火電廠抗燃油監(jiān)督存在問(wèn)題分析及對(duì)策

王紅衛(wèi)，孫曉東

(1.華電國(guó)際技術(shù)服務(wù)中心，山東 濟(jì)南 250216；2.西安熱工研究院有限公司，陜西 西安 710032)

火電廠抗燃油監(jiān)督存在問(wèn)題分析及對(duì)策

王紅衛(wèi)1，孫曉東2

(1.華電國(guó)際技術(shù)服務(wù)中心，山東 濟(jì)南 250216；2.西安熱工研究院有限公司，陜西 西安 710032)

根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)調(diào)研報(bào)告，對(duì)火電廠機(jī)組抗燃油在運(yùn)行過(guò)程中發(fā)生劣化的原因進(jìn)行分析，指出運(yùn)行油溫過(guò)高、油中水分超標(biāo)、旁路再生裝置效果差、油質(zhì)維護(hù)方法不正確均是抗燃油在運(yùn)行過(guò)程中發(fā)生劣化的主要因素，并提出了抗燃油維護(hù)方法及監(jiān)督措施。

抗燃油；運(yùn)行溫度；水分；再生裝置；維護(hù)方法

0 引言

隨著我國(guó)電力工業(yè)的快速發(fā)展，大容量機(jī)組越來(lái)越多，機(jī)組調(diào)速系統(tǒng)因特殊的使用環(huán)境及要求，大多使用抗燃油?？谷加途哂辛己玫臐?rùn)滑性、抗燃性和穩(wěn)定性，可提高DEH控制系統(tǒng)的動(dòng)態(tài)響應(yīng)品質(zhì)，主要為汽輪機(jī)、給水泵小汽輪機(jī)及高壓保安系統(tǒng)提供安全、穩(wěn)定的動(dòng)力用油和控制用油，完成閥門驅(qū)動(dòng)及快速遮斷汽輪機(jī)等功能。機(jī)組抗燃油理化指標(biāo)，如水分、酸值、體積電阻率、泡沫特性、顆粒度等必須合格。若抗燃油油質(zhì)超標(biāo)，會(huì)造成調(diào)速系統(tǒng)腐蝕、卡澀、泄漏，油質(zhì)氧化嚴(yán)重時(shí)會(huì)產(chǎn)生油泥，縮短油質(zhì)使用壽命。個(gè)別電廠抗燃油經(jīng)長(zhǎng)期運(yùn)行后指標(biāo)發(fā)生超標(biāo)，若處理不當(dāng)會(huì)引發(fā)其他指標(biāo)也超標(biāo)，給機(jī)組運(yùn)行帶來(lái)嚴(yán)重的安全隱患，并增加運(yùn)行維護(hù)的難度。

因此，需對(duì)抗燃油劣化的原因和預(yù)防措施進(jìn)行討論分析，以確保油質(zhì)指標(biāo)合格，保證機(jī)組安全經(jīng)濟(jì)運(yùn)行。

1 抗燃油劣化的原因分析

1.1 運(yùn)行溫度對(duì)油質(zhì)的影響

抗燃油的成分為三芳基磷酸酯，在常溫下不易氧化，但在較高溫度下其氧化速率劇增。運(yùn)行中油溫一般控制在35—55 ℃，同時(shí)應(yīng)杜絕局部過(guò)熱，但由于設(shè)備或人為原因，過(guò)熱現(xiàn)象時(shí)有發(fā)生。因此，運(yùn)行油溫高是油質(zhì)劣化的重要因素之一。

某臺(tái)600 MW機(jī)組，由于冬季環(huán)境溫度低，機(jī)組水冷壁管頻繁泄漏，機(jī)組啟停頻繁。從PI系統(tǒng)查知，該機(jī)組啟動(dòng)過(guò)程中油溫高達(dá)90 ℃，抗燃油管路距油動(dòng)機(jī)較近，保溫隔離效果差，油溫達(dá)到88 ℃，導(dǎo)致電阻率降至1.23×109Ω·cm，酸值升高到0.69 mg KOH/g。在系統(tǒng)檢查時(shí)，發(fā)現(xiàn)油箱內(nèi)加熱棒積滿碳化物，如圖1所示；油箱底部有大量脫落碳化物，如圖2所示。該機(jī)組僅運(yùn)行1年時(shí)間，就因運(yùn)行油溫過(guò)高發(fā)生嚴(yán)重劣化而不得不更換新油。

