磷酸酯抗燃油劣化的原因分析及處理

呂修業(yè)

摘 要：隨著機(jī)組功率和蒸汽參數(shù)的不斷提高，調(diào)節(jié)系統(tǒng)的主汽門(mén)及調(diào)節(jié)汽門(mén)提升力越來(lái)越大，油動(dòng)機(jī)油壓的提高，容易造成系統(tǒng)調(diào)速油泄漏，普通汽輪機(jī)油燃點(diǎn)低，易造成汽輪機(jī)油系統(tǒng)火災(zāi)事故，抗燃油因其燃點(diǎn)高、揮發(fā)性低、物理穩(wěn)定性被應(yīng)用到發(fā)電廠電液控制系統(tǒng)，大大減小火災(zāi)對(duì)電廠的威脅，以此來(lái)保證其機(jī)組運(yùn)行的穩(wěn)定性和安全性。但是磷酸酯抗燃油，由于維護(hù)使用不當(dāng)會(huì)發(fā)生油質(zhì)劣化的現(xiàn)象，影響調(diào)節(jié)系統(tǒng)調(diào)節(jié)性能，對(duì)此，本文將闡述在電廠應(yīng)用中磷酸酯抗燃油劣化的危害，分析磷酸酯抗燃油劣化的主要原因，并深入探究磷酸酯抗燃油劣化的具體處理方式?；诒疚牡姆治觯淠康木褪钦莆樟姿狨タ谷加土踊脑?，為制定有針對(duì)性的解決措施、保證機(jī)組安全穩(wěn)定運(yùn)行。

關(guān)鍵詞：磷酸酯抗燃油；水分；酸值；溫度；油樣測(cè)試

DOI：10.16640/j.cnki.37-1222/t.2018.24.047

0 前言

隨著大容量、高參數(shù)的機(jī)組投產(chǎn)使用，就進(jìn)一步增加了抗燃油應(yīng)用的普遍性。磷酸酯抗燃油屬于合成液壓油，其特性與普通的礦物油有著本質(zhì)差異，雖然其抗燃效果優(yōu)異，但是在使用的過(guò)程中，磷酸酯抗燃油酸值升高、水分超標(biāo)導(dǎo)致油質(zhì)劣化，影響電廠的安全運(yùn)行。

1 磷酸酯抗燃油在電廠中的應(yīng)用

隨著機(jī)組功率和蒸汽參數(shù)的不斷提高，調(diào)節(jié)系統(tǒng)的主汽門(mén)及調(diào)節(jié)汽門(mén)提升力越來(lái)越大，油動(dòng)機(jī)油壓的提高，容易造成系統(tǒng)調(diào)速油泄漏，但是普通礦物油其燃點(diǎn)較低，基本在350攝氏度左右。而發(fā)電廠汽輪機(jī)組，其在運(yùn)行的過(guò)程中，蒸汽溫度基本在540攝氏度左右，所以礦物油作為介質(zhì)的情況下，如果發(fā)生泄漏的現(xiàn)象，就會(huì)存在產(chǎn)生火災(zāi)危險(xiǎn)的問(wèn)題。

磷酸酯抗燃油，是由磷酸酯組成的，外部透明、質(zhì)地均勻的混合類燃油資源，該類原料略成淡黃色，具有沉淀雜質(zhì)、揮發(fā)性低、耐磨性好、安定性強(qiáng)、以及物理穩(wěn)定性的特征，是電液控制系統(tǒng)中所用的抗燃油類。與傳統(tǒng)的機(jī)械運(yùn)用油類相比，它也具有高溫環(huán)境下燃燒火焰不傳播、以及火焰氧化穩(wěn)定性強(qiáng)等優(yōu)勢(shì)，所以，將磷酸酯抗燃油應(yīng)用在電廠中，具有不可替代的必要性[1]。具體來(lái)說(shuō)，為了能夠保證電廠汽輪機(jī)組更加高效、穩(wěn)定的運(yùn)行，增強(qiáng)高參數(shù)汽輪機(jī)組運(yùn)行的穩(wěn)定性，就可以將傳統(tǒng)的礦物油，替換為磷酸酯抗燃油，并合理的應(yīng)用在調(diào)節(jié)系統(tǒng)中。受磷酸酯抗燃油自身性能的影響，其自身的燃點(diǎn)相對(duì)較高，基本在530攝氏度以上，即使磷酸酯抗燃油發(fā)生泄漏，也在很大程度上，降低了火災(zāi)發(fā)生的危險(xiǎn)性[2]。

