機(jī)組啟機(jī)后抗燃油發(fā)黑的原因分析及探討

秦 佳，白文廣，胡耀斌，孫曉東

(1.華電寧夏靈武發(fā)電有限公司，寧夏 靈武 751400；2.寧夏東部熱電股份有限公司，寧夏 銀川750000；3.西安熱工研究院有限公司，陜西 西安 710032)

0 引言

抗燃油系統(tǒng)主要作用是為主汽輪機(jī)、給水泵小汽輪機(jī)及高壓保安系統(tǒng)提供安全穩(wěn)定的動(dòng)力用油和控制用油，完成閥門驅(qū)動(dòng)及快速遮斷汽輪機(jī)等功能?？谷加偷挠唾|(zhì)好壞直接影響機(jī)組的運(yùn)行安全和抗燃油的使用壽命。某電廠多次發(fā)現(xiàn)啟機(jī)前油質(zhì)正常，啟機(jī)后約一周抗燃油顏色變黑、不透明，并且油中含有油泥。采用選擇性強(qiáng)極性硅鋁吸附劑對(duì)運(yùn)行油進(jìn)行脫色、除油泥再生。該廠抗燃油經(jīng)再生處理后，在機(jī)組連續(xù)運(yùn)行期間可以保證油質(zhì)正常。

1 油質(zhì)劣化原因分析

1.1 油質(zhì)分析

對(duì)油樣幾項(xiàng)重要指標(biāo)進(jìn)行分析測(cè)試，試驗(yàn)結(jié)果如表1所示，油樣外觀如圖1所示，油泥析出試驗(yàn)結(jié)果如圖2所示。

由試驗(yàn)結(jié)果可以看出，該機(jī)組抗燃油酸值、電阻率指標(biāo)均符合標(biāo)準(zhǔn)要求，但顏色為黑色、不透明，油中含有較多油泥。

1.2 原因分析

抗燃油的主要成分為三芳基磷酸酯，在高溫的環(huán)境中容易發(fā)生氧化劣化，產(chǎn)生大量有色物質(zhì)，使顏色變深，甚至碳化。

抗燃油系統(tǒng)的局部過熱是致使油品老化的原因之一，更是抗燃油短時(shí)間發(fā)生顏色變深，產(chǎn)生油泥的主要原因。因此，通過油樣分析可判斷，油系統(tǒng)存在過熱問題，運(yùn)行油因高溫發(fā)生劣化。

為了解決目前問題，需要對(duì)抗燃油系統(tǒng)進(jìn)行分析排查，找出系統(tǒng)局部過熱點(diǎn)。

表1 抗燃油油質(zhì)分析試驗(yàn)結(jié)果

1.2.1 油箱加熱器勘查

某些電廠曾出現(xiàn)過油箱加熱器局部過熱，引發(fā)油質(zhì)急劇劣化從而造成顏色變深、油質(zhì)老化的問題。因此，對(duì)該機(jī)組抗燃油油站加熱系統(tǒng)進(jìn)行勘查。

經(jīng)勘查，該廠抗燃油油站加熱為加熱泵加熱，原理是通過油泵對(duì)油進(jìn)行做功，產(chǎn)生的熱量使油溫上升，避免局部過熱問題。因此，可排除油站加熱器過熱這一因素。

1.2.2 抗燃油系統(tǒng)管路勘查

某些電廠曾出現(xiàn)過抗燃油系統(tǒng)管路與蒸汽管道位置非常接近，管道保溫未做好，使抗燃油系統(tǒng)管路局部過熱，引發(fā)油質(zhì)發(fā)生急劇劣化從而造成顏色變深、油質(zhì)老化的問題。因此，需對(duì)該機(jī)組抗燃油系統(tǒng)管路進(jìn)行勘查。

經(jīng)現(xiàn)場(chǎng)勘查，發(fā)現(xiàn)抗燃油系統(tǒng)管路有1處與蒸汽管道接近，電廠技術(shù)人員此前已發(fā)現(xiàn)該點(diǎn)問題，并已進(jìn)行整改，整改后對(duì)管路溫度進(jìn)行監(jiān)控測(cè)量，無超溫現(xiàn)象。

管路其他位置均不受蒸汽管道影響，因此，可排除管路存在過熱點(diǎn)這一因素。

1.2.3 油動(dòng)機(jī)位置勘查

大部分油動(dòng)機(jī)均接近汽機(jī)本體高溫區(qū)，若保溫出現(xiàn)問題極易使油動(dòng)機(jī)發(fā)生過熱，引發(fā)油質(zhì)發(fā)生急劇劣化從而造成顏色變深、油質(zhì)劣化的問題。因此，對(duì)該機(jī)組油動(dòng)機(jī)部分進(jìn)行勘查。

