便携式油液分析工具降低了发电机组的日常维护成本

医院、警察局、治疗厂和远程矿井都有需要不间断电源的资产，通常由发动机发电机作为主电源或备用电源供电。发动机发电机，也称为“发电机组”，是发电机和发动机的组合。它们为正常公用电不稳定或不易获得的区域提供电力。

发动机发电机用于临时电力需求，通常安装在可移动的滑道或拖车上。便携式手持式油液分析工具现在很普遍，可以用来延长油漏间隔，降低常规成本。

美国环保局最近修订的应急备用发电机组NESHAP规则进一步推动了这些工具的发展，允许基于条件的油排放间隔，因此资产所有者可以认识到油分析的优势。这篇文章讨论了便携式/应急发电机组的业主面临的挑战和解决方案，这些业主已经承受了基于时间的换油成本。

图1。典型的发电机引擎外壳位于客户网站（REF：Jenbacher）附近

为什么改变油？

重要的是要在发动机油不能再充分发挥其在发动机内的预期功能之前更换它。旋转内燃机(RICE)中的机油污染越来越严重，污染率会根据负载周期、负载系数、环境、使用年限和燃料类型而有所不同。

添加剂消耗到一定程度，油和添加剂的组合不能再为发动机提供满意的保护。油中的污染物类型需要知道，这一数据提供了发动机状况的症状，并能够直接补救问题。

最大石油污染物

在发动机正常工作时，各种各样的污染物被引入润滑油中。以下是最常见的污染物类型:

燃烧的副产品

这些是废气(吹过的气体)泄漏通过活塞环，涡轮增压器密封，和阀门引导进入曲轴箱。这些气体由碳粒子、酸粒子、水粒子、清漆粒子、部分欧洲杯猜球平台燃烧的燃料粒子和漆粒子组成。石油被所有这些颗粒污染了。欧洲杯猜球平台

硫氧化物（SOX）是具有硫磺燃料（柴油，重油和液体燃料馏分）的气体。氮氧化物（NOX）是具有燃料发动机的天然气（LNG，CNG，丙烷）的更常见气体。烃氧化（HCOX）可以在不同的量中找到。

酸、清漆和污泥

当润滑油接触到热的发动机部件时，或者当热油接触到滞留的空气时，由于氧化和分解，就会产生酸、油泥和清漆等污染物。

燃料

这些污染物通常与发动机故障相关联。然而，过度发动机空转或停止和去运行也可能导致燃料稀释。粘度损失是油的燃料稀释的结果，如果留下未选中，导致严重磨损和潜在的癫痫发作。燃油泵故障，堵塞的空气过滤器和故障的注射器是燃料稀释的常见源，但在某些情况下，燃料管线可能破裂并污染油。

水

水蒸气作为燃烧的副产品被引入油中。低负荷发动机和备用发电机不会让油热到足以煮沸的水迅速。水与吹出的气体结合产生酸，酸降解机油并腐蚀发动机表面。来自环境或损坏的冷却管道的进入水将导致润滑油迅速降解，在某些情况下会导致严重磨损和发动机故障。

冷却液

以乙二醇为基础的发动机冷却剂应用广泛。封头垫片密封破裂，冷却管路配件不当，或冷却系统腐蚀都可能导致冷却剂与油混合。乙二醇对有色金属轴承表面特别具有腐蚀性。过多的冷却剂会导致光泽或蛋黄酱油乳化，导致发动机卡住。

烟尘

喷油正时延迟和燃烧的燃油与缸套上的机油混合会形成烟尘。过量烟尘会导致阀门和喷油器系异常磨损，并使排放控制系统过载，从而导致空气质量罚款。

油分析，一种旨在通过流体分析评估发动机健康的方法，可以监测所有这些污染物。

常规维护和油状况

运行和维护大型发动机发电机的一些主要运行成本是与根据固定的运行时间间隔更换机油相关的材料和人工成本。这种方法通常被发动机制造商推荐，而且越来越多地被旨在抑制排放的地方法规推荐(EPA NESHAP规则)。

无论发电机是满负荷运行还是大部分时间处于闲置状态，建议根据运行时间或日历间隔更换机油。直到现在，这个任务是不可谈判的，特别是如果发电机组是在保修。事实上，美国环保局要求对用于应急备用动力的固定发动机更换机油。

