張翔翔 費宗奇

摘 要：電廠EH油品質(zhì)的好壞直接關(guān)系到汽輪機調(diào)速系統(tǒng)的安全，酸值控制是EH油品質(zhì)控制的難點和要點。EH油酸值處理的濾芯主要有硅藻土吸附濾芯、活性氧化鋁吸附濾芯、離子交換濾芯和強效極性分子吸附劑濾芯。 較為常見的方法為硅藻土濾芯和離子交換濾芯，本文對上述兩種方法進行介紹和對比。

關(guān)鍵詞：EH油；酸值；去除；對比

一、EH油使用現(xiàn)狀

近年來，隨著金屬材料技術(shù)的發(fā)展，燃煤機組汽輪機參數(shù)斷提高，汽輪機調(diào)速系統(tǒng)油動機需要的提升力越來越高。為滿足這一要求，就需要增加油動機尺寸或提高液壓系統(tǒng)壓力從而提升油動機的提升力。 但油壓的提高和液壓設(shè)備尺寸的增大，帶來的是油液滲漏風險的增大，油動機一般布置在汽輪機進汽管道上方。 EH油因其自身的抗燃性和熱氧化穩(wěn)定性，即使它落在熾熱高溫蒸汽管道表面也不會燃燒起來。

EH油品質(zhì)的關(guān)鍵控制參數(shù)為酸值，國標規(guī)定運行機組EH油酸值需控制在≥0.15mgKON/g。酸值過高會導致調(diào)速系統(tǒng)密封件的腐蝕產(chǎn)生泄漏，腐蝕管道和油系統(tǒng)閥門密封面，特別是對伺服閥的損壞更為明顯。某廠一臺哈爾濱汽輪機廠生產(chǎn)的 N135-13.24/535/535型機組因調(diào)節(jié)系統(tǒng)失靈在半年時間內(nèi)更換共7只 MOGO伺服閥，后分析得出 EH油酸值異常升高（最高達0.406 mgKON/ g）導致伺服閥內(nèi)滑閥凸肩和閥杯密封腐蝕，產(chǎn)生汽輪機各調(diào)門伺服閥頻繁卡澀失靈，調(diào)門拒動等問題。二、酸性產(chǎn)生的原因

EH油主要成分為磷酸酯，其有著耐揮發(fā)性，強抗磨性，強安定性，和良好的物理穩(wěn)定性，因此被電廠用于汽輪機的調(diào)速系統(tǒng)的液壓用油。難燃性和阻燃性是磷酸酯最突出特性，滴附在高溫管道上難以自燃和傳播火焰，或著火后能很快自滅。但是在有局部過熱和微量水分存在時，油液容易分解并產(chǎn)生氧化反應(yīng)，并形成磷酸、單價酯和二價酯等較強的酸性產(chǎn)物，這些酸會進一步促使油脂的分解和氧化，如此形成了自催化反應(yīng)，加劇水分含量和酸度超標。

二、酸值去除方法

目前，國內(nèi)關(guān)于EH油再生處理的濾芯主要有硅藻土濾芯、活性氧化鋁濾芯、離子交換濾芯和強效性分子吸附劑濾芯。前兩種濾芯原理為吸附再生，即利用硅藻土和氧化鋁的吸附作用將油中的酸性成分去除，但吸附過程中會不同程度釋放顆粒物質(zhì)和其他極性化合物。因硅藻土濾芯出現(xiàn)較早，在投產(chǎn)較早的機組中較為常見。

離子交換濾芯由上世紀八十年代歐美國家研發(fā)，用于降低工業(yè)用油中液酸值和提高其電阻率。離子交換樹脂是可以合成的物質(zhì)，外形呈米粒狀，具有穩(wěn)定的物理結(jié)構(gòu)和化學溫穩(wěn)定性。其中，用于去除酸值的為弱堿陰離子樹脂，其自身具有永久性的的堿性功能團，能與酸性物質(zhì)發(fā)生化學反應(yīng)， 并具有良好的吸附再生效果。 在近幾年投產(chǎn)機組使用較為普遍。

強極性分子吸附濾芯出現(xiàn)較晚，實際運用較少，但優(yōu)點較為明顯，其技術(shù)核心是使用的吸附劑具有強極性，吸附容量大、吸附選擇性好，只吸附 EH油的劣化產(chǎn)物，不僅包括酸性化合物，還包括發(fā)色物質(zhì)分子、表面活性物質(zhì)等非酸性化合物。這些特性使其在改善油品顏色、去除酸值、提高電阻率等方面效果顯著。

