陳吉穩(wěn)

（福能集團晉江天然氣發(fā)電有限公司，福建晉江 362200）

9FA燃?xì)怆姀S抗燃油顆粒度超標(biāo)原因分析及處理

陳吉穩(wěn)

（福能集團晉江天然氣發(fā)電有限公司，福建晉江 362200）

分析S109FA燃?xì)狻羝?lián)合循環(huán)發(fā)電機組液壓油系統(tǒng)抗燃油顆粒度超標(biāo)原因，從介質(zhì)溫度、系統(tǒng)污染、取樣過程等幾方面提出具體改進(jìn)措施，為機組安全、經(jīng)濟運行提供重要保障。

抗燃油；顆粒度；密封圈；污染

10.16621/j.cnki.issn1001-0599.2017.09.40

0 概述

某電廠一期工程安裝4臺S109FA燃?xì)狻羝?lián)合循環(huán)發(fā)電機組，采用GE公司技術(shù)哈動力生產(chǎn)的PG9351FA型燃?xì)廨啓C和D10改進(jìn)型汽輪機。機組液壓油系統(tǒng)向軸系提供經(jīng)冷卻和過濾的高壓液壓油、控制油和跳閘油，推動汽輪機的截止閥、控制閥以及燃?xì)廨啓C的燃料模塊、進(jìn)口可轉(zhuǎn)導(dǎo)葉的液壓執(zhí)行機構(gòu)工作。液壓供油裝置采用模塊化設(shè)計，是蒸汽輪機和燃?xì)廨啓C電液控制系統(tǒng)的重要組成部分。供油系統(tǒng)由液壓油箱、主油路供油系統(tǒng)、自循環(huán)冷卻加熱系統(tǒng)、自循環(huán)再生過濾系統(tǒng)、高壓蓄能器、油管路及附件組成。執(zhí)行機構(gòu)部分包含1臺高壓主汽閥執(zhí)行機構(gòu)、1臺高壓調(diào)節(jié)閥執(zhí)行機構(gòu)、2臺中壓主汽閥執(zhí)行機構(gòu)、2臺中壓調(diào)節(jié)閥執(zhí)行機構(gòu)。跳閘系統(tǒng)包含IGV跳閘模塊和汽機及燃?xì)饽K的跳閘模塊。液壓控制系統(tǒng)的控制油為11.03 MPa的磷酸脂抗燃油，型號Fyrquel EHC，抗燃油油質(zhì)的優(yōu)劣對機組運行的安全性起重要作用。

1 異常現(xiàn)象

機組運行期間，對4號機組抗燃油油質(zhì)定期化驗時發(fā)現(xiàn)抗燃油顆粒度9級（NAS1638，下同），GE公司規(guī)定抗燃油顆粒度≤6級，其余項目化驗均正常，抗燃油油質(zhì)檢查結(jié)果及標(biāo)準(zhǔn)見表1。經(jīng)過外接濾油機加強濾油及采取一系列排查措施，EH油顆粒度化驗結(jié)果出現(xiàn)時而合格時而超標(biāo)的情況，無法徹底清除污染顆粒物。排查期間發(fā)現(xiàn)濾油機入口濾網(wǎng)有破損O形圈碎片、黑色橡膠顆粒、白色顆粒等雜質(zhì)。先后進(jìn)行油箱清理、濾油機更換、與抗燃油系統(tǒng)相關(guān)濾芯檢查更換、油動機清洗及油樣送檢分析等工作。最后將整箱抗燃油更換成新油，并徹底清理油箱，抗燃油顆粒度超標(biāo)問題得到徹底解決。

表1 抗燃油油質(zhì)檢測結(jié)果

2 原因分析

2.1 抗燃油系統(tǒng)

抗燃油系統(tǒng)部分設(shè)備處于高溫環(huán)境中，若直接傳導(dǎo)至抗燃油經(jīng)過的部位，抗燃油超溫造成油質(zhì)劣化，產(chǎn)生油泥、碳化物易引起顆粒度超標(biāo)。用手持紅外測溫儀測量高壓主汽閥油動機、中壓主汽閥油動機、低壓主汽閥油動機和燃料模塊、進(jìn)口可轉(zhuǎn)導(dǎo)葉的液壓執(zhí)行機構(gòu)及出入口管道，溫度在≤50℃，未超過運行正常油溫。油箱內(nèi)抗燃油加熱裝置采用自循環(huán)系統(tǒng)，通過卸荷閥升高油溫，在油溫升高到36.4℃時，加熱回路即停止工作，未使用加熱棒加熱油溫，故不會引起抗燃油超溫?？膳懦谷加统瑴亓踊痤w粒度超標(biāo)的情況。

