發(fā)電廠抗燃油監(jiān)督與維護(hù)

韓慧芳

（陽城國際發(fā)電有限責(zé)任公司，山西晉城048102）

發(fā)電廠抗燃油監(jiān)督與維護(hù)

韓慧芳

（陽城國際發(fā)電有限責(zé)任公司，山西晉城048102）

詳細(xì)闡述了陽城電廠抗燃油在使用中遇到的問題及采取的對策，通過對酸值、水分、顆粒度、泡沫特性等指標(biāo)的超標(biāo)原因進(jìn)行具體分析，從而根據(jù)情況采取加裝旁路再生系統(tǒng)、加強(qiáng)油質(zhì)監(jiān)督、添加抗泡劑，做好在線裝置的維護(hù)等一系列措施來解決。著重介紹了從基建過程和運(yùn)行過程兩方面來進(jìn)行抗燃油監(jiān)督工作的開展和運(yùn)行維護(hù)管理，對抗燃油系統(tǒng)的檢修、維護(hù)、運(yùn)行、監(jiān)督提出建議。

主機(jī)抗燃油；旁路抗燃油；旁路再生裝置；抗燃油劣化

0 引言

電力工業(yè)大容量、高參數(shù)的機(jī)組越來越多，機(jī)組調(diào)節(jié)系統(tǒng)工作介質(zhì)的壓力也隨之升高，為了保障機(jī)組的安全經(jīng)濟(jì)運(yùn)行，汽輪機(jī)電液調(diào)節(jié)系統(tǒng)EHC(electro-hydraulic control）普遍采用了磷酸酯抗燃油[1]。它具有較高的自燃點(diǎn)（大于530℃），可有效避免調(diào)節(jié)系統(tǒng)在高壓力工作時油品泄漏到主蒸汽管道而導(dǎo)致火災(zāi)的危險性，但是它在運(yùn)行中特別容易受到系統(tǒng)材料、溫度、水分、顆粒雜質(zhì)的污染而發(fā)生劣化和變質(zhì)，而現(xiàn)在使用的磷酸酯抗燃油大多數(shù)都是從國外進(jìn)口的油，價格十分昂貴，如果進(jìn)行更換會浪費(fèi)很大的人力和財力。這就需要我們做好抗燃油的監(jiān)督維護(hù)工作，延長抗燃油的使用壽命，這不僅是機(jī)組安全運(yùn)行的需要，同時對降低發(fā)電成本，提高設(shè)備運(yùn)行的經(jīng)濟(jì)性，減少報廢油品對環(huán)境污染都具有重要意義。

1 機(jī)組現(xiàn)況

陽城發(fā)電廠共8臺機(jī)組，其中一期裝機(jī)容量為6×350 MW、二期裝機(jī)容量為為2×600 MW。一期每臺機(jī)組設(shè)有2套高抗燃油系統(tǒng)，二期每臺機(jī)組設(shè)有一套抗燃油系統(tǒng)，全部使用美國AKZO公司生產(chǎn)的FYRQUEL EHC磷酸酯抗燃油。

一期主機(jī)抗燃油系統(tǒng)：汽機(jī)側(cè)的高、中壓關(guān)斷閥，高、中壓調(diào)節(jié)閥，高壓排汽冷卻蒸汽閥的液壓執(zhí)行機(jī)構(gòu)，它們由同一個油站供給控制油。主機(jī)抗燃油站由1個油箱、2套供油裝置、2套冷卻裝置、2套再生裝置以及監(jiān)視油溫、油位和油壓的相關(guān)測點(diǎn)組成。主機(jī)抗燃油正常運(yùn)行時，供油管路的壓力維持在16 MPa左右，運(yùn)行油溫在62℃以下，再生裝置同時也在運(yùn)行。油溫一旦高于62℃，冷卻裝置將自動投運(yùn)。

