淺析汽輪機(jī)抗燃油顏色過深原因分析及防治

倪子鵬

（內(nèi)蒙古霍煤鴻駿鋁電有限責(zé)任公司電力分公司，內(nèi)蒙古霍林郭勒 029200）

某電廠委托某電科院油氣所對機(jī)組組抗燃油進(jìn)行在線再生處理，以解決機(jī)組抗燃油顏色過深及其他油質(zhì)問題。處理后油質(zhì)經(jīng)化驗確認(rèn)抗燃油處理各項指標(biāo)合格，取得滿意的效果。現(xiàn)對整個處理工作做一簡述，并針對該機(jī)組抗燃油顏色過深原因進(jìn)行分析，在此基礎(chǔ)上提出火電機(jī)組抗燃油運(yùn)行中發(fā)生的問題提供防治措施及建議。

1 系統(tǒng)介紹

抗燃油系統(tǒng)主要包括油箱、油泵、蓄能器、濾油器、冷油器、旁路再生裝置等部件。抗燃油是美國AKZO公司的產(chǎn)品，屬于三芳基磷酸脂抗燃油，機(jī)組運(yùn)行中存在油脂酸性超標(biāo)，顏色過深等問題。

2 現(xiàn)場處理工作簡述

現(xiàn)場使用熱工研究院有限責(zé)任公司生產(chǎn)的KZTZ-2型抗燃油在線再生脫水裝置對機(jī)組抗燃油進(jìn)行在線式再生處理。處理過程中共更換3套再生濾芯，處理前、后油質(zhì)指標(biāo)化驗情況如表1所示。

從數(shù)據(jù)表看出，再生處理前，機(jī)組抗燃油的外觀嚴(yán)重發(fā)黑、不透明，酸值、電阻率、泡沫特性均超出標(biāo)準(zhǔn)要求，在線再生脫水裝置處理后，機(jī)組抗燃油油質(zhì)不僅外觀透明，顏色明顯變淺，且酸值及電阻率達(dá)到新油水平，顆粒污染度達(dá)到2級，完全可以繼續(xù)投入使用。

表1 處理前、后油質(zhì)指標(biāo)化驗情況

3 機(jī)組抗燃油顏色過深原因分析

（1）高壓抗燃油理化特性

抗燃油學(xué)名三芳基磷酸酯，是一種人工合成油，其運(yùn)行中劣化機(jī)理與礦物油不同，一般會發(fā)生兩種反應(yīng)——水解及氧化[7]。對于前者，磷酸酯抗燃油屬于酯類，根據(jù)酯類的通性，在酸、堿及鹽催化條件下易水解，產(chǎn)物包括酸性磷酸二酯、酸性磷酸一酯和酚等極性物，且因其水解是自動催化降解過程，即水解產(chǎn)物加速水解進(jìn)程，故完全水解后生成磷酸和酚類物質(zhì)。水解后的抗燃油表現(xiàn)為酸值高、電阻率低，而運(yùn)行油的顏色較淺。對于后者，抗燃油結(jié)構(gòu)中含有大量烴類分子，其烴類氧化同礦物基汽輪機(jī)油一樣，可用自由基的鏈反應(yīng)來解釋，包括鏈引發(fā)、鏈增長、鏈終止?？谷加偷难趸a(chǎn)物包括羧酸、苯醌、醛、酮類極性物質(zhì)，氧化后的抗燃油表現(xiàn)為酸值高、電阻率低、顏色深，嚴(yán)重時產(chǎn)生油泥等沉淀物。綜上，抗燃油的劣化主要分為酯類水解和烴類的自由基鏈鎖反應(yīng)。然而，雖然酯類易水解，但機(jī)組抗燃油在正常運(yùn)行下含水量較少，且缺乏水解的外界條件，因此推測機(jī)組抗燃油主要發(fā)生烴類自由基的鏈鎖反應(yīng)[2]。

（2）就地檢查與測量

對現(xiàn)場供油裝置及執(zhí)行機(jī)構(gòu)檢查發(fā)現(xiàn)結(jié)果如下：

機(jī)組調(diào)速系統(tǒng)油動機(jī)位置距離蒸汽管道略近，該處溫度經(jīng)測試，為58℃左右；機(jī)組調(diào)速系統(tǒng)高壓調(diào)門、高壓主氣門處未發(fā)現(xiàn)明顯過熱點；機(jī)組調(diào)速系統(tǒng)檢測的包括有壓回油油管、無壓回油油管在內(nèi)的所有管路溫度均介于60℃以下，但與另一臺調(diào)速系統(tǒng)相比，該機(jī)EH油所處環(huán)境溫度整體溫度偏高；未發(fā)現(xiàn)局部過熱點。

