高压抗燃油酸值升高的原因排查及处理.pdfVIP

A而 电 力 安 全 技 术 第 l 3 卷(2 0 1 1 年 第1 l 期) 高压抗燃油酸值升高的原因排查及处理 马岩 昕 ( 黑龙江华电齐齐哈 尔热 电有限公 司，黑龙江 齐齐哈 尔 1 6 1 0 0 0 ) 摘要针对 3 0 0 l V I W 供热机组高压抗燃油酸值升高的情况，分析 了酸值升高的原 因，并认 真排查存在的问题， 进而制定了处理和改进措施 ， 高压抗燃油酸值得到控制 ， 保证 了机组的安全运行。 关键词 高压抗燃油；酸值升高；排查处理；再生装置改进 为减少因油泄漏而造成火灾的潜在危害，某 电 厂 2台 3 0 0 MW 供 热机组的供油系统 ，采用高压 磷酸酯抗燃油作为液压工质 。高压磷酸酯抗燃油作 为电液调节系统的动力油，具有一定的耐高温、抗 老化能力。但在使用过程中由于高压磷酸酯抗燃油 自身及外部因素的影响 ，会 出现油质劣化 的现象 ， 主要表现为酸值升高、水分增加 、电阻率下降、颗 粒污染等，其中以酸值升高的影响最为严重。 1 高压抗燃油系统的组成及工作原理 高压抗燃油系统 由安装在座架上 的不锈钢油 箱 、有关的管道 、蓄能器、控制件、油泵、滤油器 以及热交换器等组成。 供油系统提供高压抗燃油 ，并由它来驱动伺服 执行机构及建立危急遮 断系统安全油压 ；执行机构 响应从 D E H送来的信号 ，调节汽轮机各蒸汽阀开 度 ；危急遮断系统在机组安全受到威胁时泄去安全 油压 ，确保机组安全。 E H油供油装置 的工作原理 ：交流马达驱动油 泵后 ，油箱中的抗燃油通过滤网被吸人油泵；从油 泵出口的抗燃油经过压力滤油器 、卸载阀、单向阀 流人和高压蓄能器联接的高压油母管，被送到各执 行机构和危急遮断系统。 E H油泵输出压力可在 0 2 1 MP a之 间任意 设置 ，系统允许正常工作压力设置在 l 1 0 1 5 0 MP a ， 额定工作压力为 l 4 5 MP a 。 E H油泵启动后， 油泵 以全流量约 1 8 0 L mi n向系统供油 ，同时也给 蓄能器充油。当油压达到系统整定压力 l 4 5 MP a 时，高压油推动油泵上的控制阀，控制阀操作泵的 一 一 变量机构 ，使泵的输出流量减少 ，当泵的输出流量 和系统用油流量相等时，泵的变量机构维持在某一 位置。当系统需要增加或减少用油量时，泵会 自动 改变输 出流量 ，维持系统油压在 l 4 5 MP a ，当系 统瞬间用油量很大时，蓄能器将参与供油。各执行 机构的 回油通过压力回油管，先经过 3 g m 回油滤 油器 ，再通过冷油器回至油箱。 2 酸值升高的危害 酸值是评定抗燃油劣化或水解变质的一项重 要指标。高酸值会加速 E H 油裂化 ，导致产生沉淀 以及起泡、空气 间隔等 问题 ，酸值一 旦超过 限定 值 ，将无法降低。电力标准 D L T 5 7 l 一2 0 0 7中规 定， 运行油的酸值应控制在 0 1 5 mg g ( KOH) 以下， 酸值高说明抗燃油已经劣化或是有水解反应，酸值 越高越不利于抗燃油的稳定。高酸值的油对金属部 件有腐蚀作用 ，油中劣化产物还会不同程度地影响 油的电阻率、颗粒度、泡沫和空气释放值等性能， 进而影响调速系统准确 、稳定 、高效的运行。 油质的劣化不但降低了抗燃油的使用寿命 ，缩 短了油系统及其元器件 的使用时间，造成 D E H系 统及元件的故障，严重时还将危及机组的安全运行。 3 高压抗燃油酸值升高缺陷 某 电厂发现 E H油颗粒度不合格 ，经过滤后合 格。几个月后又发现水分超标、颗粒度有增大的趋 势 ，随后多次出现调 门抖动现象。后因 E H油劣化 严重 ，形成乳状液 ，时常造成油泵滤网压差高 ，系 第 1 3 卷 ( 2 0 1 1 年第 l 1 期 ) 电力 安 全 技 术 统油压下降，危及汽轮机的安全运行。