一期旁路抗燃油系統(tǒng)：鍋爐側(cè)高旁減溫水關(guān)斷閥、高低旁減溫水調(diào)節(jié)閥、高低旁控制閥以及低旁隔離閥的液壓執(zhí)行機(jī)構(gòu)，旁路抗燃油站由1個油箱、2套供油裝置、2套冷卻裝置和監(jiān)視油位、油溫、油壓的相關(guān)測點(diǎn)組成，再生裝置為系統(tǒng)改造時另加設(shè)的。旁路抗燃油正常運(yùn)行時，供油壓力稍高于主機(jī)控制油，為18.4～21.4 MPa，油溫比主機(jī)控制油低，為21～46℃，再生裝置同時也在運(yùn)行。冷卻風(fēng)機(jī)根據(jù)油溫的高低自動啟停。

二期的主機(jī)抗燃油系統(tǒng)：其液壓調(diào)節(jié)系統(tǒng)EH（electro-hydraulic）主要由油箱、2臺主油泵、1臺循環(huán)泵、1臺再生油泵、1組電加熱器和1套對油壓、油溫、油位進(jìn)行報警、指示和控制的標(biāo)準(zhǔn)設(shè)備所組成。本裝置還設(shè)有自成體系的濾油、冷油、再生系統(tǒng)。系統(tǒng)的工作壓力為14.0±0.5 MPa，電加熱和冷卻裝置根據(jù)油溫的高低自動啟停。

2 抗燃油使用中遇到的問題及對策

2.1 酸值

酸值是反映抗燃油劣化變質(zhì)程度的一項(xiàng)重要化學(xué)性能指標(biāo)，酸值升高說明抗燃油劣化，產(chǎn)生了酸性物質(zhì)，所以運(yùn)行中的抗燃油酸值越小越好。

陽城電廠自2002年8月一期6臺機(jī)組全部投產(chǎn)以來，在抗燃油的的使用中，發(fā)現(xiàn)6臺機(jī)組主機(jī)抗燃油酸值穩(wěn)定而旁路抗燃油酸值普遍偏高，并且有增長趨勢，需要經(jīng)常濾油來維持油質(zhì)。表1為2003年1號機(jī)和3號機(jī)主機(jī)和旁路抗燃油的酸值對比。

表1 1號機(jī)和3號機(jī)主機(jī)和旁路抗燃油的酸值對比mgKOH/g

通過酸值的對比，并結(jié)合主機(jī)和旁路控制系統(tǒng)的運(yùn)行情況，可以得出抗燃油系統(tǒng)必須有一套有效的旁路再生系統(tǒng)來使運(yùn)行中的抗燃油長期穩(wěn)定的維持在良好的狀態(tài)。于是在2003年10月1號機(jī)組大修期間更換旁路控制油，并對其加裝旁路再生系統(tǒng)。表2為旁路再生系統(tǒng)投運(yùn)前后抗燃油酸值的變化情況。

表2 1號機(jī)旁路再生系統(tǒng)投運(yùn)前后酸值變化情況表

圖1 1號機(jī)旁路再生系統(tǒng)投運(yùn)前后酸值變化曲線圖

從圖1可以看出在旁路再生裝置投運(yùn)后（2004年1月5日）酸值控制得很好，并有下降的趨勢，旁路再生裝置對酸值的穩(wěn)定起到了很好的效果。所以陸續(xù)對2至6號機(jī)組加裝旁路再生系統(tǒng)，至今1至6號機(jī)組旁路抗燃油的酸值非常穩(wěn)定，沒有超標(biāo)現(xiàn)象。

2.2 水分

對于抗燃油來說水分也是一項(xiàng)非常重要的控制指標(biāo)，水分超標(biāo)會導(dǎo)致油質(zhì)水解劣化酸值升高，造成系統(tǒng)部件的腐蝕。所以在運(yùn)行中必須控制抗燃油的水分含量在合格的范圍內(nèi)。為了檢驗(yàn)旁路再生系統(tǒng)對水分的控制情況，對1號機(jī)組的旁路抗燃油做了試驗(yàn)。對比結(jié)果見表3。

