1000MW超超臨界機組EH油酸值偏高原因分析及處理措施

張鴻軍，余德雷

（國家電投協鑫濱海發電有限公司，江蘇 濱海 224500）

電力用油的質量指標直接關系到電廠設備的安全穩定運行，隨著電力行業的快速發展，電廠對電力用油各項指標的要求也越來越高，尤其是燃煤電廠運行中磷酸酯抗燃油（EH油）。DL/T 571-2014《電廠用磷酸酯抗燃油運行維護導則》對運行中磷酸酯抗燃油各項質量指標進行了嚴格規定。分析運行中磷酸酯抗燃油各項質量指標超標原因，并提出有效的處理措施，是燃煤電廠磷酸酯抗燃油技術監督過程中極其重要的一項工作。

1 設備概況

某廠2#機組汽輪機是由上海汽輪機有限公司采用西門子技術生產的N1050-27/600/610超超臨界汽輪機組。液壓部分采用高壓抗燃油系統（EH），抗燃油為一種磷酸脂型合成油，自燃溫度較高，不易燃燒。EH油酸值超標會縮短抗燃油的壽命、腐蝕金屬設備、形成膠質沉淀卡澀伺服閥，影響設備性能和汽輪機的穩定運行，給機組安全生產帶來了隱患。

2 異常情況

2#機組投產以來，EH油質均在合格范圍內，各項指標均優秀，但在2021年4月13日進行例行檢測中發現EH油酸值偏高，由3月月檢化驗酸值0.028mg/g（以KOH質量濃度計）上升至0.115mg/g。2021年2#機組EH油油質分析如表1。

表1 2021年2#機組EH油油質分析

3 EH油酸值升高原因分析

EH油屬于三芳基磷酸酯抗燃油，在酸、堿及鹽催化條件下易水解，而其水解也是自動催化降解的過程，即水解產物加速水解的進程。當水存在于以磷酸酯為主要成分的EH油中時，會與磷酸酯反應，生成醇和二烷基酯酸或二芳基酯酸，而這種酸會催化其他磷酸酯繼續水解，加速了磷酸酯的水解，從而導致酸值不斷升高。同時，三芳基磷酸酯受熱時易發生烴類連鎖反應，這類反應也會不斷產生酸性成分，使酸值升高。

由上分析可知，EH油酸值升高的兩個根本原因是：EH油含水量偏高導致磷酸酯水解和EH油系統局部過熱發生烴類連鎖反應。

3.1 水分的影響

我廠采用直接外接真空除水濾油機連續運行過濾的運行方式，有效地將水分控制在合格范圍內。查詢3月11日～4月13日期間記錄，除3月22日因EH油濾油機真空泵補油暫停運行6小時外，其余時間均保持在線連續運行，同時EH油化驗結果表明，2#機組EH含水量一直均在合格范圍內且數值低，說明EH油酸值升高不是水分引起的。

3.2 油溫的影響

影響抗燃油酸值的因素其中一個就是溫度，抗燃油在常溫下氧化速度較慢，但在較高溫度下氧化速率會加快，設備說明書要求運行溫度控制在35～55℃，因為溫度過高會可能導致抗燃油出現氧化或者分解反應產生酸，此時會使得酸值升高。2#機組運行期間EH油溫很平穩，一直保持在40～43℃左右，符合規定，同時對整個系統進行檢查未發現有局部超溫的現象，重點部位測溫統計見表2。

表2 2#機組EH油系統重點部位測溫統計表

3.3 再生裝置失效

某廠EH油再生裝置由硅藻土和纖維素組成，硅藻土具有吸附酸根離子和水分的功能，纖維素濾芯位于硅藻土濾芯的下游，可以阻擋硅藻土粉末狀顆粒進入EH油中，再生系統可以有效改善油質，并過濾油中的雜質，改變抗燃油油質作用。蓄能器下部集管有一管接頭將油從集管送入再生裝置，先經過硅藻土再經過纖維素回到油箱，硅藻土設置有一旁路，使一部分油不通過硅藻土直接通過纖維素回到油箱。

4月21日，將硅藻土及纖維素濾器濾芯更換后投入再生裝置運行，4月25日復測，酸值并未下降，上升至0.123mg/g。4月25日將硅藻土過濾器全開，纖維素過濾器全關，EH油泵出口流量由15L/min降至10L/min，4月25日復測，酸值0.122mg/g。4月28日將硅藻土過濾器全開，纖維素過濾器開2圈，EH油泵出口流量15L/min。調整期間2#機組EH油油質分析如表3。

表3 調整期間2#機組EH油油質分析

由表3可知，硅藻土及纖維素濾器濾芯更換投運后酸值無明顯變化。

同時，在進行再生裝置流量調節的過程中，發現將硅藻土過濾器、纖維素過濾器全關后EH油泵出口流量降至9L/min，將硅藻土過濾器全開、纖維素過濾器全關后EH油泵出口流量10L/min左右。由此可判斷，通過硅藻土過濾器流量存在異常，嚴重偏低。

由圖1可以看出，造成硅藻土過濾器流量低的原因有兩種：硅藻土過濾器進油手動門未開（門芯脫落）和節流孔板堵塞。手動門進行多次開關，觀察門桿均動作正常，同時，手動全開后EH油泵出口流量增加，可以排除手動門故障造成硅藻土過濾器流量低的原因。由此可推測硅藻土過濾器流量低是因為油中雜質使節流孔板堵塞所造成。

圖1 再生裝置系統圖

4 處理措施及效果

2021年6月，2#機組調停期間，對EH油硅藻土過濾器節流孔板解體后發現節流孔板被雜質堵塞，清洗后將硅藻土過濾器全開，纖維素過濾器全關，EH油泵出口流量由 20L/min，隨后化驗2#機組EH油油質分析如表4。

表4 2#機組EH油油質分析

5 結語

影響1000MW超超臨界機組EH油酸值偏高的原因較多，發現EH油酸值偏高后必須立即查找原因，采取對策，降低設備元器件金屬腐蝕的風險。此次2#機組EH油酸值偏高的原因是EH油硅藻土過濾器節流孔板被雜質堵塞，造成通過硅藻土過濾器流量極低，無法有效除去EH油中的酸根離子和水分，從而使EH油酸值偏高。

在此次案例的基礎上，針對EH油維護管理過程，提出以下建議：（1）在EH油的運行過程中，建議酸值控制在0.1mgKOH/g（期望值0.08mgKOH/g）及以下，水分控制在600mg/L及以下。（2）將油溫控制在55℃以下，嚴禁局部超溫運行和停機時無保護進行電加熱。（3）加強巡檢力度，檢查抗燃油濾油機工作狀況和接近熱體的抗燃油系統部件隔熱情況。（4）在濾油處理過程中，加強濾油機濾芯有效性的監督，保證抗燃油濾油機的運行可靠性、有效性。（5）購買先進的立足交換樹脂濾芯。其酸吸收率是硅藻土濾芯的700%，它不釋放金屬離子、不產生酸性凝膠狀多聚磷酸鹽，保證抗燃油的酸值水平小于0.08mg/g，能吸收水，同時沒有固體顆粒析出。