定期换油有一些问题困扰着发动机所有者：

• 好油无需更换。并非所有的发电机都以相同的负荷运行，因此可能没有必要按建议的更换间隔为特定的发电机更换机油。这导致了运营成本和浪费的增加，包括材料、人力、服务工程师利用效率以及回收成本。如果有可能延长哪怕是一小部分发电机的换油间隔，就可以显著节省成本
• 定期换油无法解决持续的污染问题。润滑油污染导致的发动机损坏可能会继续，通常严重程度会增加。
• 灾难性故障仍然可能发生，维修和停机的成本并非微不足道，即使它可能不经常发生

石油分析的作用

有远见的发电机组所有者和服务提供商已经意识到这些问题有一段时间了，他们使用现场或场外的油分析来识别润滑油和设备的状况。2020欧洲杯下注官网利用这些信息，他们可以确定是否可以延长油期，或者是否需要大修。

美国环保署承认，由于石油分析，环境变化的好处。最近，该机构修订了备用或应急模式固定发电机的规定，以便在不超过油况报废限制的情况下，可以延长更换(图2)。

图2。油被燃烧室的污染物污染(参考文献:MIT)

规定是明确的，废弃机油必须在发动机所有者收到这一信息的两天内更换。如果在预定服务期间对油况进行分析，可以立即决定是否需要更换油或是否需要进行小修理。

它不仅降低了运行和维护成本，而且使发动机运行时间更长。在管理汽车车队时也会出现类似的情况。基于时间的换油已经被证明会产生浪费，因为不必要的换油。

尽管成本节约是实实在在的，市场也开始支持它们，但为什么基于条件的换油尚未成为一种流行做法是一个有趣的问题。以下是两个很好的理由：

1.投资专门的实验室并不总是可行的。大型发电厂和采矿作业现场通常有中央石油分析实验室，用于连续监测设备群的机器和石油状况。2020欧洲杯下注官网根据经验丰富的实验室数据分析人员的建议，作出关于换油和其他维护活动的决定。尽管这是最佳的工业实践，但由于前期大量的资本投资和聘请实验室技术人员和数据分析师的要求，在发动机发电机车队中应用这一实践是困难的。即使在建立了一个中心实验室之后，由于发电机组的分布式或临时性质，服务工程师也无法立即做出决定，因为从中心实验室接收结果的时间较晚。这就是依赖合同实验室来执行这项任务的问题。

2.以往的现场石油分析技术是不够的。为了实施有效的基于状态的换油实践，用于油情监测的工具必须满足以下要求:

• 便携式——维修工程师可以把它从一台发电机带到另一台发电机
• 易于使用–无需聘请经验丰富的石油专家
• 成本效益-投资回报在一或两年
• 快速-允许工程师更有效地利用他们的现场时间
• 全面–提供机油状况的完整图片，错误报警的可能性最小
• 可重复和明确的决定可以很容易地制作
• 没有废物流，没有危险化学品的回收 - 降低了化学物质的处理，储存，运输和回收的培训成本

这不是一个简单的需求列表，因为大多数商用工具都可以部分满足这些需求。这些工具可能简单易用，但不明确，也可能价格昂贵且准确，但不便于用户使用或易于在现场部署。

Spectro Scientific最近推出了一套全面的便携式油状分析仪提供了在役油状况的完整图像。这些由电池驱动的工具小巧玲珑，与实验室仪器一样精确。这些便携式工具目前甚至在石油分析实验室使用。

每种仪器使用小型油样体积，测量液滴，并且不会产生任何废物流。石油分析不需要化学品，消除了对Hazmat材料或回收的需求。欧洲杯足球竞彩没有样品制备，可以在几分钟内分析直接从发动机检索的油样。

结果可以在分析仪的显示器上读取，并包含警报，以提醒用户立即做出明智的决定。这套工具都源于与美国军方联合开发的基于条件的石油变化。这些工具在油田中被用于提高可靠性和降低成本。

维护人员现在拥有该领域的决策能力，正在改变行业。结果，现状的油变化现在变化是价格实惠的。

Spectro科学便携式油条件组合

Spectro Scientific的便携式油状况监测工具包括温控运动粘度计，便携式燃料稀释仪和红外光谱仪（流体扫描).此三重组合提供了在用机油状况的完整画面，包括冷却液污染、机油降解、燃油污染、水污染和粘度。

