沥青等不稳定沉淀物,它们会使油品颜色加深。因此由油品的颜色就可判断油中除去沥青、树脂质及其他染色物质的程度,即判断油的精制程度，另外油品在运输和储存过程中,所使用的油罐、油桶等容器应严格检查,要保证清洁。否则颜色很好的油品,由于容器不洁而被污染,也会使油品颜色加深、质量变坏。矿物油品本身主要成分是碳氢化合物,它在运行中受温度、空气、电晕、电弧、电场等运行条件的影响,油品要逐渐氧化的。油氧化(或称老化)后的主要表现之丁是油的涿色逐渐变深。这是由于油自身氧化后,除了生成酸类物质外,还产生定量的胶质,沥青质等会使油颜色力深的物质。如绝缘油颜色的剧裂变化,一般是油内发生电弧时产生碳质造成的。估观察油在运行中颜色的迅速变化，是油质变坏或设备存在内部故障的表现。观测油的透明度除从油的外观检查油中有无水分、机械杂质等会影响油的透明度外，还要在一定的温度、油量及环境条件下,观测油中是否有石蜡和渣滓析出，即检查油品在这方面的精制程度,是否达到要求。 四、闪点、燃点及 自燃点36.何谓油品的闪点、燃点及自燃点? 在规定的条件下,将油品加热,随油温的升高,油蒸汽在空气中(油液面上)的浓度也随之增加,当升到某一温度时,油蒸汽和空气组成的混合物中:油蒸汽含量达到可燃浓度,如将火焰靠近这种混合物,它就会闪火,把产生这种现象的最低温度称为石油产品的闪点。在闪点的温度下,只能使油蒸汽与空气所组成的混合物燃烧,而不能使液体油品燃烧,这是因为在闪点温度下油蒸发速度慢的缘故。这时油蒸汽混合物很快烧完,还来不及蒸发出一批燃烧所必须的新蒸汽,于是燃烧也就停止。实质上,闪点不是别的,而是微小的爆炸。即可燃气与空气混合后,形成爆炸混合物,当火焰靠近它时就发生爆炸。但不是所有混合物都能够爆炸,在混合物中可燃气体过少或过多都不会爆炸。过少时由于过剩的空气吸收爆炸点放出的热,因此没有使热扩散到别的部分及引起其他部分气体燃烧的可能;过多时,因为混合物内含氧不足,混合物也不会爆炸。按物理本质,闪点相当于加热油品使空气中油蒸汽浓度达到爆炸下限时的温度,也就是说,油品通常在爆炸下限时闪火。除汽油外,所有其他油品在室温条件下,不能形成爆炸混合物所需的蒸汽浓度,必须对油品加热才引起闪火。在一定的条件下加热油品,当油品的温度达到闪点后,继续加热油品,使油蒸汽与空气的混合物接触火焰时,燃娆木少于5s时的温度,称为油品的燃点。如油品加热到更高煦程度,其蒸汽和箜气的混合物,无需点火而自行燃烧之温度,称为自燃点。自燃点和闪点的温度约相差数百度。37.影晌油品沟点的主要因素是什么?影响油品闪点的主要因素有以下几点。1)与油品的馏分有关。一般来说,闪点随馏分沸点的升高而升高,随馏分压力的升高而升高,反之则降低。通常重馏分油的闪点高,轻馏分油的闪点低。(2)与油品的化学组成有关。含挥发性组分多的液态石油产品如汽油、煤油等,其闪点特别低。反之含不易挥发的组分多的油品,其闪点就高,如汽轮机油、汽缸油的闪点均较高。各种烃类的闪点也不同,如烯烃的闪点低于烷烃、环烷烃及芳香烃。一般低分子烃的闪点低于同类高分子烃的闪点。38.油 品闪点的测定方法为什么要分成闭口杯法和开口杯法?油品闪点测定法之所以要分成闭口杯法和开口杯法,主要决定于油品的性质和使用条件。通常蒸发性较大的轻质石油产品多用.闭口杯法测定。因为如用开口杯法测定时,石油产品受热后,所形成的蒸汽不断向周围空气扩散,而使测得的闪点偏高。