F级燃气-蒸汽联合循环热电机组DEH电调系统的脱酸脱水净化系统.doc

郑州普尔机械有限公司ZHENGZHOU PURE MACHINERY CO., LTD 领先国际的平衡电荷净化(BCA)净化技术 F级燃气-蒸汽联合循环热电机组 电调系统(EH)磷酸酯润滑系统 全面彻底净化解决专家 美国ISOPur LR20-PE流体净化系统（磷酸酯型） 1. 平衡电荷技术解决伺服阀的堵塞和腐蚀2. 干离子交换树脂降酸技术去除酸和水分一 电调系统润滑净化对生产和设备重要性1. 描述问题 电厂F级燃气-蒸汽联合循环热电机组系统抗燃油油质的优劣，直接影响抗燃油系统的安全运行。抗燃油的污染主要表现在水分、颗粒度、酸值质三个方面，油质劣化，清洁度下降，可能导致电液伺服阀腐蚀。油动机磨损及调节保安部件的卡涩失效。国内已有多起因抗燃油质问题引起的汽机运行异常和设备故障。 去除抗燃油中的水分和颗粒，是改善油质，确保设备安全、稳定运行的关键。 2 解决电调系统润滑净化问题对生产重要性. 为了保障机组的安全经济运行,电液调节系统()的控制液多采用磷酸酯型抗燃油。该系统主要为高、中压汽门油动机提供动力油和保护油,用以调节和控制汽轮机高、中压汽缸的进汽量,并操纵主汽门的执行机构。电液伺服阀是DEH 系统关键组件，既是电液转换组件又是功率放大组件。它能把微小的电气信号转换成大功率的液压能输出。其工作可靠性对电液调节系统的影响很大，将直接影响到机组的安全经济运行。因此它是电液调节系统的核心和关键。 DEH电调系统大多用的是磷酸酯抗燃液压油。保持油的全面干净，稳定润滑性能指标，提高润滑的管理水平。对系统的安全稳定长周期运行非常的关键。F级燃气-蒸汽联合循环热电机组电调系统润滑油净化过程中，存在很多润滑问题，为设备的安全运行带来隐患。增加维修的频率和维护成本。非计划的停机和检维修，大大降低了设备的生产作业率。给电厂的生产带来很大损失。 二 抗燃磷酸酯液压油生产运行问题及分析 国内各火电厂运用抗燃液压油，由于油质劣化比较严重，导致系统卡涩、跳机停机现象时有发生。由于磷酸酯抗燃液压油的化学组成及特性，它的热稳定性和水解稳定性都很差。磷酸酯型抗燃液压油，遇到水会发生分解。这一反应还随着温度的升高而被强化，同时，随之带来的强酸还具有一定的催化腐蚀作用。由于磷酸酯抗燃液压油水解后易形成强酸，于是这种反应就是被称为“自动催化腐蚀”。液压系统中的一些含铜，铜合金及伺服阀的金属部件作为氧化剂也不断的加速这一反应。而被严重腐蚀。所以除水，去酸就非常的重要和必要。 电液伺服阀的故障模式，电液伺服阀是 DEH 系统中非常重要的电液转换组件。其性能的优劣将直接影响到DEH 系统的安全运行。由于电液伺服阀故障而导致的电液调节系统的故障主要有以下几种典型现象： 伺服阀导致的电液调节系统故障典型现象故障现象 原因油动机拒动 1.热工控制信号故障2.DEH油质老化颗粒度超标,导致电液伺服阀卡涩拒动汽门突然失控油液污染，电液伺服阀喷嘴挡板处发生堵塞。导致伺服阀向一侧运动到极限位置。汽门摆动1.热工控制信号故障2.油液颗粒度超标导致的伺服阀堵塞主阀芯卡涩引起伺服阀分辨率增大3.伺服阀阀口磨损，引起伺服阀内漏量增大零偏不稳定油动机迟缓率大1.油液颗粒度超标导致的伺服阀滤芯堵塞引起伺服阀分辨率过大2.伺服阀的流量增益低，压力增益低油动机关不到位1.热工控制信号故障2.阀门开关极限定位不准3.机械卡涩4.伺服阀的零偏不对 通过对 DEH 系统的研究，DEH 系统中电液伺服阀的几种典型故障很多是磷酸酯抗燃液压油的污染引起的。而保证机组的安全稳定运行，就必须重点解决油品的污染问题。保证整个的系统从根本上得到净化。 （一）电调系统伺服阀控制元件的堵塞和磨损伺服阀是电调系统液压控制元件的核心部件，它出了问题，响应慢，动作不平稳，运行精度出现偏差。磷酸酯抗燃液压油中大量的颗粒50%以上是3微米以下颗粒,大部分3微米以上颗粒物，包括最粘的非溶解性弹性氧化物和最硬的超细小颗粒物，可以毫无阻碍地流经最精密的过滤器。因为现在传统净油机最细小孔径也只有3-5微米。