2.2 抗燃油再生裝置硅藻土濾芯

抗燃油系統(tǒng)再生裝置采用纖維素濾芯清除油系統(tǒng)中產(chǎn)生的顆粒雜質(zhì)，用硅藻土濾芯降低油的酸值。普通硅藻土濾芯中的硅藻土用陶土燒制而成，組分和有效成分各異且不穩(wěn)定，同時含有大量游離金屬離子，主要有Al，Ca，Si等元素。若硅藻土濾芯存在質(zhì)量問題，硅藻土溶入油中，分散的小顆粒硅藻土污染抗燃油，會造成抗燃油顆粒度超標(biāo)。用電感耦合等離子體原子發(fā)射光譜法ASTM D5185分析抗燃油中顆粒，分析結(jié)果見表2。

由表2可見，抗燃油中未檢測出大量硅藻土濾芯所含元素。將硅藻土濾芯拆除，采用外接離子交換樹脂濾油機進(jìn)行濾油，抗燃油顆粒度超標(biāo)的問題未改善，可排除硅藻土濾芯質(zhì)量問題引起的顆粒度超標(biāo)。

2.3 密封圈

根據(jù)濾油機入口濾網(wǎng)截留的破損O形密封圈和黑色橡膠顆粒（圖1），疑為EH油系統(tǒng)某個部位的O形密封圈脫落并部分破碎成細(xì)小顆粒，隨液壓油分散到系統(tǒng)各部位，導(dǎo)致抗燃油油顆粒度超標(biāo)。

用顆粒度專用取樣瓶從油箱取樣閥處將抗燃油取樣送至PALL過濾器（北京）公司進(jìn)行化驗。清潔度分析顯微照片見圖2。污染顆粒物元素分析見表3。黑色污染顆粒元素以碳、氧、氮為主，屬于有機物類，結(jié)合現(xiàn)場濾油機入口截留的橡膠顆粒判斷污染顆粒為密封圈碎片，判定這些顆粒是造成機組抗燃油顆粒度超標(biāo)的主要原因。

表2 抗燃油中顆粒元素檢測報告

圖1 濾油機入口濾網(wǎng)截留異物

圖2 清潔度分析顯微照片

表3 能譜分析元素含量表

2.4 外部污染

濾油機入口濾網(wǎng)截留的異物，除黑色顆粒物外還有大量白色細(xì)小顆粒物（圖3）。檢查油箱中發(fā)現(xiàn)頂部有大塊白色顆粒物，可以看出是清理油箱用的面粉團。把油箱外的顆粒揉碎與油箱內(nèi)顆粒物進(jìn)行比對，發(fā)現(xiàn)兩者為相同物資。表2檢測報告顯示油中含有大量磷元素，面粉中也含有大量磷元素，因此可判斷濾油機入口濾網(wǎng)截留的白色顆粒物，是檢修人員清理油箱使用的面粉部分遺留在油箱內(nèi)部所致。此外部污染進(jìn)入油系統(tǒng)也是抗燃油顆粒度超標(biāo)的原因之一。

圖3 濾油機入口濾網(wǎng)截留的白色顆粒物

2.5 取樣檢測環(huán)節(jié)

抗燃油顆粒度取樣檢測是一項技術(shù)含量很高的工作。取樣閥、取樣容器、取樣操作方法、取樣環(huán)境、檢測方法等均會影響檢測準(zhǔn)確性。4號機組顆粒度超標(biāo)取樣檢測過程發(fā)現(xiàn)，在濾油機入口取樣閥處取樣檢測抗燃油顆粒度達(dá)12級，遂懷疑取樣環(huán)節(jié)有問題。通過觀察濾油機入口取樣閥油流，有不同于橡膠顆粒的黑色物質(zhì)流出，放油時間越長，黑色物質(zhì)越少。該取樣閥是機組投產(chǎn)之后安裝的，解體取樣閥檢查發(fā)現(xiàn)閥桿盤根使用石墨密封，石墨密封進(jìn)入取樣閥內(nèi)與抗燃油一起流出造成顆粒度超標(biāo)。