但对于多数的润滑油及重质油,尤其是在非密闭的机件或温度不高的条件下使用,即或有极少量轻质掺合物,也将在使用过程中蒸发掉,不至于构成着火或爆炸的危险。所以这类油品都采用开口杯法测定 (如汽轮机油)。叉在某些润滑油的规格中,规定有开口和闭口闪点两种指标,其目的是以开、闭口闪点之差,去检查润滑油馏分的宽窄程度和有无掺进轻质成分。有些油品在密闭容器内使用,在使用过程中由于种种原因:如南速、电弧、电流断路等而产生高温,使油品可能形成分解产物,或误掺人轻质成分。这些分解产物或轻质成分在密闭容器内蒸发并与空气混合后,有着火或爆炸的危险。如用开口杯法测定时,可能发现不了这种易干蒸发的轻质成分的存在,所以规定要用闭杯法进行测定。属于这类油品的有电器用油 (如变压器油、开关油)、高速机械油及某些航空润滑油等。3测定油品闪点时应注意哪些事项? 测定油品闪点时,除应严格遵照规程中所规定的步骤要求进行测定外,还应注意下列事项。(1)在测定油杯中所加的试油量,要正好到刻线处,否则油量多测得结果偏低,油量少结果偏高。因为油量多少会影响液面以上的空气容积、即影响油蒸汽和空气混合物的浓度,所以也就影响闪点偏高或偏低。(2)对点火用的火焰大小,火焰距液面的高低及在液面上的停留时间均等应注意,一般火焰较规定的大,火焰离液面愈近,在液面上移动的时间愈长,则测得结果偏低,反之测得结果比正常值高(3)加温速度要严格按规定控制,不能过快或过慢。如加热太快;油蒸发速度快,使空气中油蒸汽浓度提前达到爆炸下限,使测定结果偏低。如加热速度过慢,测定时间较长,点火次数多,损耗了部分油蒸汽,推迟了油蒸汽和空气混合物达到闪点浓度的时间,而使测定结果偏高。(4)如果试油中含有水分时,在测定闪点之前必须脱水。因为加热试油时,分散在油中的水会气化形成水蒸气,或有时形成气泡覆盖于液面上,影响油的正常气化,推迟了闪火时间,使测定结果偏高。水分较多的重油,用开口杯测定闪点时,加热至=定温度,油中水分形成泡沫,很易溢出杯外,使试验无法进行。 (5)在点火过程中,要先看温度后点火,不应点火后再看温度，因为点火后油温会升高,不是原闪火时的温度,而使测得结果偏高。(6)与测定压力有关,一般压力高闪点高,否则反之。所以在测定闪点时。应根据当地气压情况予以补正。(7)闪点与测定所用仪器的形式有关,通常开口闪点仪所测结果比闭口闪点仪测定结果高。这是因为开口闪点仪内所形成的油蒸汽能自由的扩散到周围的空气中,使一部分油蒸汽损失掉了。40.测定油品闪点、自燃点对生产运行有何意义?- 测定油品的闪点、自燃点在实际应用中的意义有以下几点。(1)从油品闪点可判断其馏分组成的轻重,一般的规律是馏分组成愈轻。则油品的闪点愈低,反之馏分组成愈童的油品闪点也愈高。如变庄器油馏分组成比汽轮机油的馏分组成低,故变压器油的闪点低于汽轮机油的闪点。(2)从闪点可鉴定油品发生火灾的危险性。因为闪点是有火灾危险出现的最低温度。闪点愈低,油品愈易燃烧,火灾危险性愈大。所以闪点是一个安全指标。一般易燃液体是根据闪点进行分类。闪点在 45 以下的液体叫做易燃液体,闪点在45 以上的液体叫做可燃液体。按闪点的高低可确定其运送1储存和使用的各种防火安全措施。(3)对电力系统使用的绝缘油来说,闪点更为重要。工般在不影响油的其他指标 (如粘度、密度)的情况下,闪点高一些为好:为避免设各过热引起火灾,运行中根据油闪点的突然下降 (下降5C以上),说明变压器内有故障,应及时查找原因,予以处理。 (4)对于某些润滑油来说,同时测定开、闭口闪点,可作为油品有无含有低沸点混入物的指标,用于生产检查。因为通常开口闪点要1E闭口闪点高2030C。 这是因为开口闪点在测定时,有一部分油蒸汽挥发损失了。但如两者结果相差太大时,则说明该油混有轻质馏分,或是蒸馏时有热裂解现象,或是脱蜡过程中用溶剂精制时,溶剂分离不完全等。六、界 面 张 力46.何谓油品的界面张力及其测定原理是什么?绝缘油的界面张力是指测定油与不相容的水之界面产生的张力。通常油品的界面有:油一气、油一液、油一固等,绝缘油的界面张力是属于油一液范畴的。物理学分子运动论认为,液体的表面存在着一层厚度均匀的表面层。而位于液体表面层上的分子和位于液体内部分子的受力状况是不同的。这是因为在液体内部的每个分子都被同类分子所包围,即其所受周围分子的吸引力是相等的,所受的力可被此互相抵消,也就是所受的合力等于零;而位于液体表面或两相交界面上的分子所受的引力是不相等的,因其力场的一部分是位于表面层的外面,一般表面层外分子的引力往往小于内部分子的引力,所以它们的力场是不平衡,或说不相同的。由于接近表面或界面液体分子所受的引力不同,而使液体表面产生自动缩小的趋势。即界面层上油分子受到油内部分子的吸引力大于水分子对它的吸引力,而使油表面产生了一种力图缩小的自由表面能,如图2所示。并在形成表面s过程中,还需要消耗定量的功,其值和此表面s成正比,公式如下如S=1cm2,A=,这表示在恒温下形成 lcm2新 的分界面所必须的可逆功。通常用单位长度上的力N/m(毫牛顿/米)或dyn/c” (达因/厘米)来度量。此处 为液体表面张力系数,其数值等于垂直作用在液体交界面上单位长度的力,公式如下欲使液体表面缩小的力叫表面张力F,其力的大小与交界面的长度L成正比。习惯上将被试液体表面与空气接触时 (气一液相);所测得的数值称为表面张力;将被试液体与其他液相接触时 (液一液相,如油一水),可测得的数值称为界面张力。47.影响油品界面张力的主要因素有哪些?影响油品界面张力的主要因素有以下几个方面。 (1)表面活性物质的影响。某些物质如脂肪酸 (R一CQoH)、 醇 (R-0H)等,因其含有-COOH、 =OH类型的极性基,它能降低液体的表面张力。能降低表面张力的物质,通称为表面活性物质。这些表面活性物质的结构,一方面有亲水的极性基,另一方面还具有憎水的 (或称亲油的)非极性基一碳氢链一R。这些表面活性物质,在油水两相极性不同的界面上,其分子的极性基(如一COOH)向极性相水移动;而分子的非极性基(R)则向非极性相油转移。由于这些表面活性物质在油水两相交界面上形成定向排列的结果,改变了原来界面上分子排列的状况而促使界面张力明显降低。 (2)与物质本身的性质有关。因不同的物质其分子间相互作用力不同,分子间作用力愈大,则相应的表面张力也愈大。通常金属键的物质如银、铜等表面张力最大;其次为离子键物质,如氧化物熔体和熔盐;再次为极性分子的物质如水;彐卜极性分子的液体,如氯、乙醚等最小。含有相同碳原子数目时,芳香烃表面张力最大,烷烃最小,环烷烃居中。在石油产品中,航空汽油的表面张力最小,而润滑油的表面张力最大。 (3)与其相接触的另一相物质的惟质有关因为与不同性质的物质接触,表面层分子受到的力场不同,而使表面张力有差异。如水与乙醚的界面张力小于水与苯的界面张力并小于水与正已烷的界面张力。 (4)温度的影响。表面张力随温度不同而不同,温度愈高,表面张力愈小。