浅谈汽轮机抗燃油的使用与维护

来源:中文信息
关键字:汽轮机抗燃油,维护
发布时间:2015-01-07 09:15

　　摘要：针对目前汽轮机组普遍采用了抗燃油调节系统，而抗燃油在使用过程中存在油质劣化现象，为了防止油质劣化风险，就要了解抗燃油的特性及注意抗燃油日常的维护和保养，以保证机组安全可靠运行。

　　关键词：抗燃油油质劣化特性使用

　　中图分类号：TM621 文献标识码：A 文章编号：1003-9082（2015）01-0309-01

　　前言：张家口发电厂8台330 MW 汽轮发电机组的主机调速系统，采用磷酸酯抗燃油作为液压工质。磷酸酯抗燃油作为电液调节系统的动力油，具有一定的耐高温、抗劣化能力。但在使用过程中发生过由于抗燃油自身及外部因素的影响，出现油质劣化的现象，主要表现为酸值升高、水分增加、电阻率下降、颗粒污染等，这些情况的出现严重威胁机组安全运行，因此掌握抗燃油特性，加强抗燃油日常维护和保养具有重要意义。

　　一、抗燃油的特性

　　现代汽轮发电机组已广泛采用磷酸酯抗燃油作为汽轮机电液调节控制系统的工质。磷酸酯抗燃油的理化性能：

　　1.密度

　　磷酸酯抗燃液的密度大于1kg/m3，一般为1.11kg/m3～1.17kg/m3，其密度大于水的密度，因此一旦油中进水会很难分离。

　　2.含氯量

　　酸磷酯抗燃液对氯的含量要求很严格，氯含量超标会加速磷酸酯的降解，并导致伺服阀的腐蚀。磷酸酯抗燃液中的含氯量来源于合成中的副产物，其次就是检修过程中使用的清洗剂不当中含有氯。

　　3.介电性能

　　抗燃油的介电性能以电阻率为代表。油品电阻率的高低表征油品的电荷腐蚀趋向，实践证明，伺服阀的电荷腐蚀与油的电阻率有很大关系，低电阻率会增加油对伺服阀的腐蚀趋势，高电阻率很少发生电荷腐蚀，将电阻率提高到5×109Ω·cm（20℃）以上可有效地消除电荷腐蚀。

　　4.热稳定性

　　三芳基磷酸酯的热稳定性决定于酯的化学结构，随着侧链长度和数量的增长，热安定性随之降低，若酯分子中引进了氧原子，其热分解温度就提高。三芳基磷酸酯的结构对称性决定了它具有高的热氧化安定性，三芳基磷酸酯的热安定性比石油基油差在多数不同类型的热辐射下，酯均分解。因此，不宜用在受辐射的设备上。

　　5.清洁度

　　由于调速系统油压高，执行机构部件间隙缩小，机械杂质污染会引起伺服阀的磨损、卡涩，严重时会造成伺服阀卡死而被廹停机，故运行中磷酸酯抗燃油应具有较高的清洁度。油中颗粒污染一般来源于油系统部件的磨损、精密过滤器的破损失效，或外界污染源的污染。

　　6.与非金属材料的相容性

　　磷酸酯与非金属密封材料的相容性问题需要特别重视，因为本芳基磷酸酯对许多有机化合物和聚合材料有很强的溶解能力。？所以在使用抗燃油时，需要特别注意其与密封材料、蓄压器皮囊材料等的兼容性。一般丁腈橡胶、氯丁橡胶、聚乙烯等都不能与磷酸酯相兼容，而丁基橡胶、氟橡胶、硅橡胶才可一起使用，这点很重要，应该引起充分注意。

　　二、抗燃油的劣化原因与防范措施

　　虽然抗燃油具有优良的理化性能，但在使用过程中对抗燃油中的含氯量、中和性指数及杂质含量（颗粒度）等均应严格控制，在启动前和运行中都要定期化验检查，使它符合规定要求。否则，像出现酸值升高、水分增加、电阻率下降、颗粒污染等极易引起系统工作不正常或损坏设备，后果严重。

　　1.酸值升高的危害

　　酸值是评定抗燃油劣化或水解变质的一项重要指标。高酸值会加速抗燃油裂化，导致产生沉淀以及起泡、空气间隔等问题，酸值一旦超过限定值，将无法降低。电力标准DL/T 57l—2007中规定，运行油的酸值应控制在0.15 mg/g（KOH）以下，酸值高说明抗燃油已经劣化或是有水解反应，酸值越高越不利于抗燃油的稳定。高酸值的油对金属部件有腐蚀作用，油中劣化产物还会不同程度地影响油的电阻率、颗粒度、泡沫和空气释放值等性能，进而影响调速系统准确、稳定、高效的运行。