表3 1號機(jī)旁路再生系統(tǒng)投運(yùn)后水分變化情況表

圖2 1號機(jī)旁路再生系統(tǒng)投運(yùn)后水分變化曲線圖

從表3和圖2可以看出，當(dāng)2004年1月5日旁路控制油補(bǔ)油后發(fā)現(xiàn)水分超標(biāo)達(dá)1 063 mg/L，于是在2004年1月6日投運(yùn)旁路再生裝置來檢驗(yàn)它的濾水效果。并于2004年1月9日和2004年1月12日2次重復(fù)取樣，發(fā)現(xiàn)水分基本保持不變，沒有下降的趨勢。所以2004年1月24日外接濾油機(jī)對旁路控制油進(jìn)行過濾，2004年1月25日取樣分析，發(fā)現(xiàn)水分下降為740 mg/L達(dá)合格狀態(tài)，繼續(xù)濾油至2004年1月29日水分為87 mg/L時停外接濾油機(jī)。以后水分基本維持不變。由此可見，旁路再生裝置對水分有一定的維持作用，過濾效果不太理想。

而在實(shí)際運(yùn)行中，夏季由于空氣濕度大，抗燃油的水分會稍高一些，并且呈微增長趨勢，如果當(dāng)水分達(dá)到一定程度，不及時進(jìn)行處理就會超標(biāo)。在旁路再生裝置不能起到過濾作用的條件下，采取當(dāng)抗燃油的水分達(dá)到800 mg/L左右時對抗燃油外接濾油機(jī)進(jìn)行及時過濾處理，來保證抗燃油的水分在合格范圍內(nèi)。

2.3 顆粒度

顆粒度指油中所含固體顆粒污染物的濃度，調(diào)速系統(tǒng)中的伺服閥間隙只有2μm，如果被固體雜質(zhì)卡澀，就可能引起機(jī)組的安全事故，因此在運(yùn)行中必須要求抗燃油的顆粒度達(dá)到≤6級（SAE AS4509D級）的標(biāo)準(zhǔn)。

陽城電廠主機(jī)抗燃油系統(tǒng)中，再生裝置裝有10μm精密過濾器，冷卻裝置裝有3μm精密過濾器；旁路抗燃油系統(tǒng)中的再生裝置裝有3μm精密過濾器，這些精濾都可以起到在運(yùn)行中截除抗燃油中的顆粒雜質(zhì)和污染物，保證油品高清潔的作用。表4為1號機(jī)組的旁路抗燃油在再生裝置中精密過濾器投運(yùn)前后顆粒度的對比試驗(yàn)。

通過表4并結(jié)合陽城電廠運(yùn)行中油質(zhì)的情況，可以得出這些精密過濾器在運(yùn)行中對油品的顆粒度起到了很好的穩(wěn)定維持作用。所以在運(yùn)行中要根據(jù)濾網(wǎng)前后的壓差對精濾進(jìn)行及時更換，保證顆粒度的合格，油品的清潔。