因为温度升高引起物质的膨胀,从而增大了分子间距离,使分子间吸引力减小,所以表面张力将减小。 48.测定油品界面张力时应注意哪些事项?测定油品界面张力时应注意下列事项：（1）GB6541-86界面张力测定法是采用圆环法。为保证铂环能完全为液体润湿,试验前应将环和试验杯按方法要求清洗干净。否则如果仪器清洗不干净或有外界污染物的存在,会导致界面张力数值下降。 (2)由于计算时使用了校正系数F,因此对铂环和试杯的尺寸规格均有严格要求。试杯 器热底部要平正,直径不应少于45cm,铂环周长为6cm(根据计算6cm环的校正值较4m环的校正值小得多)。环应保持圆形,并与其相连的镫保持垂直。在测量水的表面张力时,应保证铂环浸人水中不少于5cm深;在进行油一水界面张力测量时,加在水面上的油样应保持约10mm的厚度。如果过薄,就会使铂环从油水交界面拉出时,触及油面上的另一相(空气),会给试验带来误差。(3)为防止试样中存有杂质对试验造成影响,试袢应按规定预先进行过滤。试验用水采用中性纯净蒸馏水。(4)对质量不同的油,由于所含极性物质的类型和浓度不同,故向油水界面的迁移速度和要达到平衡或稳定状态所需时间也不同,往往需要较长的时间。此时所得的数据可能大大低于最初几分钟内测得的数据。因此,必须固定一个恰当的测试周期。一般都规定在形成界面 1min时,所记录的数据是可取的。此规定对圆环法或玻璃片法都适用。(5)表面张力是随温度的升高而逐渐减小。如果把表面张力看作是温度的函数作图则可看出,对许多物质来说,温度与表面张力的关系都是直线关系。试验得知绝缘油界面张力随温度升高而降低的曲线斜率,变化虽然较缓慢。但当温度变化大时,同一油样在不同温度下测出的结果,往往会超出试验精确度要求的范围。为此应取国际通用的,在25时测出的结果为准。但据文献介绍和实测结果,温度每改变10,张力相应变化约1mN/m。为此一般监督试验如无恒温条件,可在255C范围内进行试验。但是仲裁试验仍应以25 为准。49.测定油品界面张力对生产运行有何意义? 测定油品界面张力对生产运行的意义有以下几个方面。(1)可鉴别新油质量。矿物绝缘油是多种烃类的混合物,其在精制过程中,一些非理想组分,包括含氧化合物等极性分子应全部被除掉;同时在采用硫酸或选择性溶剂及白土处理后,亦应将其残留物清除干净。故新的、纯净的绝缘油具有较高的界面张力,一般可以高达4050mN/m,甚至 55mN/血 以上。目前国际上某些国家将界面张力:列为鉴定新绝缘油质量的指标之一。我国初步提出的超高压用变压器油技术指标中,界面张力为不少于 40mN/m。(2)可判断运行油质老化程度。运行中的绝缘油因受温度、空气、光线、水分、电场等因素的影响,油质将逐渐老化、变坏。油质老化后生成各种有机酸 (COOH基)及醇(oH基)等极性物质,而影响油的界面张力也将逐渐下降。故测定运行中绝缘油的界面张力,就可判断油质的老化深度。实践说明,油老化后产生的有机酸、油泥等与界面张力有着密切的关系。如“运行中变压器油质量指标”国家标准(GB7595-87)中规定界面张力的运行指标是大于19mN/m,也就是说如果低于此指标,则变压器油中有可能有油泥析出或酸值不合格。(3)由 于界面张力是反映油中亲水极性分子的总和,因此凡属于这一类的添加剂均能降低油一水的界面张力,如汽轮机油中添加防锈剂 (十二烯基丁二酸),因其含有羧基(-COoH),故油的界面张力随其添加量而变化,即添加量愈多,界面张力下降愈快,故可用测定油质的界面张力,来判断油中防锈剂的消耗情况。