2 磷酸酯抗燃油劣化的危害

雖然在電廠的發(fā)展中，將磷酸酯抗燃油應(yīng)用其中，能夠降低火災(zāi)的風(fēng)險(xiǎn)，但是一旦發(fā)生劣化現(xiàn)象，就會(huì)對(duì)汽輪機(jī)組調(diào)節(jié)系統(tǒng)部件，產(chǎn)生一定的腐蝕，影響調(diào)節(jié)性能和機(jī)組運(yùn)行穩(wěn)定性。具體來(lái)說(shuō)，磷酸酯抗燃油劣化，其危害主要體現(xiàn)在以下兩方面：

（1）酸值上升為危害。對(duì)于磷酸酯抗燃油來(lái)說(shuō)，酸值是衡量其質(zhì)變程度的重要指標(biāo)，也就是說(shuō)當(dāng)抗燃油酸值升高以后，其中就會(huì)產(chǎn)生較多的酸性物質(zhì)，從而對(duì)汽輪機(jī)組的部件，產(chǎn)生嚴(yán)重的腐蝕問(wèn)題。另外，當(dāng)磷酸酯抗燃油生產(chǎn)劣化物質(zhì)，其還會(huì)在某種程度上，影響抗燃油的顆粒度、電阻率、空氣釋放值、泡沫特性等性能。

（2）電阻率降低的危害。對(duì)于磷酸酯抗燃油而言，電阻率是非常關(guān)鍵的電化學(xué)性能指標(biāo)，如果其低于6.0*109Ω·cm，就會(huì)導(dǎo)致系統(tǒng)部件發(fā)生電化學(xué)腐蝕的問(wèn)題。以伺服閥為例，其屬于精密的部件，如果其運(yùn)行在低電阻率的磷酸酯抗燃油中，就會(huì)發(fā)生被腐蝕的現(xiàn)象，一旦出現(xiàn)這一問(wèn)題，就會(huì)嚴(yán)重影響該部件的調(diào)節(jié)性能，不僅會(huì)增加泄漏量，還會(huì)導(dǎo)致汽輪機(jī)組汽門(mén)波動(dòng)，從而使機(jī)組負(fù)荷波動(dòng)，如果機(jī)組負(fù)荷大幅波動(dòng)甚至?xí)绊懻麄€(gè)電網(wǎng)系統(tǒng)的穩(wěn)定運(yùn)行。