經(jīng)現(xiàn)場(chǎng)勘查，發(fā)現(xiàn)其中1臺(tái)油動(dòng)機(jī)深入機(jī)組保溫層，打開保溫層外側(cè)，對(duì)油動(dòng)機(jī)進(jìn)行測(cè)溫，溫度達(dá)96 ℃，若該處油流不暢足以使抗燃油發(fā)生嚴(yán)重劣化，造成顏色變深、產(chǎn)生油泥。并且油動(dòng)機(jī)結(jié)構(gòu)復(fù)雜，油動(dòng)機(jī)內(nèi)側(cè)靠近機(jī)組高溫區(qū)的部分溫度雖無法測(cè)量，但可以推測(cè)出溫度會(huì)更高。因此，可以判斷該機(jī)組油質(zhì)變黑、不透明，產(chǎn)生油泥的問題是該區(qū)域超溫引起的。

1.2.4 綜合分析

油動(dòng)機(jī)與機(jī)組高溫區(qū)距離較近并且溫度高，在機(jī)組運(yùn)行過程中油動(dòng)機(jī)中的抗燃油置換量非常小，基本可以看作是不流動(dòng)的，這就造成這一部分油長(zhǎng)期處于高溫狀態(tài)，發(fā)生氧化劣化，使油質(zhì)發(fā)黑、產(chǎn)生油泥和積碳。

但由于油動(dòng)機(jī)中抗燃油置換量小，劣化發(fā)黑的抗燃油基本不參與循環(huán)，對(duì)循環(huán)中的油質(zhì)產(chǎn)生不了明顯影響，因此，在機(jī)組正常運(yùn)行過程中沒有發(fā)現(xiàn)抗燃油已嚴(yán)重劣化。

在機(jī)組停機(jī)過程中，油動(dòng)機(jī)上腔的抗燃油不會(huì)回到油箱，因此，在停機(jī)后也不會(huì)發(fā)現(xiàn)抗燃油已嚴(yán)重劣化。

機(jī)組有10個(gè)汽門，在機(jī)組啟機(jī)時(shí)汽門動(dòng)作較大，使油動(dòng)機(jī)殘留的嚴(yán)重劣化的殘油全部回流進(jìn)入油系統(tǒng)，這些油動(dòng)機(jī)的殘油同時(shí)回到系統(tǒng)，造成運(yùn)行油污染。而且劣化產(chǎn)物還會(huì)對(duì)運(yùn)行油起催化劣化作用，因此，一直到機(jī)組啟機(jī)后才發(fā)現(xiàn)油質(zhì)嚴(yán)重劣化變黑。

2 油質(zhì)恢復(fù)處理

該廠發(fā)現(xiàn)抗燃油發(fā)黑、不透明、含有油泥后，使用選擇性強(qiáng)極性硅鋁吸附劑抗燃油再生凈化裝置對(duì)運(yùn)行油進(jìn)行在線處理，處理后油質(zhì)主要指標(biāo)如表2所示。

表2 處理后抗燃油油質(zhì)分析試驗(yàn)結(jié)果

由處理后油質(zhì)的檢驗(yàn)結(jié)果可以看出，該機(jī)組抗燃油顏色、油泥問題均得以解決，并且油質(zhì)得到全面恢復(fù)。

3 問題解決方法探討

3.1 油動(dòng)機(jī)位置降溫

經(jīng)分析，該機(jī)組啟機(jī)后發(fā)現(xiàn)抗燃油顏色發(fā)黑、不透明，油中含有油泥的問題，其根本原因在于油動(dòng)機(jī)位置存在局部過熱，使油發(fā)生嚴(yán)重氧化劣化。

因此，降低油動(dòng)機(jī)運(yùn)行溫度是解決該問題的根本方法。若機(jī)組具備改造條件，可對(duì)油動(dòng)機(jī)進(jìn)行冷卻系統(tǒng)技術(shù)改造，降低油動(dòng)機(jī)整體運(yùn)行溫度，即可避免抗燃油因局部過熱發(fā)生嚴(yán)重氧化劣化再次發(fā)生。

3.2 啟機(jī)前徹底恢復(fù)油質(zhì)

如機(jī)組不具備對(duì)油動(dòng)機(jī)進(jìn)行冷卻系統(tǒng)技術(shù)改造，則可以在停機(jī)時(shí)對(duì)汽門進(jìn)行“打閘”操作，使油動(dòng)機(jī)中不參與循環(huán)的已嚴(yán)重劣化的抗燃油置換出來，使之回到抗燃油油站，再經(jīng)選擇性強(qiáng)極性硅鋁吸附劑抗燃油再生凈化裝置及時(shí)處理，恢復(fù)油質(zhì)，保證機(jī)組啟機(jī)后油質(zhì)水平，并且可避免劣化產(chǎn)物對(duì)運(yùn)行油的催化劣化，可保證機(jī)組運(yùn)行安全，延長(zhǎng)運(yùn)行油使用壽命。

4 結(jié)論

機(jī)組多次在啟機(jī)后發(fā)現(xiàn)抗燃油變黑、不透明，油中有油泥，經(jīng)分析其根本原因是油動(dòng)機(jī)位置存在局部過熱。在停機(jī)時(shí)對(duì)汽門進(jìn)行“打閘”操作，再對(duì)油站抗燃油進(jìn)行再生處理可解決該問題；若能對(duì)油動(dòng)機(jī)局部過熱部分進(jìn)行冷卻系統(tǒng)技術(shù)改造，并采用再生技術(shù)對(duì)運(yùn)行油進(jìn)行日常維護(hù)，可從根本上解決此問題。