三、方法對比

（一）硅藻土濾芯

硅藻土是一種經(jīng)數(shù)百萬年在深海中形成的由硅藻生物的殘骸沉積鈣化形成的純天然物質(zhì)，由于硅藻的細胞結(jié)構(gòu)和體內(nèi)的物質(zhì)構(gòu)成，形成的硅藻泥具有微觀納米的蜂窩狀結(jié)構(gòu)，因此具有一定的吸附作用。 因其出現(xiàn)較早，產(chǎn)品成熟，市場認知度高，采購成本低，累積投運時間較長，成為早期投運機組的首選。

硅藻土雖然能進行油質(zhì)再生，但其本身就是一個二次污染源，雖然有纖維過濾器，但長時間投用再生裝置會讓金屬鹽進入系統(tǒng)， 在管道和閥門流道理沉積，造成閥門卡澀和管道腐蝕。硅藻土因為是長周期形成的天然產(chǎn)物，形成過程中難免堆積鈣、鎂等離子，會與油液水解后的磷酸酯產(chǎn)物發(fā)生反應(yīng)，形成膠狀物，堵塞過濾器、伺服閥和節(jié)流孔板等，且不同批次的產(chǎn)品因原材料原因存在化學成分的差異，產(chǎn)品本身存在不確定性，本身含有細微的顆粒，運行方式不當時會直接進入油系統(tǒng)；

硅藻土吸附能力非常有限的，一只硅藻土濾芯吸附酸份的能力約為0.03%，實際使用中，需將濾芯在干燥箱內(nèi)以90℃左右烘烤一小時以去除濾芯中的水份，以保證其吸酸能力。且連續(xù)吸附時間往往也很短。當EH油酸值高于0.5mgKOH/g時，使用硅藻土濾芯很難將酸值控制到國標范圍內(nèi)，同時面臨大量的更換工作。

（二）離子交換濾芯

離子交換樹脂是一種帶有功能基的網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)的高分子化合物，根據(jù)樹脂所帶的離子性質(zhì)，可大體分為陽離子交換樹脂和陰離子交換樹脂。EH油除酸離子交換濾芯通常為弱堿陰離子樹脂。弱堿陰離子樹脂含有弱堿性基團，它們在水中能離解出 OH-，生成酚和羧酸。這種樹脂的正電基團能與油液中的陰離子吸附結(jié)合，從而產(chǎn)生陰離子交換作用從而將油液中酸性成分吸附。

與硅藻土相比，離子交換樹脂不會生成不溶性的磷酸脂皂化物，在除酸過程中也不會與磷酸酯發(fā)生反應(yīng)產(chǎn)生酸性金屬鹽， 從而降低堵塞過濾器的風險和伺服閥粘結(jié)的風險。 在處理能力方面，除酸能力為5.68克摩爾當量，是硅藻土的數(shù)倍。 且質(zhì)量可控，使用周期長，單只濾芯除酸能強，減少了頻繁更換產(chǎn)生的費用。

因自身離子交換的工作方式，其主要衍生物都為水。離子交換時會根據(jù)酸值的大小會產(chǎn)生不同數(shù)量的水分，而且離子交換樹脂濾芯本身含有50%以上的水分。因此，在離子交換濾芯除酸的過程中必須配合相應(yīng)的濾水設(shè)備，在再生的同時必須配合真空式脫水裝置及時出去水分，以免因水分含量過高引起的油液分解，造成酸值反復升高。

四、效果對比

表一為某廠家使用分別使用硅藻土濾芯和離子交換濾芯對同一油樣進行長時間再生的對比數(shù)據(jù)。在長周期測試后發(fā)現(xiàn)，采用離子交換樹脂方法在整個階段除酸效果比硅藻土方法效果顯著，并且隨著再生過程，油液中金屬離子的含量也明顯下降。而采用硅藻土濾芯處理后的油液中金屬離子含量沒有明顯的變化。

五、結(jié)語

隨著高參數(shù)、大容量機組的日益發(fā)展，電廠對調(diào)速系統(tǒng)的穩(wěn)定性要求越來越高，同時對EH油品質(zhì)的控制愈加重視。 EH油品控制重在監(jiān)測和預防，選擇合理的除酸方法可以做到事半功倍。降低酸值方面，離子交換樹脂濾芯比硅藻土濾芯效果更加明顯，但水分析出過高也是其難以克服的缺點。 隨著材料技術(shù)的發(fā)展，更加全面的油品控制方法得以發(fā)展，在酸值控制的同時全面控制其他參數(shù)。

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