　　2.防止油中进水

　　磷酸酯抗燃油遇水发生水解反应生成酚和羧酸，生成的羧酸反过来又成为水解反应的催化剂。EH抗燃油在运行时基本上为密封状态，除了在油箱顶部装有填充干燥剂的呼吸器。一般情况下，抗燃油中水分的来源主要是吸收空气中的潮气，如油箱盖密封不严，干燥剂失效，空气中水分就进入油箱。其次抗燃油冷却器安装工艺不良或铜管泄露冷却水进入抗燃油系统，造成油中进水。因此必须防止冷却系统的水进入抗燃油系统，保证冷油器油侧压力高于水侧压力，并定期打压查漏，及时更换失效的干燥剂。

　　3.防止油温过高

　　EH抗燃油在常温下的氧化速率极慢，但在较高温度下其氧化速率会剧增，运行中温度一般控制在40～55℃ 。但由于设备或人为失误，超温现象时有发生如电加热误动作使油温超标；又如油在油动机（油动机布置在汽缸和进汽阀附近）附近流过时，由于热辐射使油温远远超出正常运行时的温度，这种局部热点的存在可大大加快抗燃油的劣化速度，抗燃油在短期内酸值很快升高。抗燃油也具有一般有机物的通性，即受热易分解。另外，在油温较高时，抗燃油能溶解其管路连接处的密封材料，造成油泄漏和油质的改变。

　　4.使用符合要求的清洗剂

　　使用抗燃油的管路一般是不能用氯代化合物作清洗剂的，如果含有氯代化合物成分，则使抗燃油一开始循环就有活化氯离子，尤其在阀芯和阀套工作面内集聚着大量氯离子，氯含量超标会加速磷酸酯的降解，并导致伺服阀的化学腐蚀。从清洗工艺过程来看，这些氯代烃沸点较低，容易挥发，但由于这些氯代烷和油形成的溶液沸点会升高，造成挥发阻碍，势必会将剩余氯代物带入抗燃油系统内，造成氯的污染。严禁使用任何含氯代化合物的清洗剂作为阀芯、油箱以及管路系统的清洗介质，建议使用易挥发的非卤代醇酮或芳香烃作为清洗剂，如乙醇，丙酮。可采用丙酮清洗和用压缩空气吹扫，在充油前要用同性质的油进行循环冲洗，直至检查合格后再正式进油。

　　5.提高电阻率

　　新油注入油系统时，应严格控制油电阻率，抗燃油在运行过程中，随着使用时间的延长，油老化、水解以及可导电物质的污染等都会导致电阻率降低，所以抗燃油在运行过程中，应投入旁路再生装置，将油的电阻率控制在较高水平。如果油的电阻率低于运行标准，通过旁路再生装置还不能恢复到合格范围，应采取换油措施，以免引起伺服阀油系统的精密金属部件被腐蚀而危及到机组的安全运行。

　　三、抗燃油的维护与保养

　　因抗燃油的运行管理牵涉到多个部门和专业，事关油液品质、滤油设备、日常维护和设备检修多方面问题，故领导重视，各级人员落实，职责分明是管理上必须抓好的。

　　1.新抗燃油的验收需按设备制造商提供的抗燃油标准实施，合格后入库存放，现场加油前应抽样检查，检修放油时应使用不锈钢桶，不可用镀锌铁桶以防添加剂与锌形成金属皂基堵塞过滤器。

　　2.油系统大修时油箱及系统不宜用汽油及含氯较高的溶剂清洗，可采用丙酮清洗和压缩空气吹扫，大修后充油前要用同性质的油进行循环冲洗，按设备制造商提供的标准检查合格后再正式进油。

　　3.严格监视再生，定期检查油系统过滤器前后压差，如压差达到报警值时应及时更换滤芯以确保抗燃油的清洁。

　　4.密封材料接触抗燃油后，其膨胀率应小于15%，收缩率小于5%，因此选用的材料使用前应在抗燃油中浸泡168 h，若密封材料使用不当会引起材料膨胀过度或腐蚀，最终导致系统泄漏或系统中活动部件卡涩。

　　5.测试抗燃油管系附近的热源温度，加强高、中压汽门的保温工作，防止热传导对抗燃油的影响。

　　6.抗燃油长期处于高温下运行，容易引起氧化，因此抗燃油系统装有净化装置进行连续再生。抗燃油净化装置中装有硅藻土过滤器，通过吸收酸性物质和水分，使抗燃油保持低酸值，并使氯含量符合要求。

　　7.为防止抗燃油污染，可加入抗氧剂、抗腐蚀剂、消泡剂等添加剂，提高抗燃油的理化性能。运行中需加入添加剂时，应与抗燃油生产厂家协商。

　　8.坚持油质定期化验制度，机组运行每月化验一次；油箱补油或取油样时所用的胶管或容器必须清洁，否则会影响系统油质和化验的准确性。

　　9.停机后尽量保持抗燃油系统连续运行，如检修或更换部件后，要留有足够的时间滤油，保证启机时油质合格。

　　四、结束语