表4 1號機(jī)旁路再生系統(tǒng)投運(yùn)后顆粒度變化情況表

2.4 泡沫特性

在2005年4月5日對抗燃油定期檢查試驗(yàn)和隨后送檢核實(shí)中，發(fā)現(xiàn)2號、5號、6號旁路抗燃油、5號主機(jī)抗燃油泡沫特性超標(biāo)。因此馬上向廠家咨詢，廠家了解了油質(zhì)運(yùn)行情況后，建議將旁路再生裝置停運(yùn)幾天，再做試驗(yàn)。于是在4月21日將2號機(jī)旁路再生裝置停運(yùn)，于4月25日重新取樣進(jìn)行試驗(yàn)，結(jié)果和再生裝置停運(yùn)前比無多大變化。同時還向研究院進(jìn)行咨詢，給出的處理方案是在油中添加抗泡劑。在添加前，按添加比例在試驗(yàn)室做了前后對比感受性試驗(yàn)，結(jié)果是泡沫特性可以降到0 m L，而其他指標(biāo)前后變化不大。為了慎重，先選擇了2號機(jī)旁路控制油作為試驗(yàn)觀察對象，將抗泡劑通過油箱上部注油口加入。經(jīng)過幾天的油循環(huán)，對2號旁路控制油進(jìn)行取樣試驗(yàn)，發(fā)現(xiàn)泡沫特性指標(biāo)還是超標(biāo)，并無多大變化。次日再取樣還是超標(biāo)。對此結(jié)果進(jìn)行了兩點(diǎn)分析，一是抗泡劑母液沒有在油中充分循環(huán)開，二是這種抗泡劑在運(yùn)行中與油的相容性不是太好。于是又配制了第二種抗泡劑母液，同樣雙方都在試驗(yàn)室做了感受性試驗(yàn)，泡沫特性都能降為0 m L，于是將抗泡劑加入2號機(jī)旁路控制油中，經(jīng)過油循環(huán)后，取樣化驗(yàn)，發(fā)現(xiàn)泡沫特性指標(biāo)還是超標(biāo)，結(jié)果基本無變化。同時又對此油樣進(jìn)行了上部取樣化驗(yàn)，結(jié)果和下部取樣的結(jié)果一樣。為了消除旁路再生裝置對抗泡效果的影響，又將5號機(jī)旁路再生裝置停運(yùn)后，對5號機(jī)旁路控制油中添加了抗泡劑，取樣分析的結(jié)果與超標(biāo)前結(jié)果相比基本無變化。對此現(xiàn)象，現(xiàn)在仍找不出一個合理的原因來解釋。表5為加消泡劑前后抗燃油泡沫特性指標(biāo)的試驗(yàn)結(jié)果。

表5 加消泡劑前后抗燃油泡沫特性指標(biāo)變化表mL

抗燃油泡沫特性普遍偏高，在300～500 mL（24℃）之間，但通過現(xiàn)場觀察油箱內(nèi)也沒有泡沫,而泡沫特性基本上也無增長趨勢，機(jī)組運(yùn)行中也無異常情況。所以采取對油質(zhì)跟蹤監(jiān)督，并密切關(guān)注設(shè)備的運(yùn)行情況，來防止油進(jìn)一步劣化對設(shè)備產(chǎn)生不良的影響。

3 抗燃油監(jiān)督工作的開展和運(yùn)行維護(hù)管理

無論是主機(jī)抗燃油還是旁路抗燃油，都是機(jī)組的血液，一旦出現(xiàn)劣化，造成閥門卡澀，引起汽輪機(jī)飛車，后果將不堪設(shè)想。為防患于未然，必須從基建時期、運(yùn)行監(jiān)督、油品的補(bǔ)加更換、檢修質(zhì)量等各方面著手，每個階段都嚴(yán)格把關(guān)，來防止抗燃油的劣化。

3.1 基建期間的監(jiān)督

基建期間油質(zhì)的維護(hù)與監(jiān)督是保證機(jī)組油品質(zhì)量合格的第一步，因此至關(guān)重要，這個期間的監(jiān)督工作需要通過油務(wù)監(jiān)督人員、維護(hù)人員、監(jiān)理、電建公司幾方的密切配合。從注油、管路沖洗、系統(tǒng)沖洗、機(jī)組沖轉(zhuǎn)到168 h試運(yùn)行的各個階段，都需要對油質(zhì)進(jìn)行監(jiān)督檢查，并向承建單位索要送檢油質(zhì)報告。

