300MW汽輪機(jī)組抗燃油劣化再生技術(shù)的引用

摘要：本文分析了燃?xì)怆姀S抗燃油劣化引起的油的顏色變深、酸值升高、體積電阻率變低、油泥及凝膠等問題，并對其形成原因、及治理措施進(jìn)行了研究。結(jié)果表明：抗燃油顏色變深、酸值升高、油泥析出等問題因受高溫影響油質(zhì)劣化所致;針對以上原因，采用抗燃油分子極性吸附再生凈化裝置可以去除油質(zhì)劣化產(chǎn)物，徹底解決油質(zhì)劣化問題，保證了機(jī)組的安全運(yùn)行及維護(hù)成本。

關(guān)鍵詞：抗燃油;酸值;電阻率

Abstract：In this paper，the problems of oil color darkening，acid value increasing，volume resistivity decreasing，sludge and Gel caused by deterioration of anti-fire oil in gas power plant are analyzed. The results show that the color of fire-resistant oil deepens，the acid value increases and the sludge is released due to the deterioration of oil quality due to the influence of high temperature，thoroughly solve the problem of oil quality deterioration，to ensure the safe operation and maintenance costs of the unit.Key words：anti-fuel，acid value，resistivity，sludge

Keywords：fire resistant oil，acid value，resistivity

引言

近年來，大容量、高參數(shù)燃?xì)廨嗠姍C(jī)組相繼建成并投產(chǎn)，汽輪機(jī)主汽門、調(diào)節(jié)汽門及其執(zhí)行機(jī)構(gòu)的尺寸也相應(yīng)增大，為了減小液壓部套的尺寸，必須提高系統(tǒng)的壓力。為了保證機(jī)組的安全運(yùn)行，調(diào)節(jié)系統(tǒng)的控制液多采用多采用磷酸酯抗燃油。磷酸脂抗燃油是一種人工合成的潤滑劑，與汽輪機(jī)油相比，其具有揮發(fā)性低、熱氧化安定性良好、潤滑性能和抗磨性能優(yōu)良等特點(diǎn)，自然點(diǎn)一般在530℃以上（汽輪機(jī)油300℃左右），能有效預(yù)防因系統(tǒng)泄漏造成的火災(zāi)事故[1]。但是，磷酸脂抗燃油在使用過程容易受到溫度、水分、顆粒雜質(zhì)等的影響，造成油質(zhì)劣化，劣化的抗燃油會腐蝕調(diào)速系統(tǒng)活動部件，使其卡澀，甚至引起跳機(jī)[2]。因此，如何延長抗燃油使用壽命，找到防止抗燃油劣化，使劣化抗燃油再生的有效措施，對保障機(jī)組的安全性、經(jīng)濟(jì)性都有十分重要的意義。

1 ?機(jī)組概況

廣州珠江電廠裝機(jī)總?cè)萘?×300MW，主機(jī)設(shè)備采用哈爾濱三大動力廠生產(chǎn)的30萬千瓦國產(chǎn)引進(jìn)型燃煤汽輪機(jī)發(fā)電機(jī)組。采用數(shù)字式電液調(diào)節(jié)系統(tǒng)（簡稱DEH），其液壓調(diào)節(jié)系統(tǒng)（簡稱EH）的控制油為14MPa的磷酸脂抗燃液，該系統(tǒng)有一個(gè)獨(dú)立的高壓抗燃油供油裝置。高壓抗燃油系統(tǒng)由供油裝置、自循環(huán)冷卻系統(tǒng)、自循環(huán)再生過濾系統(tǒng)以及油管路及附件。供油裝置的主要功能是為執(zhí)行機(jī)構(gòu)提供所需的液壓動力，同時(shí)保持液壓油的正常理化特性。

我廠汽機(jī)的EH油和旁路油使用AKZO 46#抗燃油，一直使用汽機(jī)廠家配備的在線硅藻土和纖維濾用于去除抗燃油中的酸值和水分，配置一臺外接PALL濾油機(jī)去除顆粒物質(zhì)，保證污染度在合格范圍。運(yùn)行近幾年，抗燃油的污染度一直控制在NAS6級以下，但酸值、水分、電阻率、油泥一直存在不同程度的超標(biāo)，通過更換硅藻土濾芯，也很難處理合格。