这些过滤设备只能有效去除大颗粒物，大颗粒物只是立时破坏设备，但却对长期危害设备的真正杀手超细小颗粒物（3微米）以下束手无策。 国际ISO4406清洁度标准从4微米开始测量是因为大多数机械过滤无法去除小于3微米以下尺寸的颗粒物，虽然人们有能力制造出更细的滤芯（如1微米的滤芯），但实际应用却是不现实的，1微米的滤芯将产生严重的背压，堵塞过滤系统，如果滤芯不能很快地疏通，污染物将使滤芯很快满载，频繁的更换滤芯带来的成本增加是昂贵的。 一般情况下，液压系统的目标清洁度决定于敏感执行元件的推荐清洁度；运转部件的最小间隙是目标清洁度的关键指标。 最典型的伺服阀公差极小（只有1-4微米）。当小颗粒物粘着在伺服阀中，渐渐形成油泥，粘住阀门，使之无法正常工作。传统过滤设备无法使这些精密部件幸免于难。 ISOPur解决方法: ISOPur 平衡电荷净化有效去除几乎所有大于0.1微米尺寸的污染物，去除颗粒物、铁素体和非铁素体的磨损物、残碳、各种氧化物、细菌和生物污染物。 ISOPur的平衡电荷净化技术净化深度达亚微米级，避免了油泥的形成，从而使伺服阀正常工作而毫无故障。伺服阀不被堵塞。见美国MOOG伺服阀的推荐和分析。(二) 伺服阀，管路，液压元件等部件的腐蚀 问题分析： 普通的净油机离心式，高粘度真空式净油机只是过滤颗粒度和脱去水分的问题，而对抗燃液压油高温氧化形成的胶质物和漆皮，遇到水后形成的油泥无能为力。 所以电调伺服控制系统的控制元件，油泵，液压元件，管路就积累了大量的漆皮，油泥。堵塞管路，系统流量降低，压力升高。更重要的是这些金属元件受到了腐蚀。使用周期缩短。备件成本居高不下。 现有的净油机不能把漆皮，胶质物，油泥清除出去，是因为他们的技术净化原理决定了不能解决这样的问题。而这些物质的存在，是造成高速旋转机械设备磨损、疲劳和粘连的主要原因。加速了油品氧化，油品的寿命缩短，增加更换油品的费用。伺服阀等精密部件，一旦产生胶质物，会使伺服阀动作缓慢。无法正常动作，引发设备故障。 ISOPur解决方法:ISOPur平衡电荷技术，使尚未平衡的超细小颗粒（3微米以下）进入流体循环，动态的拔除阀门，轴承，液压元件，以及其它部件表面各种类型的污垢和沉积物，大大提高设备运行的有效性和稳定性。使设备元件焕然一新。延长使用周期。 （三）抗燃磷酸酯液压油的快速老化，油品润滑性能下降，使用周期缩短。 问题分析：由于整个电调控制系统长期处于相对较高的温度运行,加速了油品氧化,形成了胶质物,油泥等污染物,而普通的净油机不能铲除这些物质。这些有害的污染物反过来，又加速了油品的氧化，缩短了使用周期。油品润滑性能下降。影响了润滑性能。磷酸酯抗然液压油的乳化和游离水是其有害的，加速油品老化。水含量应保持在其露点以下，通常100-200PPM。ASTM D4378-97采用1000PPM=0.1%作为水分的警告限。ISOPur解决方法ISOPur 通过去除高极性的亚微米级的颗粒物从而阻止了油泥和漆皮的产生，BCA 技术迅速地去除微小颗粒物使它们没有机会进入并在机器的内部表面成型，颗粒物在第一次循环过程中就试图与相反的电荷结合达成平衡，因此就不会再趋向积聚在机器的内表面。这些是磷酸酯液压油快速老化的罪魁祸首。ISOPur LR20-PE清除了油品中的亚微米颗粒，胶质物，ISOPur LR20-PE旁边安装一个脱酸罐有脱水作用。被清除后，磷酸酯液压油干净了，使用周期延长了，也保持了润滑性能，保护了设备。（四）电调系统的磷酸酯液压油酸值居高不下，腐蚀伺服阀,设备及部件等，加速油品老化 问题分析： 电调系统的磷酸酯液压油由于水和氧化的胶质物，油泥，使油品酸值升高。稳定的总酸值对电调系统的净化非常重要，应控制在小于0.10mg KOH/g 。我们可以选用干离子交换树脂降酸技术,降低酸值。 ISOPur解决方法 在ISOPur LR20-PE旁边安装一个脱酸罐,和净油机构成一个整体配套使用,生产现场布线简单, 使用方便。满足润滑现场净化和脱酸的要求。三使用普通净油机的净油结果 1使用了普通的机械式过滤机，离心式过滤机，静电沉淀式过滤机后，发现这种原理的滤油机并不能解决油品的净化问题。设备的运行问题依然存在。 2. 