浅谈油中水含量监测手段

浅谈油中水含量监测手段浅谈油中水含量监测手段 闫红军 华能澜沧江水电股份有限公司糯扎渡水电厂 云南省普洱市 665005 摘要 摘要 水电厂里大量使用润滑油和绝缘油 水分会影响润滑油的油 品质量 引起油品乳化 绝缘破坏 腐蚀生锈 因此监测油中水含 量非常重要 目前现场监测水中含量的手段主要有两种 一种是油 中积水测量 一种是油中微水 关键词 关键词 油中积水 油中微水 1 1引言引言 水电厂使用最多的是润滑油和绝缘油 润滑油主要用在各导轴 承油槽 液压系统 起润滑 散热作用 润滑油需要水进行冷却 润滑油和水进行热交换时 由于冷却器质量 冷却器超期服役 水 里杂质多等原因 冷却器难免会发生泄露 油中会混入水 有时候 冷凝水也会造成油混水 油中混入水 会使油品乳化 绝缘破坏 腐蚀生锈 绝缘油用在变压器 断路器等设备 起绝缘 散热作用 油水冷变压器如果油中混入水 会引起绕组绝缘下降 严重者绝缘 击穿 引起变压器事故 水电厂对润滑油的含水率都是ppm 百万分 之 级别 这种含量一般采用人工化验方法 采用化学原理才可能测 得 这种监测方式是离线的 间断的 如果在两次采样时间中发生 油中漏水 进水等事件便无法监测 如果能及时发现油中混入水 对避免事故 减小损失非常重要 下文就是介绍两种在线测量油中 水含量方法 2 2方法介绍方法介绍 2 12 1 油中积水测量油中积水测量 如果油中含水量达到饱和点后 多余水分会形成明显的油水分 层 以游离水状态而被析出 由于大多数油的密度比水的密度小 因此水层通常沉淀在油层之下 因此油积水测量装置传感器一般深 入油槽底部 油积水这种测量的原理是依据电容值在其他条件不变 只有电容两极间的介质常数变化时 其值随介电常数的变化而线性 变化的原理 装置由探头外壳 内芯构成电容两级 如图 1 所示 当两极间油中混水后将改变其介电常数 从而引起电容值的变化 通过微电路设定油混水比例 当油混水的比例达到设定值时 控制 器输出报警接点信号 图 1 油积水安装示意图 2 1 12 1 1油中积水测量优点油中积水测量优点 1 这种装置可以测量碳水化合物或任何不导电液体 气体中水的含 量 2 旁路式安装可以安装在小管径应用场合 校准和清洗都非常方便 而直插式为油箱和储油罐中油混水的测量提供简单可靠方案 3 价格较低 2 1 22 1 2油中积水测量缺点油中积水测量缺点 1 测量精度不高 油混入少量水后 水还未分层至底部就无法测出 而且轴承在旋转时润滑油也在油槽内部甩动 油和水呈混合状 也无法测出 因此这种方法有一定局限性 必选保证油和水已经 分层 2 只能输出开关量 不能输出模拟量 不能达到连续的在线测量 3 只能安装在油箱底部 2 22 2 油中微水测量油中微水测量 油中微水基本原理基本上都是利用测量油的相对湿度的芯片 来准确测量油中含水量 介绍油中微水测量之前首先介绍几个概念 测量油中水含量通 常是测量指油中含有非游离态水分的多少 通常用ppm和活性aw表示 2 2 12 2 1ppmppm ppm part per million 百万分之 是一个绝对水分参数 可 以用来描述油中微水的体积或质量按体积 1 ppm V 水 1毫升水 1立方米油或按质量 1 ppm W 水 1克水 1000公斤油 ppm测量存在一个主要的限制因素 就是它并不能说明油液饱和 点的任何变化 2 2 22 2 2awaw aw Water activity 水的活性 是某种物质中的水分含量 与它所能容纳的水分总量的比值 范围0 1 0aw aw1 说明水已饱和 多余水分已经变成游离态 aw 而且与温度有关 如图2所示 在油液中温度越高aw越高 2 2 32 2 3ppmppm 和和 awaw 参数优缺点参数优缺点 aw比传统的ppm参数有几个方面的优点 1 不用考虑油液的饱和点情况下 aw读数精确显示了产生游离水风 险的程度 2 无论出于什么原因 例如温度 老化和物理性能变化 导致饱 和点的提高或降低 aw都能精确地反映出新的饱和裕度 3 aw与被测液体无关 因为aw适用于所有液体和固体 它可以在不 考虑化学成分或物理特性的情况下用于各种物质 图2 油中水的活性 油中微水传感器就是通过测量水中aw值 来测量油中水含量是否 超标 2 2 42 2 4油中微水测量的优点油中微水测量的优点 1 测量精度高 因为在油水未分离之前就可以检测到水含量超标 2 不仅能输出开关量 还能输出模拟量 可以在线测量 3 安装方便 只需安装在可以接触到液体的地方 比如管路 2 2 52 2 5油中微水测量的缺点油中微水测量的缺点 1 由于结构复杂 技术含量高 因此价格也不低 3 3总结总结 通过对油中积水和油中微水测量 我们可以得出以下结论 1 油中微水是测量从油中分离成游离态之前的含量 能预测产生游 离水的风险程度 油中积水不能精确预测游离水的风险 只能在 产生游离水后产生报警 2 油中微水的安装位置 可安装到接触到被测液体或固体的任何位 置 包括油箱底部 顶部 侧面 油积水只能安装在油箱底部 3 无论出于任何原因 如温度 老化 物理性能 导致饱和点提高 或是降低 油中微水都能精确反应出任何时刻新的饱和裕度 4 aw与被测液体无关 aw适用所有油品 无需考虑化学成分或物理 特性 因此对于对油品品质要求高的场合 选用正确的测量方式非常 重要 参考文献 1 李钰洁 计量与测试技术 2011 作者简介 闫红军 男 1986 年 2 月出生 2009 年毕业于长春工业 大学电气工程及其自动化专