抗燃油濾油機(jī)故障原因分析

王輝

(廣東大唐國(guó)際潮州發(fā)電有限責(zé)任公司，廣東 潮州 515723)

1 抗燃油真空濾油機(jī)工作原理

廣東大唐國(guó)際潮州發(fā)電有限責(zé)任公司(以下簡(jiǎn)稱潮州發(fā)電公司)二期工程共安裝6臺(tái) PALL HNP021系列抗燃油真空濾油機(jī)，用于去除油中的水、污染物和氣體:

(1)水。100%的游離水和高達(dá)95%的溶解水。

(2)氣體。100%的游離氣體以及多達(dá)90%的溶解氣體。

(3)污物。淤泥和其他固體或顆粒污物。

污染油通過進(jìn)口吸濾器和進(jìn)口截止閥被進(jìn)口油泵抽入系統(tǒng)內(nèi)。進(jìn)口真空開關(guān)可防止因嚴(yán)重抽真空而在泵的進(jìn)口出現(xiàn)氣穴現(xiàn)象，一旦真空度達(dá)到 －80 kPa(表壓)，設(shè)備必須停機(jī)。油經(jīng)過噴嘴進(jìn)入真空容器的頂部，在重力的作用下降到容器底部，而空氣和水被氣流從容器頂部除去。

空氣從容器的頂部被真空泵抽出，在空氣流動(dòng)的過程中，因相對(duì)濕度較低的氣流作用，污油的表面積不斷變化，污油中的水蒸氣壓力大于空氣中的水蒸氣壓力，因此，蒸汽從油中再進(jìn)入到空氣中。

由于真空泵的作用，容器內(nèi)保持某個(gè)真空度，使空氣的相對(duì)濕度較低。當(dāng)環(huán)境空氣通過空氣過濾器和真空調(diào)節(jié)閥吸入到容器中后，其體積大約比原體積增大2倍(如工廠真空度設(shè)定值為－70 kPa(表壓))，其相對(duì)濕度也必然減小。容器的真空度可確保大部分溶解的空氣和其他氣體從油膜中逸出并被泵入大氣中。油溫及真空度由相應(yīng)儀表顯示，一旦真空度降到－45 kPa(表壓)，該裝置將停機(jī)。

容器底部的油通過出口泵經(jīng)出口過濾器排出。凈化油經(jīng)過單向閥從該裝置排出，出口壓力可由出口壓力表監(jiān)視。

2 事故過程

從2011年11月16日開始，潮州發(fā)電公司二期抗燃油真空濾油系統(tǒng)頻繁出現(xiàn)跳閘、入口真空度高、出口濾芯堵塞、真空泵跳閘等故障。

故障報(bào)出后對(duì)入口濾芯進(jìn)行清理，對(duì)出口濾芯進(jìn)行更換，仍不能正常啟動(dòng)。截至2012年3月17日，共出現(xiàn)故障12次。

3 故障原因分析

出現(xiàn)故障后，一般按照入口或出口濾芯堵塞來(lái)處理，更換相應(yīng)的濾芯即可。從發(fā)生故障的頻繁程度及油質(zhì)化驗(yàn)報(bào)告的角度來(lái)分析，筆者認(rèn)為濾芯堵塞的可能性較小。

濾芯堵塞報(bào)警的主要原因有:

(1)油質(zhì)較差，濾芯實(shí)際堵塞。經(jīng)查油質(zhì)檢驗(yàn)報(bào)告，油的顆粒度為4級(jí)。

(2)抗燃油黏度較大，造成出口濾芯壓差大報(bào)警。經(jīng)查，濾油機(jī)設(shè)計(jì)最大流體黏度為700 mm2/s，最小流體黏度為10 mm2/s;最高使用溫度為70℃，最低使用溫度未做規(guī)定。

基于以上原因，對(duì)重點(diǎn)問題進(jìn)行了分析。查閱近期所有油質(zhì)化驗(yàn)報(bào)告，油的顆粒度均合格(最差為6級(jí))，濾芯更換周期均小于1個(gè)月。因此，濾芯存在實(shí)際堵塞的可能性較小，基本可以排除。