3 磷酸酯抗燃油劣化的主要影響因素

3.1 水分影響

磷酸酯抗燃油的水解，實(shí)際上就是一個(gè)水解產(chǎn)物不斷、快速分解的過(guò)程。如果發(fā)生了水解的現(xiàn)象，則會(huì)加速磷酸酯抗燃油劣化的速度。對(duì)于水解的現(xiàn)象來(lái)說(shuō)，其最容易發(fā)生在酸堿鹽中，成為酸值升高的主要因素，加重對(duì)汽輪機(jī)調(diào)速系統(tǒng)部件的腐蝕，不利于設(shè)備安全穩(wěn)定運(yùn)行。在特定的環(huán)境中，磷酸酯抗燃油具有5年至10年的使用壽命，然而在實(shí)際運(yùn)行中，磷酸酯抗燃油基本在不到1年的時(shí)間內(nèi)，就會(huì)產(chǎn)生嚴(yán)重的水解現(xiàn)象，在含水量不斷增加的前提下，導(dǎo)致其發(fā)生劣化的現(xiàn)象。這種問(wèn)題，就會(huì)嚴(yán)重影響磷酸酯抗燃油中，其自身的泡沫特性、電阻率、空氣釋放值等，并增加電廠運(yùn)行的安全隱患。依據(jù)磷酸酯抗燃油的使用規(guī)則，將其應(yīng)用在汽輪機(jī)組中，磷酸酯抗燃油的含水量，應(yīng)該在每升600毫克以下，進(jìn)而充分發(fā)揮磷酸酯抗燃油的有效性。但是，在具體應(yīng)用磷酸酯抗燃油的汽輪機(jī)組中，磷酸酯抗燃油中的含水量，遠(yuǎn)大于上述的標(biāo)準(zhǔn)，所以無(wú)法保證汽輪機(jī)組運(yùn)行的安全性，并且會(huì)降低其運(yùn)行的效率，限制電廠的穩(wěn)定運(yùn)行。

3.2 酸值影響

為了保證汽輪機(jī)組可以穩(wěn)定運(yùn)行，通常會(huì)將磷酸酯抗燃油的酸值，控制在0.15mhKOH/g左右。但是，如果磷酸酯抗燃油的酸值，在不斷上升，出現(xiàn)大于0.15mhKOH/g的現(xiàn)象，說(shuō)明抗燃油的質(zhì)量已經(jīng)不能滿足汽輪機(jī)組的運(yùn)行要求，即磷酸酯抗燃油發(fā)生劣化現(xiàn)象。當(dāng)磷酸酯抗燃油酸值上升以后，汽輪機(jī)組的部件就會(huì)被腐蝕，最終就會(huì)形成大量的油泥，附著在部件的表面，影響機(jī)組運(yùn)行的穩(wěn)定性?？偟膩?lái)說(shuō)，酸值上升就會(huì)導(dǎo)致磷酸酯抗燃油發(fā)生劣化問(wèn)題，縮短汽輪機(jī)組調(diào)速系統(tǒng)各部件的使用壽命，不利于電廠的穩(wěn)定運(yùn)行。

3.3 溫度影響

對(duì)于磷酸酯抗燃油來(lái)說(shuō)，其最為顯著的特征，就是具有較高的燃點(diǎn)，能夠降低汽輪機(jī)組發(fā)生火災(zāi)的可能性。同時(shí)，一旦電廠在運(yùn)行中發(fā)生火災(zāi)，火苗也不會(huì)向著磷酸酯抗燃油的方向延伸，其原因就是在合成磷酸酯抗燃油的過(guò)程中，加入了適量的抗燃劑。同時(shí)，結(jié)合相關(guān)的研究能夠發(fā)現(xiàn)，磷酸酯抗燃油具有良好的阻燃效果，是因?yàn)榱姿狨ピ谌紵倪^(guò)程中，會(huì)產(chǎn)生一定量的偏磷酸聚合物，以此來(lái)將空氣進(jìn)行阻絕。但是，在高溫的環(huán)境下，就會(huì)直接增加磷酸酯抗燃油的劣化速度。實(shí)際運(yùn)行中盡管抗燃油運(yùn)行時(shí)其溫度嚴(yán)格按照35℃至60℃控制，但實(shí)際運(yùn)行中管路可能存在局部過(guò)熱點(diǎn)，特別是高中壓調(diào)門(mén)抗燃油管道及油動(dòng)機(jī)，由于設(shè)計(jì)原因靠近高中壓缸體，環(huán)境溫度高，存在局部過(guò)熱現(xiàn)象，磷酸酯抗燃油受高溫的影響，就會(huì)發(fā)生嚴(yán)重的氧化現(xiàn)象，增加其中的酸值，從而就會(huì)將汽輪機(jī)組的部件、管線腐蝕掉，最終產(chǎn)生泄漏磷酸酯抗燃油的不良現(xiàn)象。因此，可以在調(diào)節(jié)門(mén)油動(dòng)機(jī)增加冷卻水裝置，防止局部過(guò)熱現(xiàn)象，對(duì)于沒(méi)有使用的磷酸酯抗燃油來(lái)說(shuō)，其最佳的儲(chǔ)存溫度為30℃，被使用以后嚴(yán)格將溫度控制在55℃左右。

