110MW机组高压抗燃油的油质现状分析及改进措施.doc

全国火电100-200mw级机组技术协作会2008年年会论文集 汽轮机110mw机组高压抗燃油的油质现状分析及改进措施赖海城（河北马头发电有限公司056044）摘要：简述河北马头发电有限责任公司110mw机组高压抗燃油的现状，介绍了抗燃油处理的工艺，分析了抗燃油运行中指标裂化的原因，提出了日常维护和解决问题的措施。关键词：110mw机组；抗燃油；现状；措施 1设备概况：河北马头发电有限责任公司#3、#4汽轮机为北京重型电机厂生产，原型号n10090/535；分别于2004年1月和2001年3月完成通流部分增容改造和调节系统deh改造，改后型号为n11090/535，高压抗燃液压控制系统工质均采用akzo磷酸酯高压抗燃油（eh油）。由于使用高压抗燃油时间不长，并且是进口抗燃油，运行监督和检修管理方面缺少经验，而且抗燃油在运行、检修过程中容易受到水份、温度、颗粒杂质和系统材料的污染而影响它的使用性能。因此，加强抗燃油的日常运行监督、维护以及检修质量管理，对延长抗燃油的使用寿命，防止调速系统卡涩和保障机组安全经济运行具有十分重要的意义。2#3、4机组高压抗燃油油质状况：对#3、4机组高压抗燃抗燃油投产以来的指标状况和发展趋势统计来看，1年多时间就开始出现油质指标不合格的现象，这为设备的安全运行带来了极大的隐患。详见附表1：检测日期3号机4号机水分%（ m/m）酸值mgkoh/g体积电阻率cm颗粒度 级泡沫特性（24） ml水分%（ m/m）酸值mgkoh/g体积电阻率cm颗粒度级泡沫特性（24） ml标准0.10.255.0109sae 20.10.255.0109sae 22001、03、19无0.025.9510912001、05、150.0216.31092001、09、100.0186.01090/02001、12、248.7610920/02002、01、070.0215.2109310/02002、04、08无0.0356.7110910/02002、07、22无0.0442002、10、30无0.0515.31092003、01、210.056.7109030/02003、05、260.081.871090470/4502003、08、120.042.21109400/3902003、08、150.060.5910980/402003、09、190.043.3109370/2002004、01、120.0440.026.43109030/02004、02、200.0450.0213.1109035/00.070.043.561090220/02004、05、190.060.01210.7109025/00.0810.0583.071090170/02004、08、230.0750.0327.1109040/00.0810.0842.510902004、11、260.0820.0351710930.0850.0822.310922005、01、140.0570.0313109130/00.0650.082.2109080/02005、04、190.0610.0395.01090.0720.0862.11093表征高压抗燃油品的几个主要化学指标及危害3.1水分 抗燃油为三芳基磷酸酯, 含水量超标时，会发生水解，产生酸性物质，酸性物质又会加速水解反应的进行，使油质加速劣化变质，酸值升高，电阻率降低，导致酸性腐蚀和电化学腐蚀问题。3.2酸值 是反映抗燃油劣化变质程度的一项指标。酸值升高说明抗燃油因劣化（氧化水解）而产生了酸性物质，一般来说酸值超过0.1mgkoh/g以上油质就不稳定。酸值越高、升高的速度也就越快。所以在运行中酸值最好控制在0.1mgkoh/g以下，越低油质越稳定。高酸值的油对金属部件有腐蚀作用，由于调速系统均采用不锈钢材料，所以酸腐蚀不是主要问题，而主要问题是酸值升高，说明油已变质，油中有劣化产物生成，这些劣化产物会不同程度的影响油的电阻率、颗粒度、泡沫和空气释放值等性能。3.3体积电阻率 是抗燃油的一项非常重要的电化学性能控制指标，如果油在运行中该项指标小于标准值，就有可能引起油系统调速部套的电化学腐蚀，尤其是在伺服阀内由于其流速及油流形态的变化，极易发生电化学腐蚀，电阻率越低，电化学腐蚀就越严重，而且是一种不可修复的损坏，从而影响伺服阀的正常工作，被迫更换被腐蚀破坏的伺服阀。3.4颗粒度 由于高压抗燃系统的特殊性，对于抗燃油的颗粒度要求特别严, 如果颗粒度不合格，可能会引起机组伺服系统卡涩而发生严重的安全事故。3.5泡沫 泡沫超标，会使油箱内的泡沫过量累积，这对机组的安全运行构成危害。