圖1 加熱棒附著一層較厚的黑色碳化物

圖2 加熱棒脫落下來(lái)的碳化物在油箱底

1.2 水分對(duì)油質(zhì)的影響

抗燃油屬于合成酯類化合物，容易吸潮并且遇水極易發(fā)生水解反應(yīng)生成酚和羧酸，生成的羧酸還可作為水解反應(yīng)的催化劑。抗燃油的水解不僅會(huì)引起酸值增大、粘度變化、產(chǎn)生油泥，還會(huì)加速油質(zhì)劣化、縮短油品使用壽命。因此，水分是油質(zhì)劣化的主要因素之一。

運(yùn)行過(guò)程中，應(yīng)注意更換油箱頂部呼吸器中的干燥劑，防止空氣中的潮氣污染抗燃油；還應(yīng)控制離子交換樹(shù)脂再生后對(duì)油質(zhì)造成的水分污染。

某廠因冷油器滲漏使抗燃油系統(tǒng)水分超標(biāo)，經(jīng)搶修將冷油器滲水問(wèn)題解決，但因現(xiàn)場(chǎng)未采取有效的處理手段，造成油質(zhì)水分含量長(zhǎng)期高于2 000 mg/L，嚴(yán)重超標(biāo)，導(dǎo)致酸值逐漸增加、電阻率逐漸降低。在停機(jī)小修過(guò)程中，使用離子交換樹(shù)脂濾芯將酸值和電阻率處理到合格范圍內(nèi)，但是開(kāi)機(jī)后水分仍超出標(biāo)準(zhǔn)要求。再次經(jīng)過(guò)吸附脫水、再生處理后油質(zhì)恢復(fù)到運(yùn)行油標(biāo)準(zhǔn)，解決了油質(zhì)超標(biāo)問(wèn)題。具體的抗燃油分析情況如表1所示。

表1 1 000 MW機(jī)組抗燃油分析

1.3 旁路再生裝置效果差

抗燃油系統(tǒng)都設(shè)有旁路再生裝置，主要由硅藻土吸附劑濾芯和纖維濾芯組成，前者用于吸附劣化產(chǎn)物，后者用于過(guò)濾顆粒物。現(xiàn)場(chǎng)調(diào)研表明，大多數(shù)電廠均未按DL/T 571—2014《電廠用磷酸酯抗燃油運(yùn)行維護(hù)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，形成這種局面的主要原因有以下2點(diǎn)。

1.3.1 旁路再生裝置對(duì)油質(zhì)改進(jìn)功效不大

硅藻土的再生原理為物理吸附?，F(xiàn)場(chǎng)調(diào)研表明，硅藻土僅對(duì)酸性化合物有效果，當(dāng)酸值過(guò)高時(shí)，對(duì)酸性化合物的處理效率較低，并且對(duì)其他油質(zhì)指標(biāo)處理效果欠佳。

1.3.2 投運(yùn)硅藻土再生裝置引起顆粒度超標(biāo)

硅藻土由原礦進(jìn)行篩分獲得，篩分獲得的顆粒分布不均勻，大顆粒上附著大量小顆粒，且硅藻土強(qiáng)度差，在油流中很容易破碎或小顆粒脫落。脫落的小顆粒隨油流進(jìn)入系統(tǒng)，將影響油質(zhì)顆粒度指標(biāo)。

因此，再生裝置效果差也是油質(zhì)劣化的主要因素之一，為此應(yīng)選擇再生效果優(yōu)異的旁路再生裝置，以替代硅藻土再生裝置，滿足油質(zhì)的維護(hù)需要。

