影響抗燃油酸值指標(biāo)的因素及規(guī)律研究

孫曉東，劉曉瑩，岳　兵

（1.西安熱工研究院有限公司，陜西 西安　710032；2.華能平?jīng)霭l(fā)電有限責(zé)任公司，甘肅 平?jīng)觥?44000）

影響抗燃油酸值指標(biāo)的因素及規(guī)律研究

孫曉東1，劉曉瑩1，岳兵2

（1.西安熱工研究院有限公司，陜西 西安710032；2.華能平?jīng)霭l(fā)電有限責(zé)任公司，甘肅 平?jīng)?44000）

酸值指標(biāo)超標(biāo)是抗燃油最常見(jiàn)的問(wèn)題，研究分析了不同溫度、不同水分含量、不同劣化產(chǎn)物含量下抗燃油酸值指標(biāo)的變化規(guī)律，結(jié)果表明，酸值上升速度隨溫度上升加快；油樣中水分含量越高，酸值上升速度越快，并且酸值指標(biāo)隨水分含量上升接近正比例上升；油中裂化產(chǎn)物含量越大，酸值上升速度越快。

磷酸酯抗燃油；酸值；溫度；水分；劣化產(chǎn)物

0　引言

我國(guó)在20世紀(jì)70年代開(kāi)始將磷酸酯抗燃油用于發(fā)電機(jī)組的調(diào)節(jié)系統(tǒng)。隨著汽輪機(jī)調(diào)節(jié)系統(tǒng)技術(shù)的不斷完善，目前，我國(guó)200 MW及以上的汽輪機(jī)組均采用磷酸酯抗燃油作為調(diào)節(jié)系統(tǒng)的工作介質(zhì)，抗燃油的質(zhì)量指標(biāo)直接影響機(jī)組調(diào)節(jié)系統(tǒng)的運(yùn)行安全。酸值是反映抗燃油劣化變質(zhì)程度的一項(xiàng)重要的化學(xué)指標(biāo)，酸值超標(biāo)是抗燃油最常見(jiàn)的問(wèn)題。

1　抗燃油酸值上升的原因

磷酸酯抗燃油是人工合成化學(xué)品，其抗氧化安定性和抗水解安定性比礦物油要差。因磷酸酯抗燃油結(jié)構(gòu)特殊，油品在運(yùn)行過(guò)程中可與空氣中的氧發(fā)生氧化反應(yīng)，且在高溫環(huán)境中還會(huì)發(fā)生熱裂解反應(yīng)，生成聚合酸影響酸值指標(biāo)；同時(shí)，其還可以與水發(fā)生水解反應(yīng)，生成酸性磷酸二酯、酸性磷酸一酯、磷酸和酚類物質(zhì)，影響酸值指標(biāo)。因此，抗燃油的劣化產(chǎn)物實(shí)際上是氧化反應(yīng)、熱裂解反應(yīng)和水解反應(yīng)的共同產(chǎn)物。抗燃油中的劣化產(chǎn)物不僅會(huì)對(duì)油質(zhì)產(chǎn)生影響，而且還會(huì)對(duì)油質(zhì)劣化進(jìn)行催化，加速油的劣化。因此，以下主要從溫度、水分以及油中劣化產(chǎn)物等3個(gè)方面對(duì)抗燃油酸值指標(biāo)的影響規(guī)律進(jìn)行研究。

2　溫度對(duì)酸值的影響規(guī)律

將10個(gè)裝有200 mL新抗燃油的燒杯分別放入40 ℃，50 ℃，60 ℃，70 ℃，80 ℃，90 ℃，100 ℃，110 ℃，120 ℃，130 ℃恒溫烘箱中，72 h后分別測(cè)量試樣酸值，結(jié)果如表1和圖1所示。

圖1　溫度對(duì)抗燃油酸值的影響曲線

由圖1可以看出，抗燃油樣品在40-80 ℃環(huán)境下，酸值隨溫度上升也略有上升，但上升趨勢(shì)比較緩慢；樣品在80-110 ℃環(huán)境下，酸值隨溫度上升速度明顯加快；而當(dāng)樣品處于高于110 ℃環(huán)境下，酸值隨溫度上升而急速上升。這說(shuō)明當(dāng)溫度低于80 ℃時(shí)，溫度對(duì)抗燃油酸值的影響不大；當(dāng)溫度高于80 ℃時(shí)，隨著溫度的上升，酸值的上升速度也隨之加快。

