300MW汽轮机组抗燃油劣化再生技术的引用

摘要：本文分析了燃气电厂抗燃油劣化引起的油的颜色变深、酸值升高、体积电阻率变低、油泥及凝胶等问题，并对其形成原因、及治理措施进行了研究。结果表明：抗燃油颜色变深、酸值升高、油泥析出等问题因受高温影响油质劣化所致;针对以上原因，采用抗燃油分子极性吸附再生净化装置可以去除油质劣化产物，彻底解决油质劣化问题，保证了机组的安全运行及维护成本。

关键词：抗燃油;酸值;电阻率

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

近年来，大容量、高参数燃气轮电机组相继建成并投产，汽轮机主汽门、调节汽门及其执行机构的尺寸也相应增大，为了减小液压部套的尺寸，必须提高系统的压力。为了保证机组的安全运行，调节系统的控制液多采用多采用磷酸酯抗燃油。磷酸脂抗燃油是一种人工合成的润滑剂，与汽轮机油相比，其具有挥发性低、热氧化安定性良好、润滑性能和抗磨性能优良等特点，自然点一般在530℃以上（汽轮机油300℃左右），能有效预防因系统泄漏造成的火灾事故[1]。但是，磷酸脂抗燃油在使用过程容易受到温度、水分、颗粒杂质等的影响，造成油质劣化，劣化的抗燃油会腐蚀调速系统活动部件，使其卡涩，甚至引起跳机[2]。因此，如何延长抗燃油使用寿命，找到防止抗燃油劣化，使劣化抗燃油再生的有效措施，对保障机组的安全性、经济性都有十分重要的意义。

1  机组概况

广州珠江电厂装机总容量4×300MW，主机设备采用哈尔滨三大动力厂生产的30万千瓦国产引进型燃煤汽轮机发电机组。采用数字式电液调节系统（简称DEH），其液压调节系统（简称EH）的控制油为14MPa的磷酸脂抗燃液，该系统有一个独立的高压抗燃油供油装置。高压抗燃油系统由供油装置、自循环冷却系统、自循环再生过滤系统以及油管路及附件。供油装置的主要功能是为执行机构提供所需的液压动力，同时保持液压油的正常理化特性。

我厂汽机的EH油和旁路油使用AKZO 46#抗燃油，一直使用汽机厂家配备的在线硅藻土和纤维滤用于去除抗燃油中的酸值和水分，配置一台外接PALL滤油機去除颗粒物质，保证污染度在合格范围。运行近几年，抗燃油的污染度一直控制在NAS6级以下，但酸值、水分、电阻率、油泥一直存在不同程度的超标，通过更换硅藻土滤芯，也很难处理合格。

近年来，对本厂#2机组抗燃油进行油质分析，发现其一直存在水分、酸值、电阻率超标问题（如表1）。抗燃油颜色变深，且经常出现抗燃油泵出口滤网差压高报警，平均每月要对系统两台抗燃油泵出口滤网进行一次更换，影响调速系统的安全稳定运行，增加运行维护工作量和成本费用。为此采取了一系列措施，如定期投入旁路再生装置滤油，更换再生装置滤网，检修期间清洗抗燃油箱，更换内部滤网，补充新油等，均不能使抗燃油油质保持在合格范围。

2  抗燃油性能指标的意义

2.1酸值

酸值是反映抗燃油劣化变质程度的一项化学性能指标。酸值升高说明抗燃油劣化（氧化、水解）而产生了酸性物质。由于三芳基磷酸酯抗燃油与矿物油（如汽轮机油等）的成分及分子结构不同，它的劣化除了有氧化和热裂解反应外，主反应还有水解反应。所以抗燃油的劣化产物实际上是氧化反应、热裂解和水解反应的共同产物。抗燃油在大约200 ℃时就会发生低温降解，在300 ℃～1 000 ℃时会发生高温降解。一般来说，酸值超过0.15mgKOH/g 油质就不稳定，酸值越高，酸值升高的速度也就越快。所以，在运行中酸值最好控制在0.15mgKOH/g 以下。高酸值的油能进一步催化抗燃油水解，使酸值更高，会对机组调速系统的运行安全构成威胁[3]。

2.2电阻率

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6.0×109Ω·cm，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。电阻率越低，电化学腐蚀就越严重。运行抗燃油电阻率降低可能是由于降解生成物或系统污染所引起。另外温度对电阻率的影响也很大，油化验时的检测温度为20 ℃，但实际使用的油温远高于20 ℃，夏季伺服阀处的油温较冬季要高，所以实际的电阻率更低，伺服阀更容易发生电化学腐蚀而出现故障[4]。