經(jīng)機(jī)組長時間排查發(fā)現(xiàn)，2號EH油泵運(yùn)行過程中抗燃油系統(tǒng)整體溫度較1號EH泵運(yùn)行溫度偏高2℃左右，溢流閥存在過流聲。機(jī)組C檢對供油系統(tǒng)進(jìn)行徹底檢查，發(fā)現(xiàn)2號EH油泵溢流閥卡澀，進(jìn)行處理后，2號油泵恢復(fù)正常。

（3）抗燃油油脂變化原因分析。

機(jī)組抗燃油顏色發(fā)黑的主要原因歸根結(jié)底為受熱氧化所致，機(jī)組抗燃油運(yùn)行的環(huán)境溫度較油質(zhì)顏色正常的另一臺機(jī)組抗燃油偏高。2號EH油泵溢流閥內(nèi)漏導(dǎo)致有系統(tǒng)內(nèi)高速擾動，可能造成局部溫度升高，不能通過物理方法檢測的重要原因。研究表明，溫度每升高8～10℃，運(yùn)行油的劣化速度加快1倍，高溫、熱源對抗燃油油質(zhì)具有極大威脅[4]。油溫超過正常溫度，油質(zhì)加快劣化。

4 防治措施及建議

（1）嚴(yán)格控制運(yùn)行油油溫。查找抗燃油管道、油動機(jī)周圍高溫輻射點，一經(jīng)發(fā)現(xiàn)，及時排除；另一方面應(yīng)注意防止油箱溫控裝置失靈，以免造成油箱超溫，一般情況下盡可能不投用油箱內(nèi)部加熱器，如必須加熱，需注意加熱器單位面積的功率需滿足≤2W/cm2的條件[1]。

（2）適當(dāng)調(diào)整汽輪機(jī)電液調(diào)節(jié)系統(tǒng)的布置[8]?；亓鞴苈烦隹趹?yīng)位于油箱液面以下，以免油回到油箱時產(chǎn)生沖擊、飛濺形成泡沫，影響雜質(zhì)和空氣分離并促進(jìn)其氧化；抗燃油系統(tǒng)安裝布置應(yīng)盡量遠(yuǎn)離過熱蒸汽管道或增加保溫層，避免其對抗燃油系統(tǒng)部件產(chǎn)生熱輻射，引起局部過熱，加速油的老化。

（3）加強(qiáng)油系統(tǒng)運(yùn)行設(shè)備檢查。汽輪機(jī)運(yùn)行過程中存在日常檢查很難發(fā)現(xiàn)存在的問題對存有異常運(yùn)行設(shè)備要根據(jù)長時間的運(yùn)行經(jīng)驗進(jìn)行判斷，做出正確的分析，結(jié)合設(shè)備檢修，制定專項檢查項目，保障油脂所處的設(shè)備運(yùn)行工況穩(wěn)定[6]。

（4）消除油系統(tǒng)閥門內(nèi)漏。抗燃油油系統(tǒng)閥門內(nèi)漏是運(yùn)行中重要隱形隱患，抗燃油泵出口門、溢流閥、電磁閥等閥門出現(xiàn)內(nèi)漏會造成油脂循環(huán)過程中產(chǎn)生節(jié)流高速流動，油脂發(fā)生強(qiáng)烈摩擦生熱，系統(tǒng)中投入減溫水油脂溫度體現(xiàn)不是十分明顯，但局部溫度會急劇升高，工況惡化，油脂長時間運(yùn)行后，油脂惡化[5]。

5 結(jié)束語

抗燃油系統(tǒng)在汽輪機(jī)組運(yùn)行中起著十分重要的安全及調(diào)整作用，抗燃油脂的品質(zhì)在系統(tǒng)運(yùn)行中對伺服閥、濾網(wǎng)、執(zhí)行器等設(shè)備安全運(yùn)行影響較大。在機(jī)組運(yùn)行與維護(hù)中要認(rèn)真監(jiān)視設(shè)備運(yùn)行工況及油脂指標(biāo)變化才能掌握油脂變化規(guī)律，制定油脂對性的治理措施，才能保證汽輪機(jī)抗燃油系統(tǒng)可靠穩(wěn)定。