淺談油中水含量監(jiān)測手段

1、淺談油中水含量監(jiān)測手段閆紅軍（華能瀾滄江水電股份有限公司糯扎渡水電廠，云南省普洱市665005)摘要：水電廠里大量使用潤滑油和絕緣油，水分會影響潤滑油的油品 質(zhì)量，引起油品乳化、絕緣破壞、腐蝕生銹，因此監(jiān)測油中水含量非 常重要。目前現(xiàn)場監(jiān)測水中含量的手段主要有兩種，一種是油中積水 測量，一種是油中微水。關(guān)鍵詞:油中積水、油中微水1引言水電廠使用最多的是潤滑油和絕緣油，潤滑油主要用在各導軸承油槽、液壓系統(tǒng)，起潤滑、散熱作用。潤滑油需要水進行冷卻，潤滑 油和水進行熱交換時，由于冷卻器質(zhì)量、冷卻器超期服役、水里雜質(zhì) 多等原因，冷卻器難免會發(fā)生泄露，油中會混入水，有時候冷凝水也 會造成油混水。油中混入

2、水，會使油品乳化、絕緣破壞、腐蝕生銹。絕緣油用在變壓器、斷路器等設備，起絕緣、散熱作用，油水冷變壓 器如果油中混入水，會引起繞組絕緣下降，嚴重者絕緣擊穿，引起變 壓器事故。水電廠對潤滑油的含水率都是pph1（百萬分之）級別，這種 含量一般采用人工化驗方法，采用化學原理才可能測得，這種監(jiān)測方 式是離線的、間斷的。如果在兩次采樣時間中發(fā)生油中漏水、進水等 事件便無法監(jiān)測，如果能及時發(fā)現(xiàn)油中混入水，對避免事故、減小損 失非常重要。下文就是介紹兩種在線測量油中水含量方法。2方法介紹2. 1油中積水測量如果油中含水量達到飽和點后，多余水分會形成明顯的油水分層, 以游離水狀態(tài)而被析出。由于大多數(shù)油的密度比

3、水的密度小，因此水 層通常沉淀在油層之下，因此油積水測量裝置傳感器一般深入油槽底 部。油積水這種測量的原理是依據(jù)電容值在其他條件不變，只有電容 兩極間的介質(zhì)常數(shù)變化時，其值隨介電常數(shù)的變化而線性變化的原理, 裝置由探頭外殼、內(nèi)芯構(gòu)成電容兩級，如圖1所示，當兩極間油中混 水后將改變其介電常數(shù)，從而引起電容值的變化，通過微電路設定油 混水比例，當油混水的比例達到設定值時，控制器輸出報警接點信號。圖1油積水安裝示意圖2. 11油中積水測量優(yōu)點1. 這種裝置可以測量碳水化合物或任何不導電液體，氣體中水的含 量。2. 旁路式安裝可以安裝在小管徑應用場合，校準和清洗都非常方便, 而直插式為油箱和儲油罐中油

4、混水的測量提供簡單可靠方案。3. 價格較低。2. 1.2油中積水測量缺點1. 測量精度不高。油混入少量水后，水還未分層至底部就無法測出， 而且軸承在旋轉(zhuǎn)時潤滑油也在油槽內(nèi)部甩動，油和水呈混合狀， 也無法測出。因此這種方法有一定局限性，必選保證油和水已經(jīng) 分層。2. 只能輸出開關(guān)量，不能輸出模擬量，不能達到連續(xù)的在線測量。3. 只能安裝在油箱底部。2.2油中微水測量油中微水基本原理基本上都是利用測量油的相對濕度的芯片，來 準確測量油中含水量。介紹油中微水測量之前首先介紹幾個概念。測量油中水含量通常 是測量指油中含有非游離態(tài)水分的多少，通常用ppm和活性ow表示。2. 2. lppmppm (pa

5、rt per in訂lion)：百萬分之，是一個絕對水分參數(shù)，可 以用來描述油中微水的體積或質(zhì)量按體積：1 ppm (v)水二1毫升水/i 立方米油或按質(zhì)量：1 ppm(w)水二1克水/ 1000公斤油ppm測量存在一個主要的限制因素，就是它并不能說明油液飽和 點的任何變化。2. 2. 2awaw (water activity):水的活性，是某種物質(zhì)中的水分含量與 它所能容納的水分總量的比值，范圍01. oaw, awl說明水在油中 還未飽和，aw> 1,說明水已飽和，多余水分已經(jīng)變成游離態(tài)。aw而且 與溫度有關(guān)，如圖2所不，在油液中溫度越高qw越高。2. 2. 3ppm和aw參數(shù)優(yōu)缺

6、點aw比傳統(tǒng)的ppm參數(shù)有幾個方面的優(yōu)點：1. 不用考慮油液的飽和點情況下，aw讀數(shù)精確顯示了產(chǎn)生游離水風 險的程度。2. 無論出于什么原因(例如溫度、老化和物理性能變化)，導致飽 和點的提髙或降低，aw都能精確地反映出新的飽和裕度。3. aw與被測液體無關(guān)。因為削適用于所有液體和固體，它可以在不考慮化學成分或物理特性的情況下用于各種物質(zhì)。(ppm)(800)(600)(400)(200)002550751,0a.0,9a“0,5dwoil temperature °c圖2油中水的活性油中微水傳感器就是通過測量水中aw值，來測量油中水含量是否 超標。2. 2. 4油中微水測量的優(yōu)點1

7、. 測量精度髙。因為在油水未分離之前就可以檢測到水含量超標。2. 不僅能輸出開關(guān)量，還能輸出模擬量，可以在線測量。3. 安裝方便。只需安裝在可以接觸到液體的地方，比如管路。2. 2. 5油中微水測量的缺點1. 由于結(jié)構(gòu)復雜，技術(shù)含量高，因此價格也不低。3總結(jié)通過對油中積水和油中微水測量，我們可以得出以下結(jié)論。1.油中微水是測量從油中分離成游離態(tài)之前的含量，能預測產(chǎn)生游 離水的風險程度；油中積水不能精確預測游離水的風險，只能在產(chǎn)生游離水后產(chǎn)生報警;2. 油中微水的安裝位置，可安裝到接觸到被測液體或固體的任何位置，包括油箱底部、頂部、側(cè)面；油積水只能安裝在油箱底部。3. 無論出于任何原因（如溫度、老化、物理性能）導致飽和點提高 或是降低，油中微水都能精確反應出任何時刻新的飽和裕度。4. aw與被測液體無關(guān)。那適用所有油品，無需考慮化學成分或物理 特性。因此對于對油品品質(zhì)要求高的場合，選用正確的測量方式非常重要。參考文獻1李飪潔,計量與測試技術(shù)，2011作者簡介閆紅軍，男，1986年2月出生，2009年畢業(yè)于長春工業(yè)大 學電氣工程及其自動化專業(yè)，工程師，現(xiàn)任