2.3含水量

DL/T571-2014《电厂用磷酸酯抗燃油运行维护管理导则》中规定运行抗燃油含水量的控制指标为≤1000mg/L。含水量越低，越有利于油质的稳定。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，使油质加速劣化变质;水分超标还可能引起抗燃油的乳化和起泡沫等问题。由于三芳基磷酸酯的分子结构特性，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，泡沫超标的原因一般有两种：一种是抗燃油劣化变质，其劣化产物对油的污染造成油的抗泡沫性能下降;第二种原因是抗燃油随运行时间增长，油中抗泡沫的成份会被消耗，油中抗泡沫的成份缺失时，油的抗泡沫性能也会下降。

3  抗燃油劣化问题的处理措施

经上述分析可知，本厂#2机抗燃油劣化，油质出现劣化变质的主要原因是系统内存在局部过热点和系统自带再生装置滤油效果差。针对上述原因，为改善抗燃油品质，提高系统安全性，2019年11月#2机C修期间，对抗燃油系统进行了调速系统抗燃油在线滤油装置进行更换升级。

3.1 更换在线滤油装置

采用西安热工研究院有限公司研发的KY-XTDNSY10型抗燃油在线滤油装置更换抗燃油系统自带旁路再生装置。此装置集除水、净化、再生（降酸、提到电阻率、脱色、去除油泥、改善泡沫）为一整体，每一种滤芯均可单独隔离更换。其中，脱水器主要依靠脱水滤芯内脱水剂的高效吸水能力进行除水;再生装置内装有两个再生滤芯，依靠滤芯内的吸附剂将油中的酸性成分和极性杂质除去;过滤装置采用过滤精度为5μm粗滤器和1μm的精滤器配合使用，达到净化油质的作用。此款滤油装置可及时除去油质老化、劣化所产生的极性劣化产物，避免抗燃油劣化产物长期存在加速油质劣化，保证油品性能的长期稳定。机组更换在线滤油装置后，油质检测结果如表2所示。

#2号机调速系统抗燃油滤油装置，经过更换后，通过在线滤油，抗燃油品质的到明显改善，酸值、水分、电阻率及粒度均达到合格范围，优于新油的标准。经取样观察，抗燃油颜色逐渐变浅。机组运行1年时间，期间更换过一次滤网后，油质的各项指标都维持在很高的水平。

4结束语

抗燃油在高温等恶劣环境下油质会产生恶化。广州珠江电厂采用了西安热工院研发的抗燃油再生装置，抗燃油酸值、颗粒度、水分、电阻率等各项指标达到了设计要求，解决了机组抗燃油劣化的问题，抗燃油品质得到有效控制，抗燃油油质各项指标均保持在合格范围，极大降低了运行维护费用，为抗燃油系统安全稳定运行提供保障[5]。

参考文献：

[1]DL/571-2014《电厂用磷酸酯抗燃油运行维护导则》。

[2]马慧芳，贾文菊，等.运行抗燃油电阻率超标原因分析及预防措施[J].热力发电，2010，39（9）：92-94.

MA Huifang，JIA Wenju，etal. CAUSE ANALYSIS OF FIRE-RESISTANTOIL'S RESISTIVITY SURPASSING SET STANDARD IN OPERATION AND PREVENTIVE MEASURES THEREOF[J].

[3]魏潔慧，唐伟贤.抗燃油性能及应用研究[J].中国电力，2002，35（2）：31-34.

WEI Jiehui，TANG Weixian. Properties and application study of fire resistant oil[J]. ELECTIC POVER，2002，35（2）：31-34.

[4]王娟，刘晓莹，李烨峰.抗燃油体积电阻率超标的原因分析及处理[J].热力发电，2012，41（11）：83-85.

WANG Juan，LIU Xiaoying，LI Yefeng. ANALYSISON OVERPROOF OF VOLUME RESISTIVITY FOR FIRE RESISTANT OIL AND ITS TREATMENT[J]. THERMAL POVER GENERATION，2012，41（11）：83-85.

[5]汪红梅.汽轮机调节系统用抗燃油的研究动态及进展[J].汽轮机技术，2004，46（1）：5-7.

WANG Hongmei. Research Developments of Phosphates Ester Fire-resistant Hydraulic Oil in Steam Turbine[J]. TURBINE TECHNOLOGY，2004，46（1）：5-7.

作者简介：李亮华，男（1973-），广东人，从事汽轮机设备检修、维护以及研究工作。