针对300MW机组抗燃油劣化问题的探讨

2010-12-31石铁宝

中国新技术新产品 2010年8期

石铁宝

（华电能源牡丹江第二发电厂，黑龙江牡丹江 157000）

300MW采用的是哈尔滨汽轮机厂生产的型号为73D-1#机组，汽轮机的控制和保护是由上海西屋控制系统有限公司的OVATION系统，液压系统采用了哈尔滨汽轮机控制工程有限公司成套的高压抗燃油EH装置来实现的，它由运行人员接口、控制柜、处理器、现场液动执行装置、高压抗燃油供给装置组成。经过一段时间的运行,发生了因EH油油质劣化而危及到机组安全经济运行的现象,为此,针对该机组的特点,对EH油的劣化原因进行了分析和研究。

1 抗燃油的特性

抗燃油外观透明均匀，无沉淀物，新油略成淡黄色。其相对密度大于1，一般为1.11～1.17，由于其密度大，因而有可能使管道中的污染物悬浮在液面而在系统中循环，造成某些部件堵塞与磨损。其闪点大于240℃，自燃点远大于透平油，一般高达600℃左右。抗燃油还具有低的挥发性和很好的润滑性，并且具有优良的抗磨性能。抗燃油的以上优点，能使其更好地满足高参数、大容量机组的需要，保证机组的安全和经济运行。

当然，抗燃油也不可避免地存在一些缺点：价格偏高；密封用非金属材料有一定的选择性，如选用不合适的材料将会发生溶涨、腐蚀现象，导致液体泄漏、部件卡涩或加速磷酸酯的老化；磷酸酯还有一个溶剂效应，能除去新的或残存于系统中的污垢,被溶解部分留在液体中，未溶解的污染物则变松散，悬浮在整个系统中。因此，在使用磷酸酯作循环液的系统中要采用精滤装置，以除去不溶物；由于其相对密度大于1，系统进水后不易排放；磷酸酯抗燃油和所有的酯类一样，在一定的条件下能水解生成腐蚀性的有机酸，析出沉淀物；另外，该油具有微毒性，油烟及燃烧产物有刺激性，产生一定的P2O3。

2 机组抗燃油的运行和维护情况

2.1 高压EH油系统

高压EH油系统由供油装置、抗燃油再生装置及油管路部件组成。供油装置提供控制部分所需要的油及压力,同时,保持油的完好无缺。其主要部件有:油箱、油泵、油压控制块、储能器、冷油器和再生装置。

2.2 运行中出现的问题

机组运行一段时间后发现EH油颗粒度不合格,后经过滤合格,然后又发现水分超标、颗粒度有增大的趋势,随后出现调门多次抖动现象。后因EH油劣化严重,形成乳状液,时常造成油泵滤网压差高,导致系统油压从14.2MPa降到13.2MPa，危及汽轮机的安全运行。曾利用停机处理了EH油,但随后油系统的EH油水分时常超标,酸值随着硅藻土的投运而波动,最大达0.532mg/g。

2.3 维护监督情况

机组投运前,能够依据厂家要求做好系统冲洗准备,将EH油加入系统后,进行冲洗及系统清洁度的测定,直至系统恢复到正常运行状态。抗燃油的测试周期:从启动至第1个月,每周一次;至第一年,每月一次。重要的试验项目有:含氯量(最大<150mg/L),含水量(最大<0.10%,以体积计),中和指数 (最大<0.25mg/g),杂质含量(洁净度)。

3 抗燃油劣化的原因分析

3.1 金属及密封材料对油质的影响

在基建过程或油系统检修时,总会有部分残存物如焊渣、金属锈蚀物等难于彻底去除,焊渣及金属锈蚀物会对油的劣化反应起到催化剂的作用。EH油作为一种酯,其在催化剂(金属锈蚀物及焊渣)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劣化的开始。

3.2 运行油的温度对油质的影响

EH油具有抗燃性,但并不表示它可在高温下运行。EH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40～55℃,但由于设备或人为失误,过温现象总有发生。如某电厂1号机由于电加热器误动作使EH油温达100℃以上;又如油在流经油动机附近时,由于热辐射,可使该段流过的油的温度远远超出正常运行时的温度,这种局部热点的存在可大大加快EH油的劣化速度,使EH油在短期内酸值升高很快,EH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,EH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。

3.3 水分的渗入会造成EH油的水解

EH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。

EH油在运行时基本上为密封状态,为防止水分渗入,在油箱顶部装有干燥剂。一般情况下,水分的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,水分可通过油箱顶渗入,在异常情况下(如事故等)也不排除有水大量渗入。

3.4 旁路再生装置的功效较差

EH油系统都设有旁路再生装置,该装置主要由硅藻土吸附剂和滤芯组成,前者用于吸附劣化产物,后者用于过滤颗粒物。现场调研表明,没有多少电厂是按《电厂抗燃油验收、运行监督及维护管理导则》的要求,在机组启动的同时,开启旁路再生装置,之所以形成这种局面,主要有如下原因。

3.4.1 旁路再生装置对油质改进功效不大,如某厂在EH油酸值为0.14mgKOH/g时投上旁路再生装置,更换吸附剂及滤芯后,效果依然不佳(测量油的酸值时仍为0.14mgKOH/g)曾怀疑是滤芯及吸附剂受潮所致,后经干燥处理但功效并无明显改善。

3.4.2 再生装置一投运,颗粒度就超标。以上两点都表明,吸附剂的效果较差,且其强度不够,经油浸后易变松散,故会导致颗粒度不合格。

4 抗燃油劣化的解决措施

4.1 对参加EH液压系统的安装工作的所有人员，进行技术讲课和培训，要求熟知安装图纸资料，熟知EH系统对抗燃油的酸值，水含量，颗粒度的要求，掌握伺服伐的结构及工作原理，了解伐芯伐套动态间隙仅1-4μm，明确设备及管道内部一旦被脏物污染，将会造成液压部件卡涩失灵，若伺服伐卡死，调节汽门将失去控制，威胁机组的安全运行。由于技术培训到位，安装时工作人员自觉严格要求、精心操作，认真做好油管路及设备的每个环节清洁工作。

4.2 完成供油装置内部油循环

开启循环泵及油箱加热器，运行供油装置内部油循环，PALL旁路滤油机在整个抗燃油系统油循环过程中保持连续滤油，直至开机机组带负荷后，PALL旁路滤油机方可停运。整个抗燃油系统油循环过程中，抗燃油温保持45℃-55℃之间

4.3 每天定时投运旁路再生装置，在机组启动时或油品指标有变化趋势时，延长旁路再生装置投运时间。