另外利用界面张力还可监督变压器热虹吸器的运行情况。一般来说,如热虹吸器运行正常,吸附剂未失效,油的pH值大于4,6,则油的界面张力约在3040mN/m;如果热虹吸器失效,油的界面张力则会逐渐下降。这是因为热虹吸器 (主要是吸附剂)失效后,不能及时吸附掉油中的酸醇类以及树脂质等老化产物,而促使油的界面张力下降。八、机 械 杂 质 (颗 粒度)53.何谓油品中的机械杂质?它们来自何处?油品中的机械杂质,是指存在于油晶中所有不溶于溶剂 (汽油、苯)的沉淀状态或悬浮状态的物质。这些杂质多由砂子、粘土、铁屑粒子、纤维、尘埃等。但现行方法测出的杂质包括了一些不溶于溶剂的有机成分，如炭青质和碳化物。这些杂质按形态分，有固体颗粒状态的如沙子、金属屑，有溶解态的各种添加物；有乳化状态的硅油、清洁剂等。油品中机械杂质来源是多方面的，主要有以下几方面。（！）在加工过程中混入的机械杂质，如白土精制的油品，大部分机械杂质是白土的微粒。用其它方法精制的油品中，机械杂质包括铁锈、矿物盐等。（2）油品中的机械杂质在多数的情况下是外界的污染,在运输储存时落因容器清洗不净、容器本身不严密而混人的铁锈,飞人的尘土等。(3)油 品中含有添加剂时,可发现含有0.025%以下的机械杂质。这不一定是外辨而是添加剂组成中的物质 (添加剂的纯度问题)。(4)油品在运行中混人的杂质。如绝缘油注人变压器后,由于油与绝缘材料的相容性不良,而使某些绝缘材料溶于油中;汽轮机油在运行中,由于油系统的脏污或锈蚀,而增加了油品中的杂质。54.何谓油品申的颗粒度?对油品中颗粒皮的个数和大小是如何规定的?油品中的颗粒度是指沉淀和悬浮在油中的固体颗粒状机械杂质;是以每100ml油 中机械杂质的颗粒个数及大小表示的。国际上-些技术较先进的国家,对润滑油中机械杂质的含量,有较严格的要求,并规定了具体标准。(1)国际宇航标准NAs1638规 定见表2-1。美国西屋公司和法国要求汽轮机调节系统的颗粒污染度,大致相当于NAS标准56级,要求润滑系统的颗粒污染度,大致相当于NAS标准78级。(2)我国汽轮机油系统中油的污染度标准正在制定中。根据国内汽轮机油系统污染度的实际情况,我们初步制定的标准有可能比国际上的标准暂略宽一些。55.测定油品中机械杂质的方法有哪几种?其原理和各种溶剂的作用是什么?测定油品中机械杂质的方法,除了在运行监督中用的目视定性监察外,目前已采用的和正在开展中的方法有以下几种。(1) 定量分析法。即GB511to5机械杂质测定法。该方法是先用溶剂稀释油品后,用滤纸或其他滤器过滤,使油中所含的固体悬浮粒子分离出来,再用溶剂把油全部冲洗净,进行烘干和称重,测定结果以百分数表示之。测定机械杂质所用的溶剂,主要是用以溶解油类等有机成分,以便通过滤纸使油类和杂质分离。汽油可以溶解煤油、柴油、润滑油、石蜡等油品和中性胶质。但不能溶解沥青质、沥甯质酸及酸酐,也不溶于水。所以测定经精制及含胶状物质较少的石油产品的机械杂质时,可用汽油作为溶剂。苯可溶解汽、煤、柴油、润滑油、石蜡等油品,也能溶解中性胶质和沥青质,也可作 (磷、碘及其他物质的溶剂。但不能溶解炭青质、只微溶于水。因其能溶解汽油所不能濑 沥青质,故测定深色未精制油品或含添加剂的杂质时,可用苯作为溶剂。乙醇能溶于水并可和水以任何比例相混合,乙醚可溶于乙醇,易挥发 (沸点35C)。 