在检查设备和油品分析的过程中，发现油品中存在大量水分，有油水乳化液。 3. 磷酸酯液压油的酸值增大，使设备受到腐蚀，伺服阀失效。 4. 很多电厂用了3微米的净油机的滤芯，但还是发现汽轮机组电调系统的伺服阀，液压原件等设备有磨损现象 5. 系统中管路,控制元件有很多的漆皮，胶质物，油泥始终存在，不能处理干净。伺服阀堵塞腐蚀，容易产生故障。这些原理的净油机都不能从本质上解决问题。再次投入，反复投入购买此类净油机只会增加企业成本，而不能从根本上解决净油问题。四ISOPur是技术原理和净化效果(一) 去除3微米以下颗粒度的污染物,油泥1. 净化原理介绍 ISOPur BCATM - 平衡电荷净化技术简介 平衡电荷净化是目前世界上流体净化领域内发展的最先进、科学的的净化方式之一，传统过滤技术关注的仅仅是如何过滤和去除流体中比较大的颗粒物，而平衡电荷净化将过滤等级提高到了亚微米，不仅可以过滤掉流体中微小到0.1微米的所有颗粒污染物，而且可以主动拔除掉系统内表面上粘附结的油泥和胶状污垢。 传统、常规的过滤或分离技术只能对油（流体）中10微米级别的污染颗粒物有效过滤，而无力触及5微米级别或以下的污染颗粒物，无力解决系统内的油泥，弹性氧化物，柔性污染物及胶质污染物。BCATM 平衡电荷净化工艺原理是通过对微小颗粒物加载正、负静电荷的方式然后让其集聚成大的可捕捉过滤的的颗粒物，从而达到去除人们无法去除的微小颗粒物之目的。 来自主机油箱的流体被分为二支流体流进混流器，混流器由二个分开的电极组成，这二个电极分别装在绝缘管中，当二支流体分别从这二根绝缘管中流过时， 由于二个电极, 一个携带正电荷，另一个携带负电荷，且每个电极产生强烈的高压电场，通过他们独特的形状，每个电极向经过的流体“喷射”电涡流，“奔涌”的电涡流向流体中的污染颗粒物充电，使其带上电荷。 在混流器的末端，两支分开的流体又重新混合在一起，流体中的带相反电荷的小颗粒物相互吸引，附聚而体积增大，变成大的颗粒物，这些附聚增大后的颗粒物基本上已经变成中性的（净电荷为零）流向收集区域。经过这样初步的处理，流体中可能还存留有部分净电荷，但这部分净电荷与ISOPur 系统中产生的相反电荷或主机设备中的自由电荷进行静电结合，很快地趋于消尽。净化前 净化后 预过滤 充电和混流单元收集单元 BCATM 平衡电荷净化系统工作原理示意图 2.技术优势： 亚微米级净化 极大地改善了当前的过滤系统 去除和防止油泥、弹性氧化物 清洁阀门上黏结污垢 防止轴承故障 3. 效益优势 避免设备的灾难性事故发生 减少停车时间 降低维护成本 提高生产效益 减少流体的更换和处置 延长设备使用寿命 (二) 降低酸值在ISOPur LR20-PE旁边安装一个脱酸罐,和净油机构成一个整体配套使用,生产现场布线简单, 使用方便。满足润滑现场净化和脱酸的要求。 离子交换树脂因其快速的降酸、除酸性能目前被国际上高度认可和广泛采用。ISOPur LR20 系列降酸型油净化产品，安装了由Hilliard公司开发的最新型预装干离子交换树脂降酸模块以及防膨胀设计专利技术，该技术具有以下优点： 性能原理： 新型HILCO DR 降酸模块采用防膨胀技术使得内装的离子交换树脂充分安全地吸附系统中的酸性物质而不用担心内芯爆破，从而最大程度地去除系统内的酸和水分 专利技术的 HILCO DR 系列干离子交换填充的是 Opti-Dry (Dry-E) 树脂，Opti-Dry 能够大大降低离子交换过程中高的含水量，从而达到吸收流体系统中的水分而不是向流体系统增加水分，同时维持足够的内部潮湿，确保离子交换树脂大孔式结构酸分子的离子传送的充分性。优点 高效的酸性物质清道夫 不会给系统增加水分 无粉尘污染 防膨胀设计内核不爆破 增加吸酸容量 模块使用寿命长 无需内置金属芯核 特性 去除金属皂沫 增加抗酸性 延长流体寿命 降低腐蚀性 吸收流体中的水分 减少废弃流体处理 一体式的离子交换树脂降酸模块因其快速的降低系统内总的酸值（Total Acid Number-TAN）近年来成为国际上润滑系统，液压系统以及绝缘油系统降酸、除酸的的首选技术，更适合于合成油，例如磷酸酯抗燃液压油系统的使用，确保系统较低的酸值水平。