近年來，對本廠#2機(jī)組抗燃油進(jìn)行油質(zhì)分析，發(fā)現(xiàn)其一直存在水分、酸值、電阻率超標(biāo)問題（如表1）?？谷加皖伾兩?，且經(jīng)常出現(xiàn)抗燃油泵出口濾網(wǎng)差壓高報(bào)警，平均每月要對系統(tǒng)兩臺抗燃油泵出口濾網(wǎng)進(jìn)行一次更換，影響調(diào)速系統(tǒng)的安全穩(wěn)定運(yùn)行，增加運(yùn)行維護(hù)工作量和成本費(fèi)用。為此采取了一系列措施，如定期投入旁路再生裝置濾油，更換再生裝置濾網(wǎng)，檢修期間清洗抗燃油箱，更換內(nèi)部濾網(wǎng)，補(bǔ)充新油等，均不能使抗燃油油質(zhì)保持在合格范圍。

2 ?抗燃油性能指標(biāo)的意義

2.1酸值

酸值是反映抗燃油劣化變質(zhì)程度的一項(xiàng)化學(xué)性能指標(biāo)。酸值升高說明抗燃油劣化（氧化、水解）而產(chǎn)生了酸性物質(zhì)。由于三芳基磷酸酯抗燃油與礦物油（如汽輪機(jī)油等）的成分及分子結(jié)構(gòu)不同，它的劣化除了有氧化和熱裂解反應(yīng)外，主反應(yīng)還有水解反應(yīng)。所以抗燃油的劣化產(chǎn)物實(shí)際上是氧化反應(yīng)、熱裂解和水解反應(yīng)的共同產(chǎn)物?？谷加驮诖蠹s200 ℃時(shí)就會發(fā)生低溫降解，在300 ℃～1 000 ℃時(shí)會發(fā)生高溫降解。一般來說，酸值超過0.15mgKOH/g 油質(zhì)就不穩(wěn)定，酸值越高，酸值升高的速度也就越快。所以，在運(yùn)行中酸值最好控制在0.15mgKOH/g 以下。高酸值的油能進(jìn)一步催化抗燃油水解，使酸值更高，會對機(jī)組調(diào)速系統(tǒng)的運(yùn)行安全構(gòu)成威脅[3]。

2.2電阻率

電阻率是抗燃油的一項(xiàng)非常重要的電化學(xué)性能控制指標(biāo)，如果油在運(yùn)行中該項(xiàng)指標(biāo)小于6.0×109Ω·cm，就有可能引起油系統(tǒng)調(diào)速部套的電化學(xué)腐蝕，尤其是在伺服閥內(nèi)。電阻率越低，電化學(xué)腐蝕就越嚴(yán)重。運(yùn)行抗燃油電阻率降低可能是由于降解生成物或系統(tǒng)污染所引起。另外溫度對電阻率的影響也很大，油化驗(yàn)時(shí)的檢測溫度為20 ℃，但實(shí)際使用的油溫遠(yuǎn)高于20 ℃，夏季伺服閥處的油溫較冬季要高，所以實(shí)際的電阻率更低，伺服閥更容易發(fā)生電化學(xué)腐蝕而出現(xiàn)故障[4]。

2.3含水量

DL/T571-2014《電廠用磷酸酯抗燃油運(yùn)行維護(hù)管理導(dǎo)則》中規(guī)定運(yùn)行抗燃油含水量的控制指標(biāo)為≤1000mg/L。含水量越低，越有利于油質(zhì)的穩(wěn)定?？谷加蜑槿蓟姿狨?，含水量超標(biāo)時(shí)會發(fā)生水解，產(chǎn)生酸性物質(zhì);酸性物質(zhì)又會加速水解反應(yīng)，使油質(zhì)加速劣化變質(zhì);水分超標(biāo)還可能引起抗燃油的乳化和起泡沫等問題。由于三芳基磷酸酯的分子結(jié)構(gòu)特性，其容易吸潮，使油中的含水量上升。