首先油中含气泡，会加速油的氧化劣化，在高压下气泡破裂引起调速系统振动，气泡进入油泵会引起油泵的气蚀现象，如果泡沫过多还可能影响油泵的正常工作，甚至发生泡沫会从油箱顶部的呼吸口溢出。 4导致高压抗燃油劣化的原因：4.1运行油温度偏高 抗燃油具有抗燃性，但并不表示它可在高温下运行。抗燃油在常温下的氧化速率极慢，但在较高温度下其氧化速率会剧增。运行中一般控制温度在4055。虽然油箱温度一般能在控制标准之内，但系统中存在多处局部超温过热现象。热量产生的原因一是热辐射，二是系统间隙正常泄漏和阀件不严内漏扩容产生的热量造成局部过热。因除危急遮断和高中压主汽门ast油管有大概20l/min的流量外，高压抗燃系统管路中油量很小，主要为间隙泄油，一般油管路中opc管流量几乎为零，管道内高压抗燃油无流动；hp油量在负荷稳定时每个门正常一般仅为2l/min左右，油流速度仅0.38mh，相当缓慢。因此造成高压抗燃油在opc、hp管道内被充分加热，这么低的流速肯定会使高压抗燃油温度达到与管壁温度接近的温度。这在我们能够监控的高压抗燃油箱油温上不能得到完全的体现，这是因为回油流速低，在流回油箱时因管路较长被周围环境冷却，所以实际管内高压抗燃油温度我们无法监测。这种局部热点的存在可使抗燃油劣化加剧。高压抗燃油也具有一般有机物的通性，即受热易分解。另外，在油温较高时，高压抗燃油能溶解其管路连接处的密封材料，一方面会造成油泄漏，另一方面会改变油的性质。4.2水分的渗入会造成抗燃油的水解 抗燃油是一种磷酸酯，它能遇水发生水解反应生成酚和羧酸，生成的羧酸反过来可作为水解反应的催化剂。大量试验证明：抗燃油中随着水分的增加，酸值也会骤增。因为在有机酸的存在下，水解反应得以加速，生成更多的有机酸进而又促进水解反应。高压抗燃油在运行时基本上为密封状态，除呼吸器外没有和外界含水湿空气接触的部位，因此在油箱顶部加装吸湿型呼吸器是防止含水量升高的一种有效方法。4.3金属及密封材料对油质的影响 由于高压抗燃油的溶剂效应，它会溶解与其相容性差的物质（如皮囊的破损物、不适当的密封衬垫等），这种溶解物与油相互作用势必会改变油的理化性质，促进劣化，在油质监测时表现为酸值增大，电阻率下降和起泡倾向增加。5目前常用裂化抗燃油处理方法比较：目前常用裂化抗燃油处理主要就是脱酸、降泡沫、提高体积电阻率等主要指标，几种处理方法进行对比如下。5.1硅藻土再生装置：硅藻土是矿物质，水洗、干燥后活化处理，矿物质元素复杂，含ca、mg、na，和劣化产生羟酸大分子，并絮凝成块状皂化物，容易造成滤网和伺服阀堵塞，在投产初期可以较好的处理高压抗燃油酸值指标，但对体积电阻率的处理效果较差。即使是酸值也仅在0.1mgkoh/g以下有延缓作用，但由于劣化产物中有弱极性的羟酸，硅藻土不能去除，所以硅藻土抑制不住酸值的持续升高，当酸值继续升高硅藻土基本失去处理效果，实际应用在0.1401.6mgkoh/g左右时就没有效果了。5.2氧化铝、硅胶：其作用是利用氧化铝和硅胶的微孔进行吸附有害杂质，有一定的再生功能，缺点是吸附面积小，不区分有害、无害和是否为劣化油分子，一并吸附，处理效果较差，长期使用也可以将油质稳定在一个相对稳定的数值，缺点也是对体积电阻率的处理效果较差，5.3离子交换树脂：离子交换树脂是由英国人研究的，在树脂中加入强极性的na+，用以交换h+，但缺点是降低了酸值的同时，使体积电阻率越来越严重。5.4988分子筛吸附剂：为分子级过滤筛子，孔径小、过滤面积大，可以有效除去酸性大分子，缺点同样是不区分有害、无害和是否为劣化油分子，一并吸附，处理效果较差，不能吸附有害的中性极性离子，因此不能处理体积电阻率指标。且粒度各种粒度都有，容易通过滤芯影响颗粒度指标。5.5强极性吸附剂：吸附剂带有强极性，只要是带电的离子都能够吸附，不但可以吸附酸性的离子，还可以吸附影响电阻率的na+等中性离子，因此对酸值和体积电阻率都有很好的处理效果。它能将其他吸附剂不能吸附的分子如醌、酚类物质分子极化后吸附除去，还能有效的除去酸性物质。因此该吸附剂不但能降低油的酸值，还能有效提高电阻率和脱除油的颜色，使油的酸值始终保持在新油的水平，使油的电阻率提高并保持到新油的水平之上，还能使油的颜色保持在很低的色级。 通过上述处理方法的优劣比较，从适用性来看，优先选用强极性吸附剂的抗燃油处理装置。6日常维护与防范措施：6.1加强高压抗燃油品的监督，规定每月检测一次关键化学指标，发现有升高趋势接近超标时，及时用强极性吸附式抗燃油再生脱水装置进行再生过滤，一般连续投入96h左右即可将裂化指标恢复至正常值。6.2高压抗燃油箱上部呼吸口加装吸附硅胶，防止潮湿空气进入高压抗燃油箱内，引起水份指标超标。6.3优化高压抗燃油管路走向，尽量远离高温区域，确实无法避让的，加强高温区的