1.4 油質(zhì)維護(hù)方法不正確

據(jù)調(diào)研，某些電廠油質(zhì)不合格就采取補(bǔ)充新油的方式來(lái)改善油質(zhì)指標(biāo)。然而，補(bǔ)油少了，不起作用；大量補(bǔ)油，會(huì)導(dǎo)致油泥析出，影響機(jī)組安全。補(bǔ)入新油僅能短時(shí)間改善油質(zhì)指標(biāo)，并沒(méi)有徹底去除油質(zhì)劣化產(chǎn)物，殘留在油中的劣化產(chǎn)物會(huì)起催化劣化作用，導(dǎo)致補(bǔ)入新油后短時(shí)間內(nèi)油質(zhì)再次發(fā)生嚴(yán)重劣化變質(zhì)。因此，油質(zhì)維護(hù)方法的不正確也是油質(zhì)劣化的重要因素之一。

2 運(yùn)行監(jiān)督維護(hù)措施

依據(jù)上述油質(zhì)劣化原因分析及多年抗燃油的維護(hù)經(jīng)驗(yàn)，為了保持運(yùn)行抗燃油各項(xiàng)性能指標(biāo)優(yōu)良，必須嚴(yán)格按DL/T 571—2014的要求，做好抗燃油各階段監(jiān)督和維護(hù)工作。同時(shí)，還應(yīng)加強(qiáng)如下幾項(xiàng)工作。

(1) 設(shè)備安裝及大修后，系統(tǒng)油管路短接，然后使用合格的抗燃油進(jìn)行循環(huán)沖洗，沖洗至顆粒度合格后，再將調(diào)門接入系統(tǒng)繼續(xù)沖洗，沖洗至合格后機(jī)組方可啟動(dòng)。

(2) 對(duì)油系統(tǒng)定期檢查，如發(fā)現(xiàn)精濾器壓差異常，說(shuō)明濾芯堵塞或破損，應(yīng)及時(shí)查明原因，進(jìn)行清洗或更換。

(3) 加強(qiáng)油箱底部加熱投停監(jiān)督工作，或?qū)?nèi)置加熱棒改在油箱外部，防止油品直接與加熱棒接觸產(chǎn)生高溫過(guò)熱的碳化產(chǎn)物。油管路溫度過(guò)高時(shí)，應(yīng)加裝冷卻器或增加隔熱板，消除熱輻射對(duì)油品溫度的影響。

(4) 油箱呼吸口干燥劑失效后要及時(shí)更換，并加強(qiáng)運(yùn)行油的水分監(jiān)督與控制。

(5) 堅(jiān)持長(zhǎng)期或定期投用高效的再生裝置，并定期更換再生濾芯。高標(biāo)準(zhǔn)控制油質(zhì)各項(xiàng)重要指標(biāo)，盡量減少油中劣化產(chǎn)物對(duì)運(yùn)行油的催化劣化作用。

(6) 油質(zhì)超標(biāo)時(shí)，要采取正確的維護(hù)方法對(duì)運(yùn)行油進(jìn)行處理，避免短時(shí)間內(nèi)再次發(fā)生油質(zhì)超標(biāo)的問(wèn)題，以免給電廠帶來(lái)多次經(jīng)濟(jì)損失。

3 結(jié)論

運(yùn)行抗燃油系統(tǒng)的溫度控制、水分控制，使用高效的再生裝置，正確的維護(hù)方法，均是保證抗燃油油質(zhì)的重要措施。抗燃油在汽輪機(jī)調(diào)速系統(tǒng)中占據(jù)重要位置，其質(zhì)量的好壞、性能的優(yōu)劣直接影響機(jī)組安全。因此，要高度重視抗燃油運(yùn)行的各個(gè)環(huán)節(jié)，嚴(yán)格按照DL/T 571—2014標(biāo)準(zhǔn)要求，做好抗燃油的監(jiān)督防劣化工作。

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2017-04-22。

王紅衛(wèi)(1968—)，女，工程師，主要從事電廠化學(xué)相關(guān)技術(shù)監(jiān)督與研究工作，email：31463386@qq.com。

孫曉東(1980—)，男，工程師，主要從事電力用油再生技術(shù)研究工作。