4 磷酸酯抗燃油劣化的具體處理路徑

為了能夠?qū)⒘姿狨タ谷加秃侠淼膽?yīng)用在電廠運(yùn)行中，就應(yīng)該對(duì)其劣化的問(wèn)題，進(jìn)行全面的控制，加大監(jiān)督工作的力度。對(duì)于這一工作的具體內(nèi)容來(lái)說(shuō)，首先需要制定更加完善的、科學(xué)管理機(jī)制，優(yōu)化濾油的方式。其次還需要對(duì)新的磷酸酯抗燃油，進(jìn)行全面的檢測(cè)，保證其符合相關(guān)的規(guī)定。只有通過(guò)這樣方式，才能夠避免磷酸酯抗燃油劣化的問(wèn)題，保證汽輪機(jī)組更加穩(wěn)定的運(yùn)行。

4.1 清理雜物

通常情況下，電廠的汽輪機(jī)組，經(jīng)過(guò)一段時(shí)間的運(yùn)行，就會(huì)由于摩擦等因素，系統(tǒng)產(chǎn)生一定量的雜物，影響其運(yùn)行的穩(wěn)定性，同時(shí)也會(huì)對(duì)磷酸酯抗燃油，產(chǎn)生不良的影響。具體來(lái)說(shuō)，如果汽輪機(jī)組已經(jīng)運(yùn)行了4年左右，就需要對(duì)抗燃油系統(tǒng)的各個(gè)部件，進(jìn)行全面的校驗(yàn)、檢查，以便于清除其中的雜物。其中，工作人員需要對(duì)磷酸酯抗燃油的油箱底部，進(jìn)行重點(diǎn)的清理，主要是因?yàn)榭赡苡泻芏嗖蝗苄缘奈镔|(zhì)，如雜質(zhì)、油泥等。通過(guò)雜物的數(shù)量，判斷汽輪機(jī)組設(shè)備被腐蝕的情況，從而及時(shí)更換磷酸酯抗燃油。在檢修的過(guò)程中，需要對(duì)磷酸酯抗燃油的系統(tǒng)，進(jìn)行全面、徹底的檢查，若是發(fā)現(xiàn)部件中，存在明顯的腐蝕點(diǎn)，就應(yīng)該及時(shí)對(duì)其更換，避免影響汽輪機(jī)組的運(yùn)行[3]?；谶@樣的方式，能夠減少磷酸酯抗燃油劣化，對(duì)電廠汽輪機(jī)組的影響，保證更加穩(wěn)定的運(yùn)行。

4.2 濾油處理

對(duì)于磷酸酯抗燃油來(lái)說(shuō)，優(yōu)化濾油處理的方式，也是減少避免劣化的主要因素，以此來(lái)優(yōu)化磷酸酯抗燃油的總體性能。對(duì)此，其具體的方式如下：

（1）旁路再生裝置隨機(jī)組一同運(yùn)行。在電廠的運(yùn)行中，旁路再生裝置是汽輪機(jī)組抗燃油系統(tǒng)自帶的濾油系統(tǒng)，大部分電廠都是由纖維素過(guò)濾器+硅藻土過(guò)濾器構(gòu)成的，而在完成這一環(huán)節(jié)的濾油以后，還會(huì)對(duì)其進(jìn)行精密過(guò)濾器過(guò)濾。具體來(lái)說(shuō)，采用硅藻土過(guò)濾器，其能夠?qū)α姿狨タ谷加偷乃?、酸值，進(jìn)行優(yōu)化與改善，但是其實(shí)際的使用效果，并沒(méi)有達(dá)到理想的效果，如果不及時(shí)更換濾芯，就會(huì)導(dǎo)致磷酸酯抗燃油中的顆粒度超標(biāo)。而精密過(guò)濾器、纖維素過(guò)濾器，其可以將磷酸酯抗燃油中的顆粒度進(jìn)行改善[4]。通過(guò)這樣的方式，就能夠保證磷酸酯抗燃油，其水分、酸值、顆粒度均符合標(biāo)準(zhǔn)，以此來(lái)充分發(fā)揮其作用、價(jià)值。

