摘 要:通過對汽輪機組抗燃油油質(zhì)變差、劣化后對調(diào)節(jié)系統(tǒng)造成的影響進行分析,對電廠油凈化設備和抗燃油的日常維護進行闡述,保證汽輪發(fā)電機組調(diào)節(jié)保護系統(tǒng)安全、穩(wěn)定運行。
關鍵詞:汽輪機發(fā)電機;抗燃油;酸值;顆粒度;油凈化
DOI:10.16640/j.cnki.37-1222/t.2015.22.010
近年來, 汽輪機發(fā)電機組普遍采用抗燃油(三芳基磷酸酯)為汽輪機數(shù)字電液調(diào)節(jié)系統(tǒng)(Digital Electro-Hydraulic Control System,簡稱DEH )提供參數(shù)合格的用油。調(diào)節(jié)系統(tǒng)根據(jù)運行工況及時地調(diào)節(jié)汽輪機功率,滿足外界負荷的變化需要,機組出現(xiàn)異常時自動改變運行工況,直至停機,防止事故擴大。
抗燃油在運行過程中受到高溫、氧化、進水、雜質(zhì)、金屬催化等因素產(chǎn)生變化,其理化性能指標超出界限值,會引起液壓控制設備卡澀、腐蝕、油壓波動等故障,影響機組穩(wěn)定運行。因此,抗燃油油質(zhì)的重要性不容忽視,必須做好保養(yǎng)。
根據(jù)抗燃油的特性,為了保證EH油質(zhì)合格,通常采用沉淀分離、過濾、磁性、離心、聚結(jié)和吸附等方法對油液進行凈化處理,去除油液中的污染物,保持必要的清潔度。
EH油系統(tǒng)中安裝濾網(wǎng)、過濾器、再生裝置和磁性過濾器等設備改善油質(zhì),提高油液的清潔度、降低油液的含水量和酸值。
1 濾網(wǎng)
油液中的灰塵、銹和金屬屑,或油液分解產(chǎn)生物,由于催化效應,會促進油液氧化和引起侵蝕,使油泵和軸承劃傷損壞,導致控制機構(gòu)失常。因此,在設備入口設置濾網(wǎng),由于系統(tǒng)壓力較高,管道中多采用金屬濾網(wǎng)濾除油質(zhì)中的雜質(zhì),一般在高壓油泵吸入口和油動機進口安裝金屬濾網(wǎng),濾網(wǎng)在每次大修時進行清理、檢查。
2 過濾器
油液中的固體微粒,如灰塵、金屬屑等進入系統(tǒng),引起液壓執(zhí)行機構(gòu)故障,影響調(diào)節(jié)保護系統(tǒng)安全運行。對使用伺服閥的液壓系統(tǒng)來說,如不除去固體污染物,伺服閥會磨損或卡澀,使系統(tǒng)的靈敏度降低,油液的電阻也會降低、酸度會增高,導致伺服閥腐蝕。
過濾器分為精密濾器和磁性過濾器。
精密過濾器內(nèi)裝有波紋纖維濾芯,過濾精度為5微米,可以濾除油液中顆粒物、內(nèi)部生成污染物、外界侵入污染物和維修中的污染物。在過濾器前后安裝壓差開關,當濾網(wǎng)堵塞時壓差開關報警,切換至備用管路,在線更換濾芯。
磁性過濾器安裝在油箱或油管路上,過濾器材質(zhì)為永久磁鋼,用以吸附回油中的金屬微粒和粉末,在每次大修期間清理磁性濾棒。
3 再生裝置
抗燃油在常溫下氧化速度很慢,但長期處于高溫運行,容易引起氧化,使酸值升高,產(chǎn)生沉淀、起泡等問題。油再生裝置是保證油質(zhì)合格必不可少的部分,因此抗燃油系統(tǒng)裝有凈化裝置進行連續(xù)再生,當油液的清潔度、含水量和酸值不符合要求時,應啟用再生裝置,改善油質(zhì)。
再生裝置設置在旁路管線,管線上安裝兩個過濾器,過濾器內(nèi)有兩種不同的濾芯,一種為硅藻土濾芯,硅藻土是一種堿性物質(zhì),可以調(diào)節(jié)抗燃油的理化特性,去除水分,降低酸性分解物,使抗燃油保持低酸值。并能去掉含氯的物質(zhì)使氯含量符合要求。
另一種為波紋纖維濾芯,用來過濾抗燃油中的微小顆粒物(顆粒度≤NAS 5級),防止細顆粒擴散到整個系統(tǒng),當濾芯污染程度達到設計值時,壓差指示器發(fā)出報警信號,更換濾芯。
4 油凈化裝置
油精處理系統(tǒng)由凈化油泵、過濾器等組成。大修后對油箱內(nèi)抗燃油進行循環(huán)過濾、凈化,也可以凈化注入的新油,使顆粒度達到指標。
5 空氣呼吸干燥器
空氣干燥器用來干燥進入油箱的空氣,空氣經(jīng)過干燥器中的活性鋁濾網(wǎng),空氣中的水分會被吸收。干燥器上有一個指示活性鋁狀態(tài)的窗口,通過觀察窗口顏色,知道活性鋁的狀態(tài),根據(jù)情況及時更換活性鋁濾網(wǎng),保證干燥空氣、去除水分的效果。