测定时遇到试样含水多较难过滤时,加入乙醇一乙:醚混合液,可除去水分,以利过滤。乙醇可溶觯沥青质酸及其酸酐-故测定含添加剂涧滑油的杂质时,也可用乙醇一乙醚混合液冲洗杂质沉淀物。水只有在测定某些加有特定添加剂的润滑油时,其沉淀物不为有机溶剂溶解,而规格或专门合同上规定用水冲洗,时才能用水来冲洗杂质。各种溶剂冲洗滤纸以后,对于滤纸重量的增减情况不完全一样。用苯、石油醚、蒸馏水冲洗滤纸后,滤纸的重量减小。用乙醇及汽油冲洗后,滤纸的重量增大,特别是乙醇对滤纸重量增大更明显。(2) 颗粒度测定法。油中颗粒度测定法的原理主要是利用物质的光学性能,即在透明液体中,含有固体颗粒的大小和多少与液体的透明度成反比,并经相应的鉴定器检测。自前比较先进的仪器是自动颗粒记数仪。但也可用高倍显微镜测算油中的颗粒度。此方法尚在研究中。56.测定油品中机械杂质应注意哪些事项?测定油品机械杂质应注意下列事项。(1)称取试样前必须充分摇匀。(2)所有溶剂在使用前应经过滤处理。 (3)所选用滤纸的疏密、厚薄以及溶剂的种类、数量最好是相同的。(4)空滤纸不能和带沉淀物的滤纸在一同烘箱里-起干燥,以免空滤纸吸附溶剂及油类的蒸汽,影响滤纸的恒重。(5)到规定的冷却时间时,应立即迅速称量。以免时间拖长后,由于滤纸的吸湿作用,而影响恒重。(6)过滤的操作应严格遵照重量分析的有关规定。(7)所用的溶剂应根据试油的具体情况及技术标准有关规定去选用,不得乱用。否则,所测得结果无法比较。 57.测定油品中机械杂质 (颗粒度)对生产运行有何意义?测定油品机械杂质 (颗粒度)的意义是:(1)汽轮机油中含有机械杂质,特别是坚硬的固体颗粒,可引起调速系统卡涩,机组的转动部位磨损等潜在故障,威胁机组的安全运行。根据有关资料介绍,认为硬质颗粒大于最小油膜厚度 (一般主轴承油膜厚度为1000um,推力轴承为40150Ftm)时 ,将会刮坏轴瓦面,结果使受损的轴承温度升高或引起破坏。即是油中集积的是小颗粒杂质,但为数很多也是有害的。由于杂质的类型,尤其由于其硬度,将造成非常高的磨损率。因此杂质订为汽轮机油的运行监督指标之一,标准是无。为保证油系统要有一定的清洁度,我国也即将制订出运行中汽轮机油含颗粒度的规格标准。(2)绝缘油中如含有机械杂质,会引起油质的绝缘强度、介质损耗因数及体积电阻率等电气性能变坏,也威胁电气设备的安全运行,故机械杂质也是运行中绝缘油的控制指标之一。(3)油中的杂质会影响汽轮机油的乳化性能和分离空气的性能。并由于某些杂质 (如金属屑等)的催化作用,而加速油质的老化。此外,绝缘油中的杂质如沉降在线圈上,将影响变压器散热,而引起局部过热故障。九 、 水 溶 性 酸 碱58.何谓油品中的水溶性酸碱?它们来自何处?油晶中的水溶性酸碱,是指能溶于水的矿物酸碱。矿物性酸主要是硫酸及其衍生物,包括磺酸和酸性硫酸酯;以及低分子有机酸 (HCOOH、CH3COOH和 C2H5CoOH等)。水溶性碱主要为苛性钠或碳酸钠。油品中水溶性酸碱的来源有:油品在炼制和再生过程中,由于清洗和中和的不完全,而残留于油中。油品在储运和使用过程中,由于污染和油品自身氧化而产生的。一般新油或再生油如精制处理得当,油品中不应含有水溶性酸碱。但油品在使用过程中,由于长期与空气中氧接触,再加上一定的温度等条件,油品会氧化生成一系列氧化产物,其中就有低分子有机酸的生成。59.测定油品中水溶性酸碱有哪几种方法?其测定原理是什么?测定油品水溶性酸碱有下列几种方