抗燃油黏度對(duì)溫度比較敏感，抗燃油運(yùn)動(dòng)黏度(ISO 3104)在100℃時(shí)為5.0 mm2/s，在40℃時(shí)為43.4 mm2/s，在20 ℃時(shí)為 175.0 mm2/s，在 0 ℃時(shí)為1700.0 mm2/s。出現(xiàn)故障時(shí)，抗燃油油溫約為32℃，黏度約為100.0 mm2/s，其參數(shù)均在濾油機(jī)的黏度設(shè)計(jì)范圍內(nèi)。

對(duì)故障時(shí)的氣候條件進(jìn)行匯總后發(fā)現(xiàn)，出現(xiàn)故障時(shí)，氣溫均在20℃以下，溫度稍高時(shí)，濾油機(jī)運(yùn)行均正常。缺陷匯總見表1。

為了驗(yàn)證，將抗燃油油溫提高至40℃，反復(fù)啟動(dòng)濾油機(jī)后均正常。試驗(yàn)證明，造成濾油機(jī)故障的原因?yàn)榭谷加蜏囟鹊停ざ却?超出了濾油機(jī)設(shè)計(jì)流體黏度)。

表1 缺陷匯總

濾油機(jī)設(shè)計(jì)流體黏度為700 mm2/s，油溫在30℃時(shí)抗燃油黏度遠(yuǎn)未達(dá)到該值;對(duì)現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備管路進(jìn)行測(cè)量后發(fā)現(xiàn)，設(shè)備進(jìn)、出口不銹鋼管管徑為DN 25，共計(jì)15 m，而抗燃油黏度對(duì)溫度比較敏感，因此對(duì)管徑大小也相對(duì)較為敏感。圖1為管件壓力損失變化圖(每10 m長(zhǎng)的管線內(nèi)不同黏度流體的壓力損失)。

圖1 管件壓力損失變化圖

氣溫較低時(shí)，裸露的管路像換熱管件一樣對(duì)外散熱，當(dāng)抗燃油進(jìn)入濾油機(jī)時(shí)溫度、壓力下降較多，達(dá)到了濾油機(jī)設(shè)計(jì)極限，造成入口真空度而高跳閘;設(shè)備重新復(fù)位后冷啟動(dòng)時(shí)，濾油機(jī)及管路內(nèi)流體溫度降至室溫，流體的黏度較大，在濾芯兩端產(chǎn)生一個(gè)高壓差，達(dá)到出口濾芯設(shè)定的壓差報(bào)警值，報(bào)出口濾芯堵。若此時(shí)不改變油箱中抗燃油的溫度，濾油機(jī)無(wú)法開啟，強(qiáng)制啟動(dòng)時(shí)會(huì)造成真空泵或輸送泵跳閘。

由以上分析可知，造成抗燃油真空濾油機(jī)頻繁跳閘的主要原因?yàn)?抗燃油黏度隨溫度變化明顯，當(dāng)氣溫較低時(shí)，抗燃油溫度降至30℃左右，黏度遠(yuǎn)低于設(shè)計(jì)值;濾油機(jī)連接管線安裝布局不合理，造成壓損較大。上述不利因素的綜合作用導(dǎo)致了濾油機(jī)跳閘及重復(fù)報(bào)濾芯堵塞故障。

4 結(jié)束語(yǔ)

抗燃油的黏度、溫度特性比較特殊，對(duì)周圍溫度及設(shè)備系統(tǒng)的安裝較敏感。當(dāng)抗燃油溫度較低、黏度較大時(shí)，會(huì)增加整個(gè)系統(tǒng)的遲滯性，溫度降至20℃以下時(shí)，會(huì)對(duì)油泵造成損壞。調(diào)速系統(tǒng)是電廠重要的系統(tǒng)，全體技術(shù)人員應(yīng)重視并熟悉該設(shè)備的特性，確保設(shè)備的安全運(yùn)行。

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