摘 要

本文针对汽轮机油的抗氧化性能，抗乳化性，和水解安定性能降低，生成油泥趋势增大，使得润滑油劣化加快，故障发生率增多；寿命减短，换油频繁，运行成本增高的问题。为能在线实时监测汽轮机油的劣化程度，适时的进行油液的更换。故对汽轮油的劣化因素进行了实验研究。

论文主要研究水分，温度和铁含量（机械磨损产生的磨料颗粒的数量）等因素对汽轮机油的劣化规律和使用寿命产生的影响。

经试验验证与数据分析，介电常数的变化与润滑油污染物成分、机械设备的磨损故障有很好的相关性，其增大的趋势与润滑油劣化的趋势、发生磨损故障的趋势一致。

本文所作出的定量实验验证和基于实验数据基础上的分析，有效的说明了用介电常数法对于汽轮机油运行状况和劣化程度进行检测的可行性和可靠性。

关键词：油液检测； 介电常数法；电容传感器； 故障诊断；汽轮机油

Abstract

The problem of oxidation resistance, anti-emulsion, the decreasing hydrolysis stability as well as the formation of sludge increased accelerated lubricating oil degradation. Such results caused the failure rate increased, shorter life expectancy, frequent oil changes, increased cost of operating problems. As to the degree of deterioration of the online real-time monitoring of turbine oil and timely for the replacement of oil. Turbine oil deterioration factors were searched by doing experiment.
This paper mainly studies the influence of moisture, temperature and iron content (the number of abrasive particles produced by mechanical wear) on the deterioration of turbine oil and the service life of turbine oil.

By doing experiments and analyzing the data , the dielectric constant have good correlation with lubricating oil pollutant components and the machinery and equipment wearing. The growing trend between dielectric constant and lubrication oil deterioration is quiet fit .
The quantitative experiment and the analysis based on the experimental data have proved that the feasibility and reliability of using the dielectric constant method to detect the running status and the degree of deterioration of the turbine oil.

Key Words: Oil Monitoring; permittivity law; capacitive sensor; fault diagnosis; turbine

oil

目录

第1章 绪论 1

1.1 课题研究的目的和意义 1

1.11 课题研究的目的 1

1.12 课题研究的意义 2

1.2 国内外研究现状 2

1.21 国外研究现状 2

1.22 国内研究现状 3

1.23 油液检测技术存在问题及发展趋势 3

1.3 毕业设计主要思路及内容 4

1.31 毕业设计主要思路 4

1.32 主要研究内容 4

1.33 论文的主要组织结构 5

第2章 介电常数法检测的理论基础和 6

电容传感器的工作原理 6

2.1 对电介质介电常数影响因素的分析 6

2.1.1 介电常数的概述 6

2.1.2 电介质的极化 6

2.1.3 影响介电常数的因素 7

2.2 电容传感器原理 8

2.2.1 平板式电容传感器原理 8

2.2.2 圆柱式电容传感器原理 8

第3章 实验平台的建立和监测系统的应用 10

3.1 实验平台的构成设计 10

3.2 监测系统的设计及应用 12

3.3 实验设备通讯接口设计 12

第4章 基于介电常数方法的汽轮机油监测研究 14

4.1 对汽轮机油中含水量实验研究 14

4.2 对汽轮机油温度的实验研究 15

第5章 结论与展望 18

5.1 研究结论 18

5.2 前景展望 19

参考文献 20

致 谢 22

第1章 绪论

1.1 课题研究的目的和意义

1.11 课题研究的目的

随着科学技术的发展和社会生产力的日益提高，我国国内的生活用电和工业用电的用电量需求日益增大。而汽轮机发电是国内乃至是世界上主要的发电方式。为满足广大用户的用电量需求，国内新增的汽轮机发电装机容量规模继续增大，以提高单机发电量和汽轮机的效率的发展方向日益明显。为了保证生活用电以及工业用电的可靠性和稳定性，首先要保证汽轮机运行工况的稳定性，而汽轮运行状态的稳定性主要影响因素取决于汽轮机润滑油的运行状况。

汽轮机润滑油在汽轮机运行过程中起着密封、润滑、冷却、防腐等作用^[1]。磨损产生的磨料磨粒以及超超临界汽轮机要求的较高的初蒸汽参数所导致的水分混合进入汽轮机润滑油中，从而致使汽轮机润滑油的抗乳化性，氧化安定性，水解安定性，润滑性能下降，大大的增加了汽轮机的运行风险性和故障发生率，造成汽轮机润滑油的使用寿命减少，汽轮机润滑油的劣化速度的加快所带来汽轮机润滑油的更换频繁，增加了运行的成本。同时汽轮机润滑油的劣化的程度以及更换的时机都会对设备产生重要的影响：如汽轮机润滑油劣化严重，润滑油中的磨料磨粒和水分超标却没有及时更换汽轮机润滑油则会使劣质油延期使用，导致汽轮机轴承润滑不良磨损加剧，轴承滑油温度迅速增高将会进一步导致汽轮机润滑油的氧化以致油泥的生成；若汽轮机润滑油尚能满足使用要求，这时候选择更换汽轮机润滑油，则会造成润滑油的浪费，使运行成本升高。因此，就需要对汽轮机润滑油进行油液的污染程度的检测，油液中的固体磨料的数量和水分含量就蕴含着机器内部磨损状态的信息，以此判断汽轮机润滑油的运行状况。

实证明，当磨损产生的磨料颗粒数量超出正常运行标准数量时，只要除去油中的磨料颗粒污染物，油液仍可重复使用^[2]。有些汽轮机厂为了节省汽轮机油的使用费用，采用将过多金属颗粒数量过滤的方法，在单位体积的油液颗粒数降到允许使用的标准时再次投入使用，可使油液的换油周期延长^[3,4]。因此，通过油液污染度检测，可以节省换油的费用，还能够预防重大故障的发生。