夏季抗燃油水分高原因分析與治理

李合友

(國能浙江余姚燃氣發電有限責任公司，浙江 余姚 315400)

某燃機電廠為S209FA聯合循環機組，是美國GE公司制造，總裝機容量為780 MW。其中燃機額定功率為250 MW。該燃機的液壓油系統采用磷酸酯抗燃油，在燃機正常運行時為IGV、燃氣速比閥和各控制閥提供高壓動力油，同時還提供跳閘油。燃機的液壓油系統從原油系統中獨立出來，液壓油系統自成循環。

1 燃機液壓油系統

液壓油站內設有一獨立的容積為900 L的液壓油箱，液壓油系統配置2臺獨立的液壓油泵、1臺冷卻循環泵組、1臺過濾循環泵組、1臺油箱加熱器、3臺泵吸油過濾器、蓄能器，液壓油泵出口接至原液壓油供油管道，給IGV、SRV和各GCV提供動力油，液壓油回油管路改接至新液壓油箱，液壓油系統相關定值未變。燃機跳閘油取自液壓油出口母管，經過減壓后送至原跳閘油供油管道，跳閘油回油至液壓油箱。原油系統中的液壓油泵只提供頂軸油，頂軸油管路及相關壓力開關保持不變。電磁閥20QB-1帶電時，原液壓油泵立即啟動加載至頂軸油壓力。液壓油站共有3路動力電纜，其中2路供給液壓油泵、冷卻水泵和過濾泵，另外1路供給風機、照明和加熱器；新增油站從閉式水系統引入冷卻水，從燃機潤滑油間CO2保護系統中引入消防氣體(具體參數見表1)。

表1 系統技術參數

2 夏季抗燃油水分指標異常數據

2.1 數據異常情況的由來

自幾年前，燃機的液壓油系統新安裝以來，每年進入夏季高溫期間，抗燃油的水分指標上升甚至超標，雖然通過體外濾油機對其進行過濾(真空濾水)，但是效果不是很理想。最近幾年，公司機務、化學人員多次溝通協調，并成立公關小組就液壓油水分指標異常情況進行研究討論。

2.2 異常數據的梳理

公關小組分析人員根據歷年燃機液壓油的水分，在進入夏季前后的時間段，對一直處于偏高和超標狀態下的水分指標進行了梳理，見表2。

表2 夏季時段2臺燃機液壓油的水分指標

3 抗燃油水分指標異常分析處理[1-4]

3.1 液壓油冷卻水系統查找漏點

首先對液壓油系統冷卻器的冷卻水進行運行調整，通過調整冷卻水的壓力來查找冷卻器是否存在滲漏點。同時對拆卸下的冷卻器進行打壓查漏，均未發現異常，排除了設備缺陷造成液壓油水分升高。

3.2 液壓油箱頂部加裝汽封

燃機液壓油油箱頂部設有排氣管，為了消除空氣進入液壓油油箱，影響液壓油的水分指標，在2018年8月，專門在油箱頂部的另一側加裝了1路儀用壓縮空氣(經過干燥過濾后)，用干燥后的空氣將液壓油與大氣隔離，起到氣封的作用。但是從檢測的水分指標來看，效果一般。

3.3 調整液壓油體外濾油機的運行方式

對目前正在運行的液壓油體外濾油機(真空濾水)的運行方式和內部設備進行調整，除了更換真空濾油機的濾芯，同時提高濾油機真空度。這種處理方式有一定效果，但是提高濾油機真空度，會導致液壓油油箱內的泡沫增多，影響設備安全。

3.4 降低液壓油操作小室室內的空氣濕度

根據這些年液壓油的水分隨著季節變化而變化(夏季水分高，冬季水分低)，同時根據磷酸酯抗燃油具有吸附性的特點，共同認為液壓油操作小室室內的空氣濕度是影響液壓油水分變化的主要原因。所以，決定在液壓油操作小室內，加裝除濕機，來降低室內濕度(室外的濕度為80%，室內的濕度降到55%)。經過近1個月的監督，水分指標略有下降，效果有限。

3.5 汽機與燃機液壓油系統對比查找

在排除以上4種情況外，把分析角度轉向了3號汽機液壓油系統，它和燃機液壓油系統采用的同一品牌的磷酸酯抗燃油，雖然3號汽機液壓油進入夏季后，水分也存在著升高的現象，但是遠遠低于燃機液壓油的水分。通過此現象，對比燃氣輪機和汽輪機液壓油系統，經過對比發現，發現1、2號燃機液壓油系統除油箱頂部與大氣相通外，還在回油擴容器處與大氣相通(與大氣相通的目的是破壞液壓油系統真空，導致做功后的液壓油能自流回至液壓油油箱)，而3號汽機無此情況。燃機液壓油系統見圖 1 ，汽機液壓油系統見圖 2。

圖1 燃機液壓油系統示意圖(以2號系統為例)

圖2 汽機液壓油系統示意圖

4 處理措施及效果[5]

4.1 燃機液壓油系統改造

通過燃機液壓油系統示意圖(圖1)和汽機液壓油系統示意圖(圖2)對比可以看出，燃機液壓油系統的回油擴容器處與大氣相通，尤其是機組設備運行期間，空氣將大量進入液壓油系統中。為了保證進入液壓油系統回油擴容器的空氣是干燥的，2020年9月，對系統進行改造(圖 3)，自制了空氣的除濕器(在直徑20 cm塑料桶內裝部分硅膠來除去空氣中的水分；同時直徑20 cm塑料桶是保證進入回油擴容器的空氣通暢，防止發生液壓油回油不暢)安裝在回油擴容器的進氣管上(現場照片見圖 4)。經過近1周的運行，燃機液壓油系統運行穩定，水分指標快速下降并穩定在較小的范圍內。

圖3 燃機液壓油系統回油擴容器加裝自制空氣除濕器示意圖

4.2 系統改造后效果明顯

2臺燃機液壓油系統回油擴容器，加裝自制空氣的除濕器已經超過半年，液壓油系統運行穩定，無異常。液壓油的水分不僅同比降低50%左右，而且其他指標如酸值、氯含量和顆粒度等指標品質，也有不同程度的提升。

5 結束語

某燃機電廠對液壓油系統的回油擴容器進行了簡單改造(改造成本可以忽略)，成功解決了夏季燃機抗燃油水分大的問題，保證了機組的安全運行，同時可對自制空氣除濕器進行定期更換硅膠來保證空氣除濕效果。