（2）不定期使用專業(yè)濾油器，對(duì)磷酸酯抗燃油的電阻率、酸值、水分等，進(jìn)行有針對(duì)的優(yōu)化。在具體的工作中，采用專業(yè)的濾油器，對(duì)磷酸酯抗燃油進(jìn)行處理，在保證油品達(dá)到標(biāo)準(zhǔn)以后，停止濾油的相關(guān)工作。就濾油器的運(yùn)行過(guò)程中，需要對(duì)取樣口的電阻率、酸值、水分等，進(jìn)行定期的取樣實(shí)驗(yàn)，如果兩次試驗(yàn)的時(shí)間間隔大于24h，發(fā)現(xiàn)磷酸酯抗燃油的電阻率、酸值等，并沒(méi)有發(fā)生變化，就說(shuō)明濾油試驗(yàn)失敗，并更換濾芯進(jìn)行再次測(cè)試。通過(guò)這樣的方式，就能夠保證磷酸酯抗燃油的相關(guān)性能，符合電廠汽輪機(jī)運(yùn)行的要求，減小其發(fā)生劣化的可能性。

4.3 油樣測(cè)試

為了能夠解決磷酸酯抗燃油的劣化問(wèn)題，電廠的技術(shù)人員，還應(yīng)該及時(shí)對(duì)其進(jìn)行取樣、測(cè)試。實(shí)際上，取樣是試驗(yàn)磷酸酯抗燃油品質(zhì)的基礎(chǔ)步驟，同時(shí)也是影響測(cè)試結(jié)果的關(guān)鍵因素，因此需要指定專業(yè)的工作人員，完成磷酸酯抗燃油的取樣工作。另外，為了保證含水量、酸值等指標(biāo)測(cè)試結(jié)果準(zhǔn)確性，還應(yīng)該保證采樣瓶的清潔度，在做好基礎(chǔ)工作以后，便能夠開(kāi)展相應(yīng)的測(cè)試?；趯?duì)磷酸酯抗燃油的測(cè)試，工作人員能夠掌握其相關(guān)性能的指標(biāo)，然后對(duì)比電廠汽輪機(jī)組的運(yùn)行要求，判斷其是否發(fā)生了劣化的現(xiàn)象，以此為相關(guān)的工作提供有價(jià)值的參考。為了增強(qiáng)測(cè)試結(jié)果的可信程度，就需要對(duì)具有代表性的區(qū)域油品進(jìn)行采樣，并對(duì)旁路裝置的處理效果，進(jìn)行定期檢查，進(jìn)而掌握磷酸酯抗燃油的具體數(shù)據(jù)與信息，合理制定方案預(yù)防劣化問(wèn)題。

5 結(jié)語(yǔ)

綜上所述，磷酸酯抗燃油在電廠中的應(yīng)用，其具有很多的優(yōu)勢(shì)，但是如果發(fā)生劣化的現(xiàn)象，同樣也會(huì)導(dǎo)致安全隱患。針對(duì)這樣的問(wèn)題，電廠的工作人員，就需要掌握磷酸酯抗燃油劣化的原因，制定有針對(duì)性的解決措施，從而可以避免磷酸酯抗燃油劣化的現(xiàn)象，使其能夠發(fā)揮自身的優(yōu)勢(shì)，確保汽輪機(jī)組安全運(yùn)行。所以，通過(guò)本文的分析發(fā)現(xiàn)，文中所提及的處理方式，其具有較強(qiáng)的可行性。

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