2.4泡沫特性

泡沫超標(biāo)，會使油箱內(nèi)的泡沫過量累積，這對機(jī)組的安全運(yùn)行構(gòu)成危害。首先油中含氣泡，會加速油的氧化劣化，在高壓下氣泡破裂引起調(diào)速系統(tǒng)振動，氣泡進(jìn)入油泵會引起油泵的氣蝕現(xiàn)象，如果泡沫過多還可能影響油泵的正常工作，甚至發(fā)生泡沫會從油箱頂部的呼吸口溢出，泡沫超標(biāo)的原因一般有兩種：一種是抗燃油劣化變質(zhì)，其劣化產(chǎn)物對油的污染造成油的抗泡沫性能下降;第二種原因是抗燃油隨運(yùn)行時(shí)間增長，油中抗泡沫的成份會被消耗，油中抗泡沫的成份缺失時(shí)，油的抗泡沫性能也會下降。

3 ?抗燃油劣化問題的處理措施

經(jīng)上述分析可知，本廠#2機(jī)抗燃油劣化，油質(zhì)出現(xiàn)劣化變質(zhì)的主要原因是系統(tǒng)內(nèi)存在局部過熱點(diǎn)和系統(tǒng)自帶再生裝置濾油效果差。針對上述原因，為改善抗燃油品質(zhì)，提高系統(tǒng)安全性，2019年11月#2機(jī)C修期間，對抗燃油系統(tǒng)進(jìn)行了調(diào)速系統(tǒng)抗燃油在線濾油裝置進(jìn)行更換升級。

3.1 更換在線濾油裝置

采用西安熱工研究院有限公司研發(fā)的KY-XTDNSY10型抗燃油在線濾油裝置更換抗燃油系統(tǒng)自帶旁路再生裝置。此裝置集除水、凈化、再生（降酸、提到電阻率、脫色、去除油泥、改善泡沫）為一整體，每一種濾芯均可單獨(dú)隔離更換。其中，脫水器主要依靠脫水濾芯內(nèi)脫水劑的高效吸水能力進(jìn)行除水;再生裝置內(nèi)裝有兩個(gè)再生濾芯，依靠濾芯內(nèi)的吸附劑將油中的酸性成分和極性雜質(zhì)除去;過濾裝置采用過濾精度為5μm粗濾器和1μm的精濾器配合使用，達(dá)到凈化油質(zhì)的作用。此款濾油裝置可及時(shí)除去油質(zhì)老化、劣化所產(chǎn)生的極性劣化產(chǎn)物，避免抗燃油劣化產(chǎn)物長期存在加速油質(zhì)劣化，保證油品性能的長期穩(wěn)定。機(jī)組更換在線濾油裝置后，油質(zhì)檢測結(jié)果如表2所示。

#2號機(jī)調(diào)速系統(tǒng)抗燃油濾油裝置，經(jīng)過更換后，通過在線濾油，抗燃油品質(zhì)的到明顯改善，酸值、水分、電阻率及粒度均達(dá)到合格范圍，優(yōu)于新油的標(biāo)準(zhǔn)。經(jīng)取樣觀察，抗燃油顏色逐漸變淺。機(jī)組運(yùn)行1年時(shí)間，期間更換過一次濾網(wǎng)后，油質(zhì)的各項(xiàng)指標(biāo)都維持在很高的水平。

4結(jié)束語

抗燃油在高溫等惡劣環(huán)境下油質(zhì)會產(chǎn)生惡化。廣州珠江電廠采用了西安熱工院研發(fā)的抗燃油再生裝置，抗燃油酸值、顆粒度、水分、電阻率等各項(xiàng)指標(biāo)達(dá)到了設(shè)計(jì)要求，解決了機(jī)組抗燃油劣化的問題，抗燃油品質(zhì)得到有效控制，抗燃油油質(zhì)各項(xiàng)指標(biāo)均保持在合格范圍，極大降低了運(yùn)行維護(hù)費(fèi)用，為抗燃油系統(tǒng)安全穩(wěn)定運(yùn)行提供保障[5]。

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作者簡介：李亮華，男（1973-），廣東人，從事汽輪機(jī)設(shè)備檢修、維護(hù)以及研究工作。