两种颗粒度仪的测试比较研究
2012-05-23 09:38:15
两种颗粒度仪的测试比较研究
安徽省电力试验研究所(合肥市230022)
大型汽轮机用抗燃油本身具有较好的稳定性能，但当各种杂物混入油系统后都会给油造成污染，破坏油的性能指标。尤其固体颗粒的存在构成了特殊的危险性。因油中固体颗粒过多而发生的调节系统和润滑系统故障是众所周知的。由此可知，控制油系统中颗粒的数量是极其重要的工作。我所原有一台COURTⅡ型颗粒度仪，因仪器使用年限较长，易发生故障。近期购置了HIAC/ROYCO型颗粒计数仪。我们对此仪器进行了调试并与COURT型颗粒度仪进行了测试比较。下面具体介绍有关情况。
1 HIAC/ROYCO型颗粒计数仪与COURT型颗粒度测试仪原理简介
1.1 HIAC/ROYCO型颗粒计数仪原理
HIAC/ROYCO颗粒计数仪是由8000A计数器、空气或液体中传感器以及取样器(在液体情况下)组成。在液体系统中取样器用以输送适量体积和流速的含颗粒液体通过传感器外的粒子检测区。传感器检测出液体介质中存在的固体粒子，并变换为电脉冲，此脉冲的高度正比子颗粒的大小，这些电脉冲送入计数器的八通道计数电路。每个通道计测在一规定范围中的脉冲。通道1至通道8的范围是相连续的，颗粒脉冲的幅度超过通道的门限值，这脉冲即触发该通道一个计数。在测试结束后，每个通道的计数以差值或累加值形式显示，并通过打印机打印出结果。8000A计数器对传感器和取样器进行控制，它有一套完整的软件系统和智能化的界面。
1.2 COURTⅡ型颗粒度测试仪原理
COURTⅡ型颗粒度测试仪是以网挡(过滤器堵塞)原理为基础。污染样品通过一个已知尺寸和微孔数的网筛过滤器时，样品内部比网筛过滤器孔径大的颗粒则逐渐地留在用于分析的网筛过滤器的表面上，这些颗粒的存在减小了网筛过滤器的孔面积，如果流速保持不变，则通过过滤器的压力降成比例地上升。为了计算污染样品的实际颗粒数，测定样品的初始压降，然后求出样品通过网筛过滤器的体积，并测出通过样品后的压降。利用流体力学的原理，对上述的参数进行计算就可以得出大于此网筛尺寸的颗粒。此种仪器设置了三种孔径的网筛分别是25μm、15μm和5μm孔径的滤网，并利用压力传感器和电子仪表对各参数进行测试和计算得出有关结果。
2 两台仪器的测试比较
两台颗粒度仪器都是现阶段较为先进的油中颗粒度的测试装置，能够准确地测试电力系统汽轮机组油中的颗粒含量。但由于两台仪器基于不同的原理，它们的测试方法有所不同，特别是对各种不同形式的样品分析时，会出现较大的差别。现具体介绍如下：
2.1 含水油样的测试：
(1) 系统内的各台机组的运行状况不同，某些机组会出现油中进水，因此在颗粒度测试过程中，经常会遇到含水的样品。
(2) 利用HIAC/ROYCO颗粒计数仪对含水的油样测试时，会存在较大的误差。由于此仪器是应用光学原理进行颗粒测试的，油样中的乳化水和游离水油品的透光性不同，计数器把存在于油样中的水份当成杂质颗粒计算，导致了测出的颗粒数很大。
(3)当用COURTⅡ型颗粒度测试仪分析含水油样时，水份能够顺利通过仪器的各层网筛，只要水份均匀分布在样品中，对测试结果就不会产生影响。
(4)由分析可知，对于含水的油样应使用COURTⅡ型颗粒度测试仪。
2.2 高粘度样品的测试：
(1)因2台仪器都是实验室仪器，油样必须从各台机组取样后，送到实验室化验。这样待测样品粘度与环境温度有直接关系。在冬季由于温度较低，油的粘度增大。特别是抗燃油的粘度本身就大，在冬天测试时它的粘度就更大。
(2)2台仪器真空泵的值都有一定的限度，当样品的粘度很大时，液体的流速达不到规定值，测试结果就会出现较大误差。相比而言，COURTⅡ型颗粒度测试仪的误差更大，因为它的压力基数值变化较大。
(3)解决高粘度样品的测试的方法有两种：即对样品加热和对样品进行稀释。由于缺乏标准的稀释液，对样品进行稀释的方法在现阶段无法实现。因此我们采用加热样品的方法对粘度样品(加热到50℃)的进行测试。
(4)利用HIAC/ROYCO颗粒计数仪测试加热后的样品能够达到较好的准确度。这是因为此仪器的测试时间短，只要真空泵能将样品顺利地抽入测试区，就可以准确地测出其中的颗粒度。
(5)COURTⅡ型仪在测试过程中流体压力的变化直接与流速有关，加热后的样品进入仪器导致整个测试系统温度不均匀，产生了压力误差，从而测出的数据出现较大误差，从而测出的数据出现较大误差。
(6)高粘度样品的测试，应在对样品加热后，利用HIAC/ROYCO颗粒计数仪测试。
2.3 污染严重样品的测试：
(1)在新装机组油系统的冲洗和调试过程中，必须对油品的颗粒度进行跟踪分析。但在调试初期，往往会出现污染严重的样品。
(2)污染严重的样品不会对HIAC/ROYCO颗粒仪的测试准确带来影响。因为此种仪器的采样系统与传感器没有直接的接触。但在污染样品分析完成后，一定要用清洗液清洗整个取样系统，否则会影响其它样品的测试结果。
(3)COURTⅡ型仪在分析污染严重的样品时，会引起较大的误差。一些絮状等特殊形状的杂质会污染或堵塞各层网筛和压力传感器，造成测试结果产生较大变化。被污染的网筛在正常情况下很难清洗，这不但影响本次样品测试的准确性，而且对以后正常样品的分析也会带来严重影响。
(4)测试污染严重的样品应使用HIAC/ROYCO颗粒仪。
2.4 正常样品的测试
(1)绝大多数情况下，汽轮机组中油品的颗粒数处于一个正常的范围内，即使有些机组中油的颗粒含量超过国家标准，它的绝对值也不会很高。就两台仪器而言，完全属于正常的测试范围。
(2)2台仪器在测量汽轮机组中正常油品的颗粒时差别不大，并且有较好的准确性和重现性。任何1台仪器都能满足正常工作的需要。
(3)在使用任何1台颗粒仪测量油品的颗粒度时，都必须严重按照它的操作步骤进行，防止人为因素对测试结果的影响。
3结论
通过对2台仪器的测试分析和比较研究可知，对于不同类型的样品应选择不同的仪器进行测试，同时排除一切对测试准确性影响的不利因素，使我们能够准确分析汽轮机组油系统的颗粒度，控制油系统的污染，保证油系统的安全运行。
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