系統(tǒng)運行期間可以通過一系列措施維持抗燃油的品質(zhì),在系統(tǒng)停運或大修期間同樣要做好維護措施來保證抗燃油的品質(zhì)。首先,加強大修后油管路和設備的清潔,回裝前對油管路進行吹掃,徹底清除雜物,擦拭管道和設備時不能選用產(chǎn)生布屑、纖維屑或其它碎屑的材料,切斷的管子用銼刀去除毛刺,防止金屬屑和毛刺進入管道。其次,領回的新油不能直接加入系統(tǒng),經(jīng)過濾后化驗合格才能使用,加油前保證管道、過濾器、臨時加油軟管和注油口的清潔。另外,系統(tǒng)所使用的密封墊片材料為氟橡膠或能長期耐抗燃油的材質(zhì),使用無水酒精或丙酮作為清洗劑,禁止使用含氯溶劑清洗系統(tǒng)設備零部件。
監(jiān)測抗燃油溫度,防止油溫升高加速油品老化??谷加吞幱谄啓C高、低壓缸附件,高溫、高壓蒸汽的高溫環(huán)境會增加抗燃油氧化加速,氧化會引起抗燃油酸度增加,產(chǎn)生凝膠狀沉淀和固體沉淀,造成伺服閥粘結(jié)或卡澀,對關鍵元件如泵、閥等產(chǎn)生腐蝕。
抗燃油中水分的存在,如冷油器漏水,油箱內(nèi)冷凝水等,會促使油品氧化變質(zhì),水分過大促使磷酸酯水解,產(chǎn)生酸性物質(zhì),使酸值升高,加速對金屬的腐蝕,銹蝕設備,使油品產(chǎn)生沉渣,堵塞油路。
油中含水量過高時危害很大,可采用真空脫水裝置對抗燃油旁路進行脫水。其原理是采用物質(zhì)轉(zhuǎn)移和真空去水原理獲得較高的去水率,油液自上往下流過真空塔內(nèi)的分散材料,增加油液的單位表面積,并通過保持真空塔中真空度,去除游離水和溶解水。
分離過濾器脫水原理是在濾油機濾筒內(nèi)安裝分離濾芯,分離濾芯通常與聚結(jié)濾芯聯(lián)合使用。包含水分的油進入聚結(jié)濾芯,細小的水滴聚合在聚結(jié)濾芯上,快速形成一層聚合的水膜。分離濾芯由特殊的憎水材料制成,在油液通過分離濾芯時,水珠被擋在濾芯外面。油液通過聚結(jié)濾芯后進入分離濾芯,由于重力作用,油液中較大的水珠在重力作用下沉降到濾筒底部,但仍有尺寸較小的水珠在慣性作用下隨同油液向上至分離濾芯,擋在濾芯外的水珠經(jīng)積聚,尺寸逐漸增大,最后因重力原因沉降到濾筒下排除。經(jīng)分離濾芯過濾后,可去除油液中的溶解水和游離水,過濾后總水含量低于100PPM或更低。
采用新型處理技術,由于硅藻土化學成分不穩(wěn)定,對含酸值或水分過大的油液處理能力有限,目前抗燃油除酸處理技術采用離子交換樹脂,通過吸附作用吸收酸性物質(zhì),而不是中和作用處理酸性物質(zhì),處理過程中不會產(chǎn)生水分,因此不需要真空脫水,其處理酸的能力是硅藻土的7倍 。離子交換樹脂可以處理高酸度的抗燃油,并保持酸值水平小于 0.08,提高抗燃油的電阻率,避免產(chǎn)生電化學腐蝕,并且在除酸過程中不會產(chǎn)生凝膠狀的磷酸金屬鹽,優(yōu)化了抗燃油品質(zhì),延長了使用壽命,徹底消除對伺服閥產(chǎn)生的影響。
加強化學監(jiān)督,油樣化驗員定期對抗燃油進行油質(zhì)化驗,取樣分析包括外觀、水分、顆粒度。每三個月分析一次抗燃油運動粘度、密度、酸值和閃點,并依據(jù)要求分析抗燃油含量、電阻率、氯離子等,提交化驗報告,標明有關顆粒度數(shù)據(jù)及清潔度等級的結(jié)論意見,運行部門根據(jù)化驗結(jié)論判定抗燃油是否合格,防止油中帶水或雜物造成調(diào)節(jié)部套卡澀和腐蝕。如果油質(zhì)不達標,應及時投運相關設備,加強油質(zhì)監(jiān)測,提高抗燃油的品質(zhì)。
抗燃油品質(zhì)直接影響液壓執(zhí)行機構(gòu)的運行,為保證機組安全、穩(wěn)定運行,必須時刻保持抗燃油的運行維護工作,確保提供合格、高品質(zhì)的用油。日常中應加強監(jiān)測、控制污染、定期化驗檢測,防止油品變質(zhì)、劣化對設備造成損害,威脅機組穩(wěn)定運行。
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作者簡介:聶衛(wèi)超(1983-),男,河南平頂山人,本科,助理工程師,主要從事:汽輪機調(diào)速系統(tǒng)檢修。