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      磷酸酯抗燃油劣化的原因分析及處理

      2018-01-03 12:34:50呂修業(yè)
      山東工業(yè)技術(shù) 2018年24期
      關(guān)鍵詞:酸值水分溫度

      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。

      參考文獻(xiàn):

      [1]馮麗蘋(píng),劉永洛,許海生,吳冰睿,邵偉,劉曉瑩,尹文波.磷酸酯抗燃油抗劣化措施與試驗(yàn)[J].熱力發(fā)電,2018,47(01):125-129.

      [2]靳江波,王笑微,蔣朦,劉曉瑩.運(yùn)行溫度對(duì)磷酸酯抗燃油熱氧化安定性的影響[J].熱力發(fā)電,2017,46(03):77-81.

      [3]郭華,錢(qián)玉良.磷酸酯抗燃油酸值、電阻率指標(biāo)劣化原因分析及控制措施[J].浙江冶金,2017(01):42-43+55.

      [4]張雅潔.電力用油劣化狀態(tài)在線監(jiān)測(cè)的核磁共振方法及傳感器設(shè)計(jì)[D].重慶大學(xué),2016.

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