3 處理措施

針對密封圈損壞，橡膠顆粒物進(jìn)入抗燃油系統(tǒng)問題，由于抗燃油系統(tǒng)設(shè)備密封部件較多，使用O形密封圈部位多，未查找出O形密封圈具體脫落位置。清理抗燃油相關(guān)系統(tǒng)，利用機組B級檢修期間對系統(tǒng)執(zhí)行機構(gòu)油動機模塊送至廠家解體清理檢修。徹底清理油箱，用白布進(jìn)行擦拭清理油箱底部殘余油液，不再使用面團，防止面粉污染抗燃油。更換高壓主汽調(diào)閥、中壓主汽調(diào)閥油動機濾芯；更換主油泵進(jìn)出口濾芯、再生泵入口濾芯、循環(huán)泵進(jìn)出口濾芯及再生裝置纖維素濾芯。最后安裝抗燃油系統(tǒng)的執(zhí)行機構(gòu)，安裝沖洗堵板，對系統(tǒng)進(jìn)行沖洗并濾油，顆粒度合格后將設(shè)備投入運行。

系統(tǒng)投入運行后，檢測抗燃油顆粒度還有超標(biāo)情況，顆粒度達(dá)7級左右。對比之前檢測數(shù)據(jù)有改善，但未能全部清除污染物。之前抗燃油內(nèi)有面粉顆粒進(jìn)入系統(tǒng)，因淀粉類顆粒屬于有機物，與抗燃油混合后，與油質(zhì)劣化后產(chǎn)生的油泥等雜質(zhì)相似，濾油機難以清除，遂將抗燃油（約700 L）全部換成新油。系統(tǒng)投入運行后，連續(xù)監(jiān)測油質(zhì)，多次檢測結(jié)果顆粒度4級，抗燃油油質(zhì)保持較好狀態(tài)。

對于取樣檢測環(huán)節(jié)主要是更換濾油機入口取樣閥，取樣閥密封材料采用聚四氟乙烯，禁止使用石墨填料密封。因濾油機入口位置較少取樣，管內(nèi)雜質(zhì)多，此位置取樣檢測結(jié)果僅供參考。正式取樣檢測位置固定在油箱側(cè)面。在檢測過程中樣品的采集、保存及制備是最重要和影響最大的環(huán)節(jié)，它對分析結(jié)果取決定性作用，因此，取樣過程嚴(yán)格按照相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行，防止取樣檢測操作失誤造成顆粒度檢測不準(zhǔn)。

4 結(jié)語

在機組抗燃油系統(tǒng)運行過程中，影響抗燃油顆粒度的因素可能是單一，也可能是多種因素疊加造成。因此，在設(shè)備運行過程需仔細(xì)查找分析設(shè)備異常原因并采取相應(yīng)措施，使油質(zhì)清潔度達(dá)到設(shè)計要求，進(jìn)一步提高機組運行的安全性。本次4號機組抗燃油顆粒度超標(biāo)主要是抗燃油系統(tǒng)設(shè)備密封件材料或安裝工藝未達(dá)要求，造成橡膠顆粒物進(jìn)入油系統(tǒng)，其次是清理油箱時未采取正確方法，致使面粉進(jìn)入油系統(tǒng)。保證抗燃油清潔度的主要注意事項有：①抗燃油系統(tǒng)需嚴(yán)格使用廠家要求的合格氟橡膠材料密封件，嚴(yán)禁使用不合格材料密封件或錯用不同材料密封件。②對抗燃油油箱和系統(tǒng)的清理工作需仔細(xì)認(rèn)真，嚴(yán)防外部污染物進(jìn)入系統(tǒng)，油箱應(yīng)使用白綢布清理，禁止使用面團清理油箱。③抗燃油系統(tǒng)的閥門尤其是取樣閥門嚴(yán)禁使用石墨密封材料，因石墨易產(chǎn)生石墨粉狀顆粒，宜采用氟橡膠或聚四氟乙烯密封材料。

［1］L/T 571—2007.電廠用磷酸酯抗燃油運行維護導(dǎo)則［S］.

［2］蔡萍.600 MW超超臨界機組高壓抗燃油顆粒度超標(biāo)的原因及處理［J］.電力安全技術(shù)，2011，13（7）：59-61.

［3］謝慧，吳文龍，何紅超，徐冬梅.汽輪機數(shù)字電液控制系統(tǒng)伺服閥異常動作原因分析［J］. 熱力發(fā)電，2010，39（9）：68-70.

［4］曾如文，萬登攀，李玉忠.液壓油固體顆粒污染度檢查誤差分析及控制［J］.液壓氣動與密封，2015（7）：66-69.

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〔編輯 李 波〕