首先在注油前，應(yīng)對油箱、系統(tǒng)管路、管路附件進(jìn)行徹底的清洗，要求系統(tǒng)管道及油箱中不能看到焊渣、污染物、漆皮等一切雜物，檢查合格后，方可注油。注油時，應(yīng)對新油進(jìn)行化驗(yàn)，所有指標(biāo)均需達(dá)到新油標(biāo)準(zhǔn)，如顆粒度較大要先在油桶內(nèi)進(jìn)行循環(huán)過濾，待顆粒度水分達(dá)標(biāo)后再注入油箱。注油后，要在油箱內(nèi)部進(jìn)行循環(huán)過濾，顆粒度水分達(dá)標(biāo)后方可進(jìn)行管路沖洗。沖洗時要制定切實(shí)可行的沖洗方案，保證每一部分都能沖洗到，同樣在顆粒度水分達(dá)標(biāo)后再進(jìn)行整個系統(tǒng)的沖洗，這樣直至168結(jié)束。在此過程中嚴(yán)格按監(jiān)督導(dǎo)則來執(zhí)行，在每個階段（油沖洗、油循環(huán)、機(jī)組沖轉(zhuǎn)、168前后）工作完畢進(jìn)行取樣分析，將系統(tǒng)顆粒度嚴(yán)格控制在NAS5級，比導(dǎo)則規(guī)定的級數(shù)提高了一級，這樣層層把關(guān)，切斷任何有可能帶入系統(tǒng)的污染源，才能使抗燃油運(yùn)行中不受顆粒和金屬的污染，延長使用壽命。如果系統(tǒng)本來就不夠清潔，機(jī)組運(yùn)行后就更不能保證油品質(zhì)量，結(jié)果短時間內(nèi)油即出現(xiàn)老化，酸值升高，顏色變深?，F(xiàn)在，陽城電廠的抗燃油油質(zhì)良好，并且通過對大修期間的系統(tǒng)檢查情況來看，監(jiān)督工作是成功的，這與在此期間的嚴(yán)格要求是分不開的。

3.2 正常運(yùn)行中的監(jiān)督

正常運(yùn)行中，油質(zhì)將會受到很多因素的影響而發(fā)生劣化，所以對每一個環(huán)節(jié)都必須重視起來，來防止抗燃油的劣化。

3.2.1 系統(tǒng)溫度

溫度對抗燃油的老化影響較大，運(yùn)行中油溫一般控制在40～55℃。所以應(yīng)注意在系統(tǒng)中是否有過熱點(diǎn)出現(xiàn)或者油管路距蒸汽管道太近，這樣油受到輻射熱，使抗燃油劣化加劇，導(dǎo)致酸值增加或產(chǎn)生沉淀物。因此當(dāng)油系統(tǒng)運(yùn)行溫度超過規(guī)定溫度，則應(yīng)查找原因，同時調(diào)節(jié)冷卻裝置，控制抗燃油溫度。

3.2.2 旁路再生裝置

旁路再生裝置可以穩(wěn)定和控制電阻率、酸值，減少沉淀物和顆粒污染，延緩抗燃油的老化速度，但是當(dāng)油質(zhì)嚴(yán)重劣化，如酸值、電阻率、水分超標(biāo)時，對油質(zhì)的再生效果就不太理想。所以在運(yùn)行中應(yīng)加強(qiáng)精密過濾器及再生裝置的監(jiān)控管理，根據(jù)油質(zhì)指標(biāo)定期更換再生樹脂和精密濾芯，使各項(xiàng)指標(biāo)控制在合格的范圍內(nèi)，因?yàn)橹挥凶龊门月吩偕到y(tǒng)的維護(hù)，油質(zhì)才可以長期維持在良好的狀態(tài)。

3.2.3 試驗(yàn)室的監(jiān)督化驗(yàn)

系統(tǒng)的維護(hù)很重要，但所有這些都需要試驗(yàn)室的監(jiān)督化驗(yàn)來提供有力數(shù)據(jù)。對運(yùn)行中的抗燃油，平時應(yīng)特別注意對有關(guān)項(xiàng)目的監(jiān)督檢測，以便隨時掌握油質(zhì)運(yùn)行情況，這就需要嚴(yán)格照按照DL/T571—2014《電廠用磷酸酯抗燃油運(yùn)行維護(hù)導(dǎo)則》來制定試驗(yàn)室的分析項(xiàng)目及分析周期，建立起每臺機(jī)組抗燃油的質(zhì)量分析臺帳，跟蹤分析油品的變化情況，一旦發(fā)現(xiàn)油的分析數(shù)據(jù)有異常，應(yīng)根據(jù)試驗(yàn)結(jié)果來認(rèn)真分析查找原因，采取有效措施在最短時間內(nèi)將問題解決。

