油可以作为绝缘材料、润滑剂和冷却剂。许多工厂如电厂、钢铁厂或造纸厂都需要使用各种各样的油：如变压器油、轴承油、润滑油、液压油等等。但水的污染会降低油的性能，所以对油中水的检测是极为重要的，它反映了不同类型油的质量情况。通过在线测量油的质量，可以及时采取预防措施，大大减少了维护费用。

以机械或钢铁行业经常使用的液压润滑油为例。目前，常用定期换油的方法，即根据液压系统的结构特性、运行条件和油品质量，按确定的周期换油。但这种方法时间上没有针对性易造成换油时间不妥，而引起人力物力的浪费和设备运转寿命缩短。炼钢厂一年润滑、液压油消耗量上百吨，如果能动态监测与周期化验相结合，加上必要的滤油设施，将有助于减少不必要的零部件更换，并能及时维修，以降低液压设备进一步损伤，减少停机时间，同时可以大大降低油料的损耗，每年至少可节约百万元。

不可避免的水破坏

润滑油中水的破坏是一个不可避免的问题，应该认真管理。

Mosaic是一家集团公司，拥有两家工厂——肥料加工厂IMC和营养饲料加工厂Cargill，均位于全球领先地位。Mosaic是全球最大的钾碱和磷肥生产厂之一，所提供的产品广泛用于庄稼生产和家畜养殖。

图1  油中微水变送器HMP228采用Humicap温湿度传感器，通过球阀被直接安装在轴承油管到涡轮机。

Mosaic的一个开采矿Regina的Belle Plaine主要靠两套20MW的涡轮机来发电和产生蒸汽，3个西屋EL125用于过程应用中。

对涡轮机的轴承和液压系统最具破坏性的是水。尽管所有的测量中的设计都是用来阻止水侵入涡轮机的润滑系统，水破坏仍是一种不可避免的现象，应该仔细管理。侵入的水源包括用于驱动涡轮机的高压蒸汽、润滑油罐的顶部和轴承密封失效产生的水蒸汽凝结。

图2  高压端的连接处。

解决湿度问题迫在眉睫

鉴于湿度问题带来的麻烦，Mosaic的技术服务部在2005年启动研究项目通过测量涡轮机油和液压系统的湿度状态来识别水的破坏源。

Mosaic选用了采用维萨拉Humicap传感器的油中微水变送器HMP228，进行在线、持续测量。仪表可以就地显示读数，提供模拟信号输出，并且设置报警。它也可以直接测量水活性参数，水活性指从0~1的接近饱和范围，0指全干无水，1指水饱和。

测试你的设备

在安装设备前，Mosaic首先需要定义仪表的性能（有关温度和水活性之间的变化关系）。这个测量仪器是将一个带有搅拌器的不锈钢油桶放在加热装置上。这项研究包括3个不同测试反映：

测试1

检测维萨拉的变送器对用在Mosaic涡轮机上的油将会如何反映。两种测试的油是超级涡轮机油（纯油），和壳牌VSI循环油32号（水饱和油）。每种油被放在测试容器中加热到115F。将维萨拉的变送器探头插入油中直到读数稳定。纯油看起来“清楚，透明”，变送器读数为0.091；水饱和油看起来“污浊，看不到油桶底部”，变送器读数为0.968。

测试2

检测温度对涡轮机发动机纯油的水活性的影响。用测试容器将涡轮机油从室温加热到140F，并记录维萨拉变送器的读数。将读数绘制出一条线性的直线。如预期的一样，随着油温的升高，水活性不断下降。

测试3

检测维萨拉变送器对涡轮机油中水变化的反映。保持涡轮机油温在115F，将已知1ppm数量的水加入油中，并在每个点记录下水活性，将读数绘制出一条线性的直线。如预期的一样，随着油中水的增加，水活性读数不断升高。

对两种油质衰退变化作分析，根据温度和水对水活性的影响绘制出关系图。这个分析结果非常精确，准确度大于0.99，Mosaic在两台20MWe的涡轮机设备上都安装了维萨拉变送器。

通过可靠地测量预防危险

来自Mosaic技术服务部的报告表明，在精确的测量结果的基础上，设置水活性在0.6时报警。将根据温度和水活性来计算DCS系统中的含水量的微量分数。将计算的数值和油在实验室分析的结果做对比。当水活性为超过0.65时，就需要采取更正措施了，清洗外部，调整系统，箱体检查等等。

在安装了带有报警功能的维萨拉变送器之后，Mosaic曾收到这样的报警，由于轴承故障水溅入轴承密封连接处，水进入到润滑油系统造成破坏。

维萨拉公司开发出在线检测油中微量水分变送器，目前主要针对润滑油、变压器油和航空煤油。其中对矿物质性变压器油和航空煤油可以以ppm和水活性两种方式输出。