針對(duì)300MW機(jī)組抗燃油劣化問(wèn)題的探討

石鐵寶

（華電能源牡丹江第二發(fā)電廠，黑龍江 牡丹江 157000）

300MW采用的是哈爾濱汽輪機(jī)廠生產(chǎn)的型號(hào)為73D-1#機(jī)組，汽輪機(jī)的控制和保護(hù)是由上海西屋控制系統(tǒng)有限公司的OVATION系統(tǒng)，液壓系統(tǒng)采用了哈爾濱汽輪機(jī)控制工程有限公司成套的高壓抗燃油EH裝置來(lái)實(shí)現(xiàn)的，它由運(yùn)行人員接口、控制柜、處理器、現(xiàn)場(chǎng)液動(dòng)執(zhí)行裝置、高壓抗燃油供給裝置組成。經(jīng)過(guò)一段時(shí)間的運(yùn)行,發(fā)生了因EH油油質(zhì)劣化而危及到機(jī)組安全經(jīng)濟(jì)運(yùn)行的現(xiàn)象,為此,針對(duì)該機(jī)組的特點(diǎn),對(duì)EH油的劣化原因進(jìn)行了分析和研究。

1 抗燃油的特性

抗燃油外觀透明均勻，無(wú)沉淀物，新油略成淡黃色。其相對(duì)密度大于1，一般為1.11～1.17，由于其密度大，因而有可能使管道中的污染物懸浮在液面而在系統(tǒng)中循環(huán)，造成某些部件堵塞與磨損。其閃點(diǎn)大于240℃，自燃點(diǎn)遠(yuǎn)大于透平油，一般高達(dá)600℃左右?？谷加瓦€具有低的揮發(fā)性和很好的潤(rùn)滑性，并且具有優(yōu)良的抗磨性能。抗燃油的以上優(yōu)點(diǎn)，能使其更好地滿(mǎn)足高參數(shù)、大容量機(jī)組的需要，保證機(jī)組的安全和經(jīng)濟(jì)運(yùn)行。

當(dāng)然，抗燃油也不可避免地存在一些缺點(diǎn)：價(jià)格偏高；密封用非金屬材料有一定的選擇性，如選用不合適的材料將會(huì)發(fā)生溶漲、腐蝕現(xiàn)象，導(dǎo)致液體泄漏、部件卡澀或加速磷酸酯的老化；磷酸酯還有一個(gè)溶劑效應(yīng)，能除去新的或殘存于系統(tǒng)中的污垢,被溶解部分留在液體中，未溶解的污染物則變松散，懸浮在整個(gè)系統(tǒng)中。因此，在使用磷酸酯作循環(huán)液的系統(tǒng)中要采用精濾裝置，以除去不溶物；由于其相對(duì)密度大于1，系統(tǒng)進(jìn)水后不易排放；磷酸酯抗燃油和所有的酯類(lèi)一樣，在一定的條件下能水解生成腐蝕性的有機(jī)酸，析出沉淀物；另外，該油具有微毒性，油煙及燃燒產(chǎn)物有刺激性，產(chǎn)生一定的P2O3。

2 機(jī)組抗燃油的運(yùn)行和維護(hù)情況

2.1 高壓EH油系統(tǒng)

高壓EH油系統(tǒng)由供油裝置、抗燃油再生裝置及油管路部件組成。供油裝置提供控制部分所需要的油及壓力,同時(shí),保持油的完好無(wú)缺。其主要部件有:油箱、油泵、油壓控制塊、儲(chǔ)能器、冷油器和再生裝置。

2.2 運(yùn)行中出現(xiàn)的問(wèn)題

機(jī)組運(yùn)行一段時(shí)間后發(fā)現(xiàn)EH油顆粒度不合格,后經(jīng)過(guò)濾合格,然后又發(fā)現(xiàn)水分超標(biāo)、顆粒度有增大的趨勢(shì),隨后出現(xiàn)調(diào)門(mén)多次抖動(dòng)現(xiàn)象。后因EH油劣化嚴(yán)重,形成乳狀液,時(shí)常造成油泵濾網(wǎng)壓差高,導(dǎo)致系統(tǒng)油壓從14.2MPa降到13.2MPa，危及汽輪機(jī)的安全運(yùn)行。曾利用停機(jī)處理了EH油,但隨后油系統(tǒng)的EH油水分時(shí)常超標(biāo),酸值隨著硅藻土的投運(yùn)而波動(dòng),最大達(dá)0.532mg/g。

2.3 維護(hù)監(jiān)督情況

機(jī)組投運(yùn)前,能夠依據(jù)廠家要求做好系統(tǒng)沖洗準(zhǔn)備,將EH油加入系統(tǒng)后,進(jìn)行沖洗及系統(tǒng)清潔度的測(cè)定,直至系統(tǒng)恢復(fù)到正常運(yùn)行狀態(tài)?？谷加偷臏y(cè)試周期:從啟動(dòng)至第1個(gè)月,每周一次;至第一年,每月一次。重要的試驗(yàn)項(xiàng)目有:含氯量(最大<150mg/L),含水量(最大<0.10%,以體積計(jì)),中和指數(shù) (最大<0.25mg/g),雜質(zhì)含量(潔凈度)。

3 抗燃油劣化的原因分析

3.1 金屬及密封材料對(duì)油質(zhì)的影響

在基建過(guò)程或油系統(tǒng)檢修時(shí),總會(huì)有部分殘存物如焊渣、金屬銹蝕物等難于徹底去除,焊渣及金屬銹蝕物會(huì)對(duì)油的劣化反應(yīng)起到催化劑的作用。EH油作為一種酯,其在催化劑(金屬銹蝕物及焊渣)的作用下可部分分解為酚和羧酸,這些酸性物質(zhì)的產(chǎn)生標(biāo)志著油劣化的開(kāi)始。