这三种仪器都是由电池供电，总共用油不到1毫升。表1列出了使用这些组合套件可以确定的在役油参数。

表格1。美国环保局NESHAP ZZZZ规则修正案(2013年10月)谴责在用石油的限制

参数	谴责的限制
总碱值 （仅限CI米）	新油的TBN <30%
总酸性 大米(SI)	新油时每克TAN增加3.0 mg以上的氢氧化钾
粘度	粘度比新油时变化20%以上
%含水量(体积	> 0.5

表2。发动机润滑油关键参数

发电机发动机类型	润滑剂参数
采购产品柴油，汽油，生物柴油，丙烷，生物气，天然气	氧化，硝化，硫酸盐，抗磨添加剂，TBN，水，乙二醇污染，煤烟，燃料稀释，粘度

流体扫描^®

FluidScan（Q1000）手持式红外光谱仪^[1,2]测量中红外范围(2.5 mm - 12 mm)的吸油光谱。为了更好的便携性和耐用性，基于衍射光栅的光学探测器被用来代替FTIR技术，这是石油分析实验室常用的方法。

对原始红外光谱进行化学计量校正，得到氧化、硫酸盐、硝化、抗磨添加剂、水、总碱值、乙二醇污染和煤烟等油况信息。^[3,4]该技术最近被授予ASTM D7889标准方法。

FluidScan在实验室中被广泛用于滴定替代，在海洋船舶中，在采矿卡车的车队管理中，在工业工厂中，以及在发电厂中，用于基于油况的预测维护。专利翻盖电池使用三滴油，需要一分钟，不需要任何化学溶剂或化学品清洗。

该仪器还具有车载数据库，包含资产信息和利用红绿灯系统预设的报警限制，使维护工程师能够在测量后立即做出决定。

便携式运动学粘度计

电池供电Q3050便携式运动粘度计在控制温度(40°C)下测量石油粘度。^[5]根据给定油的预设粘度指数，该工具可以在100°C下外推粘度。专利的分离池只需要两滴油（60µL），几分钟内完成测试，并且不需要任何溶剂或化学品进行清洁。

结果是3%的准确性，这足以做出明智的维护决策。它很好地补充了FluidScan，通常用于船舶和采矿卡车设置。

燃料稀释计

这个便携式燃料稀释仪(Q6000)是石油状况家庭的新成员。燃料稀释表（Q600）是前任，用于分析实验室和现场实验室的固定分析仪，以筛选发动机油中的燃料稀释。它与美国海军共同开发，常用于铁路，采矿和海洋环境。

测量是基于表面声波(SAW)传感器对样品瓶顶空中燃料蒸气芳香的校准响应，该响应随发动机润滑油样品中燃料含量的比例而变化。新型燃料稀释仪继承了SAW传感技术，但结构紧凑，由电池操作，而且专利申请中的取样系统使其在现场使用更加方便，只使用500µL的旧油。

三种仪器相辅相成，提供了一套完整的油况信息。他们都有相同的角色，包括

• 小型、轻型、便携式和电池供电
• 快速（每个一到两分钟）
• 使用少量机油（<1毫升）
• 准确(与实验室结果相关)
• 无需化学试剂或溶剂清洗(现场分析要求)
• 使用方便(无需用油专家)

这组功能使维护专业人员的生活更轻松。现在，可以在发电机上进行机油分析，并且可以信心十足地立即做出准确的决策。

结论

油液分析技术的进步使维修专业人员可以使用便携式和精确的油液状态监测仪器。管理一批发动机发电机的公司现在可以很容易地实施基于条件的换油实践。因此，通过减少不必要的换油浪费和维护成本，提高机器的可靠性和消除灾难性故障，可以降低运营费用。Spectro Scientific便携式流体状态监测组合解决方案可以实现这些成本效益。

引用:

1. 引擎盖下–满足FluidScan的设计挑战^®手持式红外石油分析仪-光谱科学白皮书
2. 概述FluidScan^®手持式红外石油分析仪-光谱科学白皮书
3. 使用红外光谱法测定机械润滑油中的TAN和TBN–Spectro Scientific白皮书
4. 用FluidScan测量水^®流体状态监视器
5. EPA NESHAP Quad Z要求
6. P. Henning, SpectroVisc Q3000系列粘度计-一种便携式石油分析解决方案，为现场用户

本信息来源、审查和改编自AMETEK Spectro Scientific提供的材料。欧洲杯足球竞彩

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