十里泉發電廠330MW機組高壓抗燃油酸值異常的分析與處理

摘 要：針對十里泉發電廠330 MW機組高壓抗燃油酸值升高的情況，分析了酸值升高的原因，認真查找系統、設備存在的問題，并依據問題制定了相應的處理和改善措施，進而高壓抗燃油酸值得到有效控制，機組的安全運行得到有效保證。

關鍵詞：DEH；抗燃油；酸值異常；劣化

DOI：10.16640/j.cnki.37-1222/t.2017.17.166

華電國際十里泉發電廠兩臺330MW機組（#6、7機組）投產于上世紀九十年代，為哈爾濱汽輪機廠引進西屋技術國產化機組，是亞臨界、一次中間再熱、單軸、三缸四排汽凝汽沖動式汽輪機，采用DEH控制系統，系統采用高壓磷酸酯抗燃油，系統運行壓力14.5±0.5MPa。抗燃油作為電液調節系統的動力油，具有燃點高、抗老化能力強等優點，但在使用過程中由于各種因素的影響或處理維護不及時就會出現油質劣化現象，主要表現為酸值升高、電阻率下降、水分增加、顆粒物增多等，其中酸值升高對系統運行的危害最為嚴重。自2012年4月份以來，十里泉發電廠兩臺330MW機組抗燃油逐漸出現酸值升高、電阻率下降、顆粒污染度等級不合格也時有發生等問題，其中酸值升高問題一直未得到徹底解決。#7機組抗燃油酸值最高升至2015年3月份的0.39mgKOH/g，#6機組抗燃油酸值最高升至2015年5月份的0.32mgKOH/g，嚴重威脅系統的安全運行。另外還造成在線再生裝置、外置式濾油設備的長期投運，濾芯更換頻繁。

1 抗燃油酸值升高的危害

酸值是評定抗燃油劣化或水解變質的一項重要指標。長期保持較高酸值，會加速磷酸酯抗燃油的水解直至劣化，導致產生沉淀以及起泡，從而縮短抗燃油的使用壽命。抗燃油酸值升高還會對金屬部件產生腐蝕作用，比如伺服閥內部滑閥遭到腐蝕后，會造成伺服閥的內漏加重，調節性能穩定性下降，造成配汽機構的抖動，機組轉速或負荷波動幅度大，嚴重影響著機組的安全、可靠運行。

2 酸值升高的原因查找

針對抗燃油酸值頻繁超標的現象，電廠檢修人員認真進行了原因查找和分析。

2.1 溫度的影響

油系統中局部溫度過高或油管路的某一段受高溫的影響，就會導致油質老化分解，產生大量的有機酸，這是造成酸值異常的主要原因之一。利用紅外線測溫儀對兩臺機組的抗燃油管路溫度場分布情況進行了一次全面仔細的檢查，檢測結果發現，在兩臺機組的抗燃油管路中確實存在一些過熱點，主要有以下兩個方面。

2.1.1 安裝位置或結構不合理造成的過熱點

一是在高壓調門油動機處，由于油動機與高壓調門之間距離較近，保溫隔熱效果差，油動機及油管路受到來自高調門閥體的高溫輻射較嚴重，油動機、油管路表面溫度高達87℃。

二是高壓主汽門油動機管路與保溫緊靠，管路溫度也長期保持在61-73℃左右。

機組在運行中，由于結構上的原因，抗燃油系統各個部位內漏量小，抗燃油管路中的油流動慢，以上兩個部位的油液得不到及時更新和冷卻，極易產生局部過熱，最終導致油質劣化。

2.1.2 系統冷卻效果差

現場還發現#6機組抗燃油冷卻器由于使用時間長、設備老化，冷卻效果極差，同時冷油器只能冷卻回油，對于油箱內部未設置強制冷卻循環系統，這樣即使在冬季油箱內油溫最高也能到65℃。抗燃油長時間得不到有效的冷卻，油溫過熱，也是導致劣化變質的因素之一。

2.2 油中水分的影響

對于磷酸酯類的抗燃油，水分含量增加會加速油液水解，繼而生成酸性磷酸酯和酚，然后進一步反應生成低分子酸和高分子老化產物。同時產生的酸性產物又強化油品分解，最終導致油品酸值不斷提高。

經過化學檢驗人員測定，兩臺機組抗燃油水分含量長期在合格線上下波動，水分含量最大為2015年5月份的1600mg/L，遠遠超過1000mg/L的標準值，最低的水分含量也在1100mg/L。

現場檢查發現，兩臺機組的抗燃油箱頂部的空氣濾清器內污垢較多，濾清器吸附潮氣能力差，造成空氣中的潮氣不斷進入油箱內部融入抗燃油中。由此可見，空氣濾清器吸附潮氣能力差是造成油中含水量異常的主要原因。

3 處理措施

3.1 優化安裝方式

自2015年10月份起，電廠利用機組檢修機會，對高壓調門油動機結構和安裝方式進行了三個方面的優化改造。

一是針對系統內油流緩慢問題，對油缸內部進行改造，即在油動機活塞桿下端部加工一小孔通道，并在小孔通道內安裝一個Ф0.6mm的節流孔。這樣，活塞下部的壓力油經節流孔進入活塞上部，加快了活塞上部的油液流動，通過油液自身的流動，既降低了油液的溫度，又帶走了油缸體的熱量，防止了因油液流動緩慢而造成局部油液過熱。該節流孔設計時考慮油泵的出力，經過計算選擇節流孔直徑為0.6mm，六個油缸泄流量小于10.5l/min，遠小于油泵90L/min的排量，對系統壓力流量無影響。

二是對油動機集成塊油管路安裝位置進行改善。集成塊油管接口由原來的朝向高壓調門改為朝向維護側。

因管路安裝位置改變，抗燃油管道與高壓調門之間的距離加大，減弱了高壓調門對管路的熱輻射。另外還簡化了結構，將原朝向高調門的管接頭改為朝向維護人員，便于管道缺陷的檢查和處理。

三是積極采用新技術，采用新型納米復合保溫涂料替代傳統的硅酸鋁保溫材料。同樣的保溫效果，新型保溫涂料層要比硅酸鋁保溫材料薄的多，這樣不但能起到較好的保溫專用，而且高調門與油動機之間的空間得以擴大，通風效果加強，更加有利于油動機本身的降溫。

3.2 優化冷卻系統

對抗燃油冷卻系統進行優化改造。通過對現場的勘察，采用了新型的板式換熱器，同時增加了一路油箱內部的強制循環冷卻系統。通過優化，油溫得到了有效控制。

3.3 空氣濾清器改造

為彌補傳統空氣濾清器的缺陷和不足，對濾清器進行改造，以防止空氣中的潮氣融入油中，將原空氣濾清器拆除，更換成新型高效吸濕型空氣濾清器。同時要求運行和檢修人員加強巡檢，發現濾清器內的吸附劑顏色退變，立即更換吸附劑，以確保其吸濕效果。

4 結語

通過以上改造，一是油溫控制一直較好，兩臺機組的油溫一直能控制在45℃以下。二是油中進水明顯減少，兩臺機組最高含水量為460mg/L。經過化驗人員統計，自2016年2月份改造工作實施完工以來，抗燃油酸值一直保持在0.06mgKOH/g以下，效果十分明顯。有效保證了抗燃油的使用周期，提高了抗燃油系統運行的可靠性，保證了機組的安全、可靠、長周期運行，為企業創造了一定的經濟和社會效益。

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作者簡介：馬瑩（1978-），男，山東滕州人，工程師，從事發電廠汽機檢修管理方面的工作。