抗燃油滤油机故障原因分析

2012-06-12王辉

综合智慧能源 2012年10期

关键词：真空度滤芯流体

王辉

(广东大唐国际潮州发电有限责任公司，广东潮州 515723)

1 抗燃油真空滤油机工作原理

广东大唐国际潮州发电有限责任公司(以下简称潮州发电公司)二期工程共安装6台 PALL HNP021系列抗燃油真空滤油机，用于去除油中的水、污染物和气体:

(1)水。100%的游离水和高达95%的溶解水。

(2)气体。100%的游离气体以及多达90%的溶解气体。

(3)污物。淤泥和其他固体或颗粒污物。

污染油通过进口吸滤器和进口截止阀被进口油泵抽入系统内。进口真空开关可防止因严重抽真空而在泵的进口出现气穴现象，一旦真空度达到－80 kPa(表压)，设备必须停机。油经过喷嘴进入真空容器的顶部，在重力的作用下降到容器底部，而空气和水被气流从容器顶部除去。

空气从容器的顶部被真空泵抽出，在空气流动的过程中，因相对湿度较低的气流作用，污油的表面积不断变化，污油中的水蒸气压力大于空气中的水蒸气压力，因此，蒸汽从油中再进入到空气中。

由于真空泵的作用，容器内保持某个真空度，使空气的相对湿度较低。当环境空气通过空气过滤器和真空调节阀吸入到容器中后，其体积大约比原体积增大2倍(如工厂真空度设定值为－70 kPa(表压))，其相对湿度也必然减小。容器的真空度可确保大部分溶解的空气和其他气体从油膜中逸出并被泵入大气中。油温及真空度由相应仪表显示，一旦真空度降到－45 kPa(表压)，该装置将停机。

容器底部的油通过出口泵经出口过滤器排出。净化油经过单向阀从该装置排出，出口压力可由出口压力表监视。

2 事故过程

从2011年11月16日开始，潮州发电公司二期抗燃油真空滤油系统频繁出现跳闸、入口真空度高、出口滤芯堵塞、真空泵跳闸等故障。

故障报出后对入口滤芯进行清理，对出口滤芯进行更换，仍不能正常启动。截至2012年3月17日，共出现故障12次。

3 故障原因分析

出现故障后，一般按照入口或出口滤芯堵塞来处理，更换相应的滤芯即可。从发生故障的频繁程度及油质化验报告的角度来分析，笔者认为滤芯堵塞的可能性较小。

滤芯堵塞报警的主要原因有:

(1)油质较差，滤芯实际堵塞。经查油质检验报告，油的颗粒度为4级。

(2)抗燃油黏度较大，造成出口滤芯压差大报警。经查，滤油机设计最大流体黏度为700 mm2/s，最小流体黏度为10 mm2/s;最高使用温度为70℃，最低使用温度未做规定。

基于以上原因，对重点问题进行了分析。查阅近期所有油质化验报告，油的颗粒度均合格(最差为6级)，滤芯更换周期均小于1个月。因此，滤芯存在实际堵塞的可能性较小，基本可以排除。

抗燃油黏度对温度比较敏感，抗燃油运动黏度(ISO 3104)在100℃时为5.0 mm2/s，在40℃时为43.4 mm2/s，在20 ℃时为 175.0 mm2/s，在 0 ℃时为1700.0 mm2/s。出现故障时，抗燃油油温约为32℃，黏度约为100.0 mm2/s，其参数均在滤油机的黏度设计范围内。

对故障时的气候条件进行汇总后发现，出现故障时，气温均在20℃以下，温度稍高时，滤油机运行均正常。缺陷汇总见表1。

为了验证，将抗燃油油温提高至40℃，反复启动滤油机后均正常。试验证明，造成滤油机故障的原因为抗燃油温度低，黏度大(超出了滤油机设计流体黏度)。

表1 缺陷汇总

滤油机设计流体黏度为700 mm2/s，油温在30℃时抗燃油黏度远未达到该值;对现场设备管路进行测量后发现，设备进、出口不锈钢管管径为DN 25，共计15 m，而抗燃油黏度对温度比较敏感，因此对管径大小也相对较为敏感。图1为管件压力损失变化图(每10 m长的管线内不同黏度流体的压力损失)。

图1 管件压力损失变化图

气温较低时，裸露的管路像换热管件一样对外散热，当抗燃油进入滤油机时温度、压力下降较多，达到了滤油机设计极限，造成入口真空度而高跳闸;设备重新复位后冷启动时，滤油机及管路内流体温度降至室温，流体的黏度较大，在滤芯两端产生一个高压差，达到出口滤芯设定的压差报警值，报出口滤芯堵。若此时不改变油箱中抗燃油的温度，滤油机无法开启，强制启动时会造成真空泵或输送泵跳闸。

由以上分析可知，造成抗燃油真空滤油机频繁跳闸的主要原因为:抗燃油黏度随温度变化明显，当气温较低时，抗燃油温度降至30℃左右，黏度远低于设计值;滤油机连接管线安装布局不合理，造成压损较大。上述不利因素的综合作用导致了滤油机跳闸及重复报滤芯堵塞故障。