(中石化胜利石油工程有限公司海洋钻井公司,山东东营257000)
摘要:柴油机是海洋钻井平台在进行钻井作业时最常用到的机械设备之一,正确、合理的使用柴油机冷却液技术可以提升柴油机的工作质量、延长柴油机使用寿命,提升海洋钻井平台的工作质量。本文对海洋钻井平台工作中的柴油机的作用进行介绍,探索对柴油机冷却液技术的应用方法。
关键词:海洋钻井平台;柴油机;冷却液;水处理
柴油机在海洋石油钻井作业中起到“心脏”的作用,为海洋石油平台钻井作业提供着源源不断的动力。柴油机在工作的过程中,其内部气缸燃烧会产生巨大的热量,使气缸燃烧室和排气系统的部件受到热量的冲击,为了保证柴油机的正常运转,降低柴油机气缸燃烧室和排气系统部件的温度是十分必要的,这就凸显了柴油了冷却液系统的强大作用。因此,对柴油机进行水冷却是十分必要的,正确的对柴油机进行水冷却工序有利于提升柴油机的使用寿命,保障柴油机的工作质量。
一、冷却液对柴油机的不利影响
虽然冷却工序是柴油机工作的必要工序,但由于冷却液自身的一些特性,冷却液也会对柴油机产生不利的影响,这些影响集中表现在:冷却液会导致柴油机内部系统构件表面结水垢,进而影响到热量的传递、冷却液中的氧气和二氧化碳等元素会对柴油机构件造成腐蚀、冷却液中溶解的有机物经高温加热容易产生泡沫,从而影响到柴油机的散热。
1、在机体内部形成水垢
海上钻井平台使用的柴油机多使用淡水作为冷却剂,而淡水中往往溶解了一些重碳酸盐、碳酸氢镁,这些物质含量较高且化学性质不稳定,当冷却液经过柴油机体热表面时,这些物质非常容易形成水垢。一旦这些物质转化为水垢,附着在柴油机的热表面上,就会导致柴油机的这部分结构传热不良,严重的情况下甚至会导致这些结构表面出现裂纹。
2、冷却液腐蚀机体金属
由于柴油机所使用的冷却液中通常都会含有一定量的氧气、硫化氧和二氧化碳等,在氧化的过程中非常容易对柴油机机体内部造成吸氧腐蚀。在对柴油机补充冷却液,或在柴油机的运行过程中,冷却液会和空气接触,进而溶解氧气,因此,冷却液对柴油机的腐蚀在所难免。如果冷却液对机体的腐蚀仅仅停留在机体的金属表面,对于柴油机的运行的危害还不大,但一旦冷却液对柴油机机体造成了局部腐蚀,就会造成很大的安全问题。局部的腐蚀会对柴油机整体的运转造成极大的破坏,大大缩减柴油机整体的使用寿命,而冷却液对于柴油机的局部腐蚀时长发生,且一旦产生局部腐蚀,就会在短时间内转变为严重的腐蚀破坏。
3、冷却液泡沫影响散热
柴油机的冷却液往往不够清洁,冷却液内部还有部分有机物,特别是在海上钻井平台的环境中,资源匮乏,冷却液质量往往相比陆地上运转的柴油机使用的冷却液质量更低。冷却液中若含有油脂活胶纸物体,且含有较高的盐量,就会在高温的作用下产生大量的泡沫,从而影响到柴油机的冷却散热。特别是在海上钻井平台的环境中,海水净化的质量往往要次于淡水净化的质量,冷却液起泡现象更为严重;但伴随着我国科学技术的不断发展,目前我国海上钻井平台所使用的柴油机冷却液大多使用清洁的淡水进行调配,冷却液起泡问题得到了有效的控制。
二、提升冷却液质量的处理技术及要求
为了保证海上钻井平台的正常运转,提升柴油机运转的效率,延长柴油机使用寿命,必须对提升冷却液的质量。提高冷却液的质量主要采取的方法有添加净化剂,采用传统冷却剂的环保清洁替代品等。
在柴油机的使用过程中,柴油机生产厂家会对柴油机所使用的冷却液水质标准进行建议,因此,海洋钻井平台工作单位要对柴油机所使用的冷却液进行水质化验,对水质化验没有达标的冷却液要添加适当的处理剂,使之水质达标。
柴油机冷却液中含有的硫酸盐,硫化物等物质,对于柴油机的铁质部分有很强的腐蚀性,如不对这些物质进行处理,就会对柴油机的内部金属结构造成破坏,进而影响到柴油机的工作性能。目前我国的大部分企业在配置柴油机冷却液的过程中,通过向柴油机冷却液中添加亚硝酸盐的方式来中和冷却液中的强腐蚀元素;但这种方法对于环境的破坏较大,添加了亚硝酸盐的冷却剂将会变为工业废水,不仅浪费水资源,更容易对周围环境造成污染。目前暂未找到比亚硝酸盐添加更为有效、环保的中和冷却液腐蚀物质的方法,但我国的科研人员正在不断努力。
三、海上钻井平台柴油机冷却液对于原水水质的要求
目前在我国的海上钻井平台柴油机的实际使用过程中,许多企业为了控制水垢的产生和冷却液对机体的腐蚀,通常采用为柴油机注入蒸馏水的作为冷却液的方法,在海上钻井平台则是将海水进行净化后加入到柴油机冷却装置中,企业往往认为这样的冷却液更为纯净,更有利于柴油机的持久运行,却没有意识到添加剂对冷却液的重要作用,也不注重对冷却液进行及时的化验,及时更换已经变质的冷却液。
蒸馏水和纯净水等目前我国海洋钻井平台使用的柴油机冷却剂统统为软水,他们的硬度极低,可以从空气中溶解氧气和二氧化碳,造成冷却液酸碱平衡的破坏,加快对金属的腐蚀;因此在使用蒸馏水等软水、且不添加添加剂直接作为柴油机冷却剂,不但不利于对柴油机的保护,更会加快对柴油机的腐蚀。
但如果冷区剂中还有适当的钙、镁化合物时,经过柴油机的高温作业,会在柴油机内部金属部件表面形成一层非常薄的腐蚀保护层,从而有效的方式进一步腐蚀的发生,反而可以保护柴油机的内部机构。因此对于柴油机冷却液的水质选择要选择添加了适当添加剂的软水。
四、总结
柴油机对我国的工业建设起到了巨大的推动作用,特别是在海上钻井平台的工作中,柴油机是最不可或缺的海上钻机平台机械之一。使用冷却液是保证柴油机正常运转的必要工作之一,但由于冷却液的自身特点,会对柴油机造成一定的腐蚀,进而影响到柴油机的工作,最终影响整个海上石油平台的工作进度。因此,要对柴油机的冷却液进行适当的处理,使之适应柴油机的工作,减少对柴油机的腐蚀和破坏,最终达到增强海上石油平台工作的质量、水平和效率的作用。
参考文献
[1]何伟,冼敏元,杨生斌.海洋钻井平台柴油机冷却液处理技术探讨[J].石化技术,2017,24(05):85-86.
[2]谷芳,崔国起,吴华杰.基于流固耦合模型的柴油机冷却系统优化设计[J].汽车工程,2012,34(08):675-678+674.
[3]胡君,蒋习军,朱红国,魏厚敏,黄德军.冷却液温度对柴油机性能影响研究[J].汽车技术,2009(01):45-48.