3.3 補(bǔ)油和換油

抗燃油系統(tǒng)雖然是密閉循環(huán)系統(tǒng)，但運(yùn)行時間一長，諸如油凈化取樣等原因，仍會有油的損耗，所以當(dāng)油箱油位較低時，應(yīng)進(jìn)行補(bǔ)加。補(bǔ)油時，首先要保證系統(tǒng)內(nèi)油質(zhì)合格，然后要對補(bǔ)加的新油進(jìn)行化驗(yàn)，指標(biāo)合格后要先在油桶內(nèi)進(jìn)行循環(huán)過濾，待顆粒度達(dá)≤NAS6級后，再注入油箱進(jìn)行整個系統(tǒng)的循環(huán)過濾。然后過濾1～2 d，取樣化驗(yàn)油質(zhì)合格，處于一個比較好的油質(zhì)水平再停止濾油。這樣，不僅可以避免補(bǔ)油時帶入污染物，又可以對系統(tǒng)有一個過濾清潔的作用。

當(dāng)油質(zhì)嚴(yán)重劣化不能繼續(xù)運(yùn)行的情況下，需要對油質(zhì)進(jìn)行更換。比如：2號機(jī)的旁路抗燃油起初為翠綠色的磷酸酯抗燃油，該油的酸值增長很快，為控制酸值超標(biāo)進(jìn)一步的劣化，監(jiān)督人員需要頻繁地化驗(yàn)（每周一次），當(dāng)接近極限值時，立即進(jìn)行濾油來維持油質(zhì)，這樣維護(hù)人員需要頻繁地濾油，最后決定換油。停機(jī)后，將油箱中的油全部放完，進(jìn)行機(jī)械清理，然后加入化驗(yàn)合格的新油，在油箱和系統(tǒng)中循環(huán)過濾，濾油停止時顆粒度為5級，酸值為0.047 mgKOH/g。目前油質(zhì)穩(wěn)定。

4 結(jié)束語

磷酸酯抗燃油在陽城電廠不僅使用量大，而且使用時間長，在使用的初期由于對該油的性質(zhì)了解不夠，監(jiān)督檢驗(yàn)的手段不足，系統(tǒng)的不完善，致使在使用中出現(xiàn)了一些問題，但隨著對該油品認(rèn)識的不斷完善，監(jiān)督管理水平的提高，系統(tǒng)的逐步完善，使用中出現(xiàn)的問題多數(shù)都能夠得到解決，同時經(jīng)過十年的摸索實(shí)踐，也基本掌握了油品的變化規(guī)律和性質(zhì)，油品的使用壽命也在不斷提高，但磷酸酯抗燃油的特性注定了我們必須長期做好監(jiān)督維護(hù)和管理工作，這需要從維護(hù)人員到運(yùn)行人員到油務(wù)監(jiān)督人員相互配合，各負(fù)其責(zé)，共同努力，抓好每個環(huán)節(jié)的質(zhì)量關(guān)，為機(jī)組的安全經(jīng)濟(jì)運(yùn)行提供保障。

[1]孫堅明.電力用油（氣）[M]．西安：國家電力公司熱工研究院，1996：171.

Supervision and Maintenance of Fire-resistance Oil System in Power Plants

HAN Huifang
（Yangcheng International Power Generation Co.,Ltd.,Jincheng,Shanxi 048102,China）

In this paper,the problems encountered in the use of fire-resistant oil in Yangcheng Power Plant and the countermeasures adopted were analyzed in detail.Through analyzing the causes of standard exceeding in terms of acid value,moisture,particle size and foam characteristics,countermeasures were adopted,including installing bypass regeneration system,strengthening oil quality supervision, adding anti-foam agent,and heightening the awareness of online device maintenance.Besides,it is introduced with emphasis to carry out fire-resistance oil supervision and operation maintenance from the aspects of infrastructure process and operation process,and some suggestions on overhauling,maintenance,operation and supervision of fire-resistance oil system were put forward.

main engine fire resistant oil;bypass fire resistant oil;bypass regeneration device;fire resistant oil deterioration

TM621.8

B

1671-0320（2017）01-0049-05

2016-07-19，

2016-10-10

韓慧芳（1977），女，山西晉城人，2008年畢業(yè)于山西師范大學(xué)漢語言文學(xué)專業(yè)，工程師，技師，從事電廠用油、氣、水分析檢驗(yàn)和運(yùn)行監(jiān)督工作。