电厂曾利用 停机处理了 E H油 ，但随后水分时常超标 ，酸值随 着硅藻土的投运而波动 ，最大达 0 5 3 2 mg g ( KO H) 。 2 0 1 0年 2月 ，因 2号 机右侧 中压调 门卡涩 ，电厂 申请将机组 负荷 限制在 2 0 0 MW 运行 ，且尽量避 免调峰。 4 原因排查和处理 针对机组高压抗燃油酸值升高的状况 ，分别对 运行、设备可能存在的问题进行了排查。 4 1 油管路局部过热 由于 E H油系统管路在汽轮机大罩壳 内，通风 较差 ，且离缸壁及蒸汽管道太近 ，局部温度过高， 可导致 E H油老化分解 ，产生大量 的有机酸。检查 发现，左侧高压调速汽门门座、右侧 中压调速汽门 等处保温不好。经过对 E H 油系统部件表面温度 的 测试 ， 发现多个过热点 ， 使高压抗燃油在此处过热。 过热会导致抗燃油氧化加快 ，而氧化会导致抗燃油 酸度增加，颜色变深。 与此同时，将 1 ，2号机组作 比较，发现 2号 机保温较差 ，该包的未包 ，不该包的却包了。测得 2 号机高压调速汽门油动机表面平均温度为 1 9 1 4 ，较 1 号机 的 1 0 5高 出 8 6 4；2号机高压 调速汽门连接件平均温度为 2 2 9，较 l 号机的 1 6 8 7高出 6 0 3；2号机高压调速汽门所附油 管平均温度为 2 4 1，较 1号机的 1 2 0高 出 1 2 1 。很显然 ，2号机的 E H 油较 1号机 的 E H油被 加热的程度大得多 ，故 2号机的 E H 油劣化程度非 常严重。 根据上述情况 ，首先将 l 号机保温处理好 ；其 次，为 了防止机组停运后 ，汽轮机的高温造成部分 残存在油动机内的 E H油高温氧化和裂解，对机组 停运作 出 E H 油系统在机组停运 3天后才能停运 的 规定。 4 2 油中含水量过高 对于磷酸酯类的抗燃油，水分含量增加会引起 水解，生成酸性磷酸酯和酚，并进一步反应生成低 分子酸和高分子老化产物。而产生的酸性产物又会 催化油品分解 ，导致油品酸值不断提高。一般情况 下 ， E H油的水分来源主要是吸收空气 中的潮气 ( 如 油箱盖密封不严、 干燥剂失效 ) ， 在异常情况下 ( 如 A而 发生事故 ) 也不排除有大量水渗入。 为 了弥补现有空气滤清器的不足 ，防止空气 中 的水分子进入 ，避免抗燃油因混入水分子而造成水 解劣化、氧化 、酸值升高，将原抗燃油油箱上的空 气滤清器改造成为新型高效能吸湿型空气滤清器 ， 并将 E H 油箱顶部干燥剂换新。 4 3 油箱中有金属微粒 测试颗粒度时曾发现 ，油中被滤膜截留下来的 物质在显微镜下呈现金属光泽，初步判断为金属微 粒 ，主要是高压油流冲刷下来的金属腐蚀物 ，这种 极微细的金属微粒对油的劣化反应有更强的催化活 性 。E H油在催化剂 的作用下可部分分解为酚和羧 酸 ，这些酸性物质的产生标志着油质劣化 的开始 。 E H油甚至能直接与某些金属物发生作用，如 E H 油可 以直接侵蚀与其接触的金属铬 ( 或镀铬 ) 的管 路系统，这种侵蚀作用又会增加油中杂质含量，加 速油的劣化。 为此，利用停机 时间对 E H油箱进行 了倒油， 并对 E H 油箱进行了彻底的清理。 4 4 密封材料不适用 O型橡胶密封圈耐高温能力差，油动机 内的氟 化橡胶 O型密封圈由于长期处在高温下而脆化、断 裂，诸如 “ 炭黑”的小颗粒脱落至油中卡涩油动机 以及阻塞伺服阀，使调门抖动或无法调节，甚至出 现喷漏现象。 对换下的O型密封圈进行了试验 ，发现 当O型 圈处于 2 5 0以下时，其物理性能尚无大的变化 ； 当温度升至 2 6 0时， O型圈的硬度开始发生变化 ， 较尖 的螺 丝刀可轻易将其表 面破坏 ；当温度达到 2 9 0时 ，可轻 易将 O型圈拉 断 ；当加热 至 3 l 0 时，氟化橡胶被慢慢溶解在 E H油 中，使 E H油 变成黑褐色 ，粘度变大 ，油质劣化。 为此，在 E H油系统中取消了全部橡胶连接件 ， 改用 不锈钢