3.2 運(yùn)行油的溫度對(duì)油質(zhì)的影響

EH油具有抗燃性,但并不表示它可在高溫下運(yùn)行。EH油在常溫下的氧化速率極慢,但在較高溫度下其氧化速率會(huì)劇增。運(yùn)行中一般控制溫度在40～55℃,但由于設(shè)備或人為失誤,過(guò)溫現(xiàn)象總有發(fā)生。如某電廠1號(hào)機(jī)由于電加熱器誤動(dòng)作使EH油溫達(dá)100℃以上;又如油在流經(jīng)油動(dòng)機(jī)附近時(shí),由于熱輻射,可使該段流過(guò)的油的溫度遠(yuǎn)遠(yuǎn)超出正常運(yùn)行時(shí)的溫度,這種局部熱點(diǎn)的存在可大大加快EH油的劣化速度,使EH油在短期內(nèi)酸值升高很快,EH油也具有一般有機(jī)物的通性,即受熱易分解。另外,在油溫較高時(shí),EH油能溶解其管路連接處的密封材料,一方面會(huì)造成油泄漏,另一方面會(huì)改變油的性質(zhì)。

3.3 水分的滲入會(huì)造成EH油的水解

EH油是一種磷酸酯,它能遇水發(fā)生水解反應(yīng)生成酚和羧酸,生成的羧酸反過(guò)來(lái)可作為水解反應(yīng)的催化劑。

EH油在運(yùn)行時(shí)基本上為密封狀態(tài),為防止水分滲入,在油箱頂部裝有干燥劑。一般情況下,水分的來(lái)源主要是吸收空氣中的潮氣,如油箱蓋密封不嚴(yán),干燥劑失效,水分可通過(guò)油箱頂滲入,在異常情況下(如事故等)也不排除有水大量滲入。

3.4 旁路再生裝置的功效較差

EH油系統(tǒng)都設(shè)有旁路再生裝置,該裝置主要由硅藻土吸附劑和濾芯組成,前者用于吸附劣化產(chǎn)物,后者用于過(guò)濾顆粒物?，F(xiàn)場(chǎng)調(diào)研表明,沒(méi)有多少電廠是按《電廠抗燃油驗(yàn)收、運(yùn)行監(jiān)督及維護(hù)管理導(dǎo)則》的要求,在機(jī)組啟動(dòng)的同時(shí),開(kāi)啟旁路再生裝置,之所以形成這種局面,主要有如下原因。

3.4.1 旁路再生裝置對(duì)油質(zhì)改進(jìn)功效不大,如某廠在EH油酸值為0.14mgKOH/g時(shí)投上旁路再生裝置,更換吸附劑及濾芯后,效果依然不佳(測(cè)量油的酸值時(shí)仍為0.14mgKOH/g)曾懷疑是濾芯及吸附劑受潮所致,后經(jīng)干燥處理但功效并無(wú)明顯改善。

3.4.2 再生裝置一投運(yùn),顆粒度就超標(biāo)。以上兩點(diǎn)都表明,吸附劑的效果較差,且其強(qiáng)度不夠,經(jīng)油浸后易變松散,故會(huì)導(dǎo)致顆粒度不合格。

4 抗燃油劣化的解決措施

4.1 對(duì)參加EH液壓系統(tǒng)的安裝工作的所有人員，進(jìn)行技術(shù)講課和培訓(xùn)，要求熟知安裝圖紙資料，熟知EH系統(tǒng)對(duì)抗燃油的酸值，水含量，顆粒度的要求，掌握伺服伐的結(jié)構(gòu)及工作原理，了解伐芯伐套動(dòng)態(tài)間隙僅1-4μm，明確設(shè)備及管道內(nèi)部一旦被臟物污染，將會(huì)造成液壓部件卡澀失靈，若伺服伐卡死，調(diào)節(jié)汽門(mén)將失去控制，威脅機(jī)組的安全運(yùn)行。由于技術(shù)培訓(xùn)到位，安裝時(shí)工作人員自覺(jué)嚴(yán)格要求、精心操作，認(rèn)真做好油管路及設(shè)備的每個(gè)環(huán)節(jié)清潔工作。

4.2 完成供油裝置內(nèi)部油循環(huán)

開(kāi)啟循環(huán)泵及油箱加熱器，運(yùn)行供油裝置內(nèi)部油循環(huán)，PALL旁路濾油機(jī)在整個(gè)抗燃油系統(tǒng)油循環(huán)過(guò)程中保持連續(xù)濾油，直至開(kāi)機(jī)機(jī)組帶負(fù)荷后，PALL旁路濾油機(jī)方可停運(yùn)。整個(gè)抗燃油系統(tǒng)油循環(huán)過(guò)程中，抗燃油溫保持45℃-55℃之間

4.3 每天定時(shí)投運(yùn)旁路再生裝置，在機(jī)組啟動(dòng)時(shí)或油品指標(biāo)有變化趨勢(shì)時(shí)，延長(zhǎng)旁路再生裝置投運(yùn)時(shí)間。

5 結(jié)束語(yǔ)

抗燃油的劣化原因較多,其中再生裝置能否很好的使用是重要的方面之一。此外運(yùn)行的環(huán)境溫度過(guò)高、水分含量大以及抗燃油的抗氧化性能等均可導(dǎo)致抗燃油的劣化。只要針對(duì)存在的問(wèn)題,積極尋求防止措施,抗燃油在大機(jī)組運(yùn)行中是可以用好的。

[1]DL/T571-95電廠用抗燃油驗(yàn)收、運(yùn)行監(jiān)督及維護(hù)管理導(dǎo)則.