十里泉发电厂330MW机组高压抗燃油酸值异常的分析与处理

摘 要：针对十里泉发电厂330 MW机组高压抗燃油酸值升高的情况，分析了酸值升高的原因，认真查找系统、设备存在的问题，并依据问题制定了相应的处理和改善措施，进而高压抗燃油酸值得到有效控制，机组的安全运行得到有效保证。

关键词：DEH；抗燃油；酸值异常；劣化

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

华电国际十里泉发电厂两台330MW机组（#6、7机组）投产于上世纪九十年代，为哈尔滨汽轮机厂引进西屋技术国产化机组，是亚临界、一次中间再热、单轴、三缸四排汽凝汽冲动式汽轮机，采用DEH控制系统，系统采用高压磷酸酯抗燃油，系统运行压力14.5±0.5MPa。抗燃油作为电液调节系统的动力油，具有燃点高、抗老化能力强等优点，但在使用过程中由于各种因素的影响或处理维护不及时就会出现油质劣化现象，主要表现为酸值升高、电阻率下降、水分增加、颗粒物增多等，其中酸值升高对系统运行的危害最为严重。自2012年4月份以来，十里泉发电厂两台330MW机组抗燃油逐渐出現酸值升高、电阻率下降、颗粒污染度等级不合格也时有发生等问题，其中酸值升高问题一直未得到彻底解决。#7机组抗燃油酸值最高升至2015年3月份的0.39mgKOH/g，#6机组抗燃油酸值最高升至2015年5月份的0.32mgKOH/g，严重威胁系统的安全运行。另外还造成在线再生装置、外置式滤油设备的长期投运，滤芯更换频繁。

1 抗燃油酸值升高的危害

酸值是评定抗燃油劣化或水解变质的一项重要指标。长期保持较高酸值，会加速磷酸酯抗燃油的水解直至劣化，导致产生沉淀以及起泡，从而缩短抗燃油的使用寿命。抗燃油酸值升高还会对金属部件产生腐蚀作用，比如伺服阀内部滑阀遭到腐蚀后，会造成伺服阀的内漏加重，调节性能稳定性下降，造成配汽机构的抖动，机组转速或负荷波动幅度大，严重影响着机组的安全、可靠运行。

2 酸值升高的原因查找

针对抗燃油酸值频繁超标的现象，电厂检修人员认真进行了原因查找和分析。

2.1 温度的影响

油系统中局部温度过高或油管路的某一段受高温的影响，就会导致油质老化分解，产生大量的有机酸，这是造成酸值异常的主要原因之一。利用红外线测温仪对两台机组的抗燃油管路温度场分布情况进行了一次全面仔细的检查，检测结果发现，在两台机组的抗燃油管路中确实存在一些过热点，主要有以下两个方面。

2.1.1 安装位置或结构不合理造成的过热点

一是在高压调门油动机处，由于油动机与高压调门之间距离较近，保温隔热效果差，油动机及油管路受到来自高调门阀体的高温辐射较严重，油动机、油管路表面温度高达87℃。

二是高压主汽门油动机管路与保温紧靠，管路温度也长期保持在61-73℃左右。

机组在运行中，由于结构上的原因，抗燃油系统各个部位内漏量小，抗燃油管路中的油流动慢，以上两个部位的油液得不到及时更新和冷却，极易产生局部过热，最终导致油质劣化。

2.1.2 系统冷却效果差

现场还发现#6机组抗燃油冷却器由于使用时间长、设备老化，冷却效果极差，同时冷油器只能冷却回油，对于油箱内部未设置强制冷却循环系统，这样即使在冬季油箱内油温最高也能到65℃。抗燃油长时间得不到有效的冷却，油温过热，也是导致劣化变质的因素之一。

2.2 油中水分的影响

对于磷酸酯类的抗燃油，水分含量增加会加速油液水解，继而生成酸性磷酸酯和酚，然后进一步反应生成低分子酸和高分子老化产物。同时产生的酸性产物又强化油品分解，最终导致油品酸值不断提高。

经过化学检验人员测定，两台机组抗燃油水分含量长期在合格线上下波动，水分含量最大为2015年5月份的1600mg/L，远远超过1000mg/L的标准值，最低的水分含量也在1100mg/L。

现场检查发现，两台机组的抗燃油箱顶部的空气滤清器内污垢较多，滤清器吸附潮气能力差，造成空气中的潮气不断进入油箱内部融入抗燃油中。由此可见，空气滤清器吸附潮气能力差是造成油中含水量异常的主要原因。

3 处理措施

3.1 优化安装方式

自2015年10月份起，电厂利用机组检修机会，对高压调门油动机结构和安装方式进行了三个方面的优化改造。

一是针对系统内油流缓慢问题，对油缸内部进行改造，即在油动机活塞杆下端部加工一小孔通道，并在小孔通道内安装一个Ф0.6mm的节流孔。这样，活塞下部的压力油经节流孔进入活塞上部，加快了活塞上部的油液流动，通过油液自身的流动，既降低了油液的温度，又带走了油缸体的热量，防止了因油液流动缓慢而造成局部油液过热。该节流孔设计时考虑油泵的出力，经过计算选择节流孔直径为0.6mm，六个油缸泄流量小于10.5l/min，远小于油泵90L/min的排量，对系统压力流量无影响。

二是对油动机集成块油管路安装位置进行改善。集成块油管接口由原来的朝向高压调门改为朝向维护侧。

因管路安装位置改变，抗燃油管道与高压调门之间的距离加大，减弱了高压调门对管路的热辐射。另外还简化了结构，将原朝向高调门的管接头改为朝向维护人员，便于管道缺陷的检查和处理。

三是积极采用新技术，采用新型纳米复合保温涂料替代传统的硅酸铝保温材料。同样的保温效果，新型保温涂料层要比硅酸铝保温材料薄的多，这样不但能起到较好的保温专用，而且高调门与油动机之间的空间得以扩大，通风效果加强，更加有利于油动机本身的降温。

3.2 优化冷却系统

对抗燃油冷却系统进行优化改造。通过对现场的勘察，采用了新型的板式换热器，同时增加了一路油箱内部的强制循环冷却系统。通过优化，油温得到了有效控制。

3.3 空气滤清器改造

为弥补传统空气滤清器的缺陷和不足，对滤清器进行改造，以防止空气中的潮气融入油中，将原空气滤清器拆除，更换成新型高效吸湿型空气滤清器。同时要求运行和检修人员加强巡检，发现滤清器内的吸附剂颜色退变，立即更换吸附剂，以确保其吸湿效果。

4 结语

通过以上改造，一是油温控制一直较好，两台机组的油温一直能控制在45℃以下。二是油中进水明显减少，两台机组最高含水量为460mg/L。经过化验人员统计，自2016年2月份改造工作实施完工以来，抗燃油酸值一直保持在0.06mgKOH/g以下，效果十分明显。有效保证了抗燃油的使用周期，提高了抗燃油系统运行的可靠性，保证了机组的安全、可靠、长周期运行，为企业创造了一定的经济和社会效益。

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作者简介：马莹（1978-），男，山东滕州人，工程师，从事发电厂汽机检修管理方面的工作。