干性离子交换树脂的酸吸收效率是568摩尔酸升，高于硅藻土滤芯约57倍，高于活性氧化铝滤芯和改性硅藻土滤芯约34倍。 离子交换树脂降酸模块可以消除系统内的金属皂沫，吸收细的粉尘，名副其实的酸性物质的清道夫，总的降酸水平是其它技术的26倍，对于已经污染的流体，不需要先冲洗和处理，可以直接使用降酸模块。 如果系统内已经存在胶质污染物，必须采取措施，去除和防止胶质物再生，因此配合ISOPur BCA 技术一道使用是比较理想的选择，因为BCA-平衡电荷净化可以去除系统内大量小于1微米的污染物、凝胶体等，这些是造成系统内酸值生高的罪魁祸首 （三）使用ISOPur LR20-PE净化后能达到的效果 ISOPur平衡电荷技术是电调系统磷酸酯液压油颗粒污染物净化效果高于新油等级。高于目前净油的清洁度等级。 ISOPur系统投入使用前由客户可以提取油样自行或由指定第三方检验机构对油样进行颗粒物，油泥，水分等指标的检验,作为原始数据以判断ISOPur净化系统的净化效果，ISOPur保留同等备份油样数据。 承诺去除和抑制设备系统内部的油泥和弹性氧化物的再生，提高设备运行的可靠性和稳定性,降低设备故障率,杜绝由于油品污染引起的设备非计划停车。 节能降耗，降低新油的补充量和次数。延长汽轮机油的使用周期，节约购油成本。节约费油的环保处理成本。 大大降低电调系统伺服阀的更换频次，和辅助备件的更换费用。水含量应保持在100PPM以下。 伺服阀不再堵塞和腐蚀 酸值控制在小于0.2mg KOH/g 清洁度在 ISO-4406: 13/11/8 NAS-1638: 3由于电调系统（EH）现场的油品使用质量和设备的质量等综合问题，ISOPur公司对以上结果不与承诺，作为和原来使用其它净油机的结果对比给与参考。同时我们为很多电厂解决了问题，达到了以上的结果。我们尽自己的努力，力争为客户解决问题。见使用报告和业绩，美国GE通用电气和美国MOOG的推荐报告。五安装/调试，培训，质量保证及服务 ISOPur LR20-PE 系列产品是一体化设计系统，无须现场组装，只需按照相应尺寸配接进出口和管道即可。系统以旁路并联的方式安装在汽轮机的油箱旁，占地面积小，放置灵活。配管可以是固定的管道联接，也可以使用耐压胶管。LR系统的安装，检修维护，停车均不影响原有油系统的正常工作1.安装/调试 设备到现场后, 用户阅读ISOPur 提供的安装要求，并按要求做好准备, 包括接口,管路,电气插座等等；用户应派专业的电工将设备接线安装就位。根据用户准备情况及通知，ISOPur技术人员最迟在1个工作周内到用户现场进行首次安装检查和调试运行。2 .人员培训 ISOPur上海代表处或代理商将负责操作人员培训.，相关培训将在设备调试之日进行。保证受训人员懂原理，会操作，会维护。 3.质量保证自设备调试运行之日起12个月内。 ISOPur公司承诺的质量保证不包括人为损坏,违规操作或由于不可抗力(自然灾害-地震,台风,洪水等)和战争给设备带来的破坏. 除此以外的设备部件损坏将由ISOPur公司承担更换，维修. 4.随机到货技术资料操作维护手册、备件清单、出厂检验证明以及相关证书（含原产地证书等）。 六.ISOPur的介绍 爱索普公司的爱索普流体科技有限公司简介 公司前身是美国MAG SYSTEM 公司，是一家主要向美国军方提供高科技流体净化系统的公司。2002年开始接受西门子，FA技术公司和ADVENT等国际性投资公司的风险投资开始国际化运作，2002年11月更名为爱索普流体科技有限公司，总部位于美国康涅狄格州的Rocky Hill，2006年被DynaSys International 公司收购 ,专注于流体净化设备的开发研制和生产销售，总部和生产全部在美国本土完成，成品主要销往北美、南美、欧洲和亚太地区。 爱索普流体科技有限公司使用的技术称为BCATM（简称：平衡电荷净化）， 是一项获得美国发明专利的高新技术，除了军事领域，在电力、石化及钢铁工业上有着广泛应用：例如在电力发电系统的燃气轮机，汽轮机的润滑系统、液压控制系统；石化空压机的润滑系统；钢铁工业的大型液压系统等，对润滑油本身和