表1　新抗燃油在不同溫度下放置72 h后的酸值

3　水分對(duì)酸值的影響規(guī)律

測(cè)新抗燃油水分及酸值分別為160 μL/L和0.021 mgKOH/g，然后在7個(gè)250 mL燒杯中，分別倒入200 mL新抗燃油。調(diào)整各個(gè)樣品的水分分別為341 μL/L，500 μL/L，751 μL/L，1 180 μL/L，1 339 μL/L，1 625 μL/L，1 996 μL/L。將樣品參照閉口杯老化試驗(yàn)方法放入溫度為（115±1）℃的老化試驗(yàn)箱內(nèi)，72 h后測(cè)定各樣品的酸值，結(jié)果如表2和圖2所示。

表2　水分含量不同的樣品老化試驗(yàn)后的酸值

圖2　水分對(duì)抗燃油酸值的影響曲線

由圖2可以看出，油樣中水分含量越高，經(jīng)過(guò)老化試驗(yàn)后油樣的酸值就越大，并且樣品的酸值指標(biāo)隨水分含量上升接近正比例上升，抗燃油的水分越多，其酸值上升越快。

4　油中劣化產(chǎn)物對(duì)酸值的影響規(guī)律

將劣化抗燃油和新油分別按1∶4，2∶3，3∶2，4∶1的比例進(jìn)行混合，測(cè)其酸值。將樣品參照老化試驗(yàn)方法放入溫度為（115±1）℃的老化試驗(yàn)箱內(nèi)，72h后測(cè)定各樣品的酸值，結(jié)果如表3和圖3所示。

表3　劣化抗燃油和新油不同比例混合后老化試驗(yàn)前后酸值對(duì)比

圖3　劣化產(chǎn)物對(duì)抗燃油酸值的影響曲線

由圖3可以看出，混合油樣中劣化抗燃油所占的比例越大，經(jīng)過(guò)老化試驗(yàn)后油樣的酸值就越大；并且劣化抗燃油所占的比例越大，經(jīng)過(guò)老化試驗(yàn)后酸值上升的幅度越大。這說(shuō)明油中的劣化產(chǎn)物不僅影響抗燃油的酸值，并且對(duì)油質(zhì)的劣化有催化作用，明顯影響油質(zhì)的抗老化性能。

5　結(jié)論

綜上所述，影響抗燃油酸值指標(biāo)的因素中，溫度高于80 ℃時(shí)，酸值上升速度隨溫度上升加快；油樣中水分含量越高，酸值上升速度越快，并且樣品的酸值指標(biāo)隨水分含量上升接近正比例上升；油中裂化產(chǎn)物含量越大，酸值上升速度越快。因此，溫度、水分、劣化產(chǎn)物含量都是影響抗燃油酸值指標(biāo)的重要因素，掌握這幾種影響因素對(duì)抗燃油酸值指標(biāo)影響的規(guī)律，對(duì)電力生產(chǎn)企業(yè)更好地對(duì)抗燃油運(yùn)行進(jìn)行維護(hù)及其出現(xiàn)的問(wèn)題進(jìn)行診斷處理有重要意義。

1 全兆宣，李燁峰.抗燃油在線再生處理新技術(shù)［J］.熱力發(fā)電，2003，32（10）：86-89.

2 劉永洛.磷酸酯抗燃油在我國(guó)發(fā)電廠的應(yīng)用［J］.潤(rùn)滑油，2006，21（5）：9-13.

2016-04-22。

孫曉東（1980-），男，工程師，主要從事電力用油相關(guān)技術(shù)研究工作，email：31463386@qq.com。

劉曉瑩（1981-），女，工程師，主要從事電力用油相關(guān)技術(shù)研究工作。

岳兵（1973-），男，工程師，主要從事電廠用油分析、電廠水分析、電廠煤分析工作。