磷酸酯抗燃油劣化的原因分析及處理

呂修業

摘 要：隨著機組功率和蒸汽參數的不斷提高，調節系統的主汽門及調節汽門提升力越來越大，油動機油壓的提高，容易造成系統調速油泄漏，普通汽輪機油燃點低，易造成汽輪機油系統火災事故，抗燃油因其燃點高、揮發性低、物理穩定性被應用到發電廠電液控制系統，大大減小火災對電廠的威脅，以此來保證其機組運行的穩定性和安全性。但是磷酸酯抗燃油，由于維護使用不當會發生油質劣化的現象，影響調節系統調節性能，對此，本文將闡述在電廠應用中磷酸酯抗燃油劣化的危害，分析磷酸酯抗燃油劣化的主要原因，并深入探究磷酸酯抗燃油劣化的具體處理方式?；诒疚牡姆治?，其目的就是掌握磷酸酯抗燃油劣化的原因，為制定有針對性的解決措施、保證機組安全穩定運行。

關鍵詞：磷酸酯抗燃油；水分；酸值；溫度；油樣測試

DOI：10.16640/j.cnki.37-1222/t.2018.24.047

0 前言

隨著大容量、高參數的機組投產使用，就進一步增加了抗燃油應用的普遍性。磷酸酯抗燃油屬于合成液壓油，其特性與普通的礦物油有著本質差異，雖然其抗燃效果優異，但是在使用的過程中，磷酸酯抗燃油酸值升高、水分超標導致油質劣化，影響電廠的安全運行。

1 磷酸酯抗燃油在電廠中的應用

隨著機組功率和蒸汽參數的不斷提高，調節系統的主汽門及調節汽門提升力越來越大，油動機油壓的提高，容易造成系統調速油泄漏，但是普通礦物油其燃點較低，基本在350攝氏度左右。而發電廠汽輪機組，其在運行的過程中，蒸汽溫度基本在540攝氏度左右，所以礦物油作為介質的情況下，如果發生泄漏的現象，就會存在產生火災危險的問題。

磷酸酯抗燃油，是由磷酸酯組成的，外部透明、質地均勻的混合類燃油資源，該類原料略成淡黃色，具有沉淀雜質、揮發性低、耐磨性好、安定性強、以及物理穩定性的特征，是電液控制系統中所用的抗燃油類。與傳統的機械運用油類相比，它也具有高溫環境下燃燒火焰不傳播、以及火焰氧化穩定性強等優勢，所以，將磷酸酯抗燃油應用在電廠中，具有不可替代的必要性[1]。具體來說，為了能夠保證電廠汽輪機組更加高效、穩定的運行，增強高參數汽輪機組運行的穩定性，就可以將傳統的礦物油，替換為磷酸酯抗燃油，并合理的應用在調節系統中。受磷酸酯抗燃油自身性能的影響，其自身的燃點相對較高，基本在530攝氏度以上，即使磷酸酯抗燃油發生泄漏，也在很大程度上，降低了火災發生的危險性[2]。

2 磷酸酯抗燃油劣化的危害

雖然在電廠的發展中，將磷酸酯抗燃油應用其中，能夠降低火災的風險，但是一旦發生劣化現象，就會對汽輪機組調節系統部件，產生一定的腐蝕，影響調節性能和機組運行穩定性。具體來說，磷酸酯抗燃油劣化，其危害主要體現在以下兩方面：

（1）酸值上升為危害。對于磷酸酯抗燃油來說，酸值是衡量其質變程度的重要指標，也就是說當抗燃油酸值升高以后，其中就會產生較多的酸性物質，從而對汽輪機組的部件，產生嚴重的腐蝕問題。另外，當磷酸酯抗燃油生產劣化物質，其還會在某種程度上，影響抗燃油的顆粒度、電阻率、空氣釋放值、泡沫特性等性能。

（2）電阻率降低的危害。對于磷酸酯抗燃油而言，電阻率是非常關鍵的電化學性能指標，如果其低于6.0*109Ω·cm，就會導致系統部件發生電化學腐蝕的問題。以伺服閥為例，其屬于精密的部件，如果其運行在低電阻率的磷酸酯抗燃油中，就會發生被腐蝕的現象，一旦出現這一問題，就會嚴重影響該部件的調節性能，不僅會增加泄漏量，還會導致汽輪機組汽門波動，從而使機組負荷波動，如果機組負荷大幅波動甚至會影響整個電網系統的穩定運行。

3 磷酸酯抗燃油劣化的主要影響因素

3.1 水分影響

磷酸酯抗燃油的水解，實際上就是一個水解產物不斷、快速分解的過程。如果發生了水解的現象，則會加速磷酸酯抗燃油劣化的速度。對于水解的現象來說，其最容易發生在酸堿鹽中，成為酸值升高的主要因素，加重對汽輪機調速系統部件的腐蝕，不利于設備安全穩定運行。在特定的環境中，磷酸酯抗燃油具有5年至10年的使用壽命，然而在實際運行中，磷酸酯抗燃油基本在不到1年的時間內，就會產生嚴重的水解現象，在含水量不斷增加的前提下，導致其發生劣化的現象。這種問題，就會嚴重影響磷酸酯抗燃油中，其自身的泡沫特性、電阻率、空氣釋放值等，并增加電廠運行的安全隱患。依據磷酸酯抗燃油的使用規則，將其應用在汽輪機組中，磷酸酯抗燃油的含水量，應該在每升600毫克以下，進而充分發揮磷酸酯抗燃油的有效性。但是，在具體應用磷酸酯抗燃油的汽輪機組中，磷酸酯抗燃油中的含水量，遠大于上述的標準，所以無法保證汽輪機組運行的安全性，并且會降低其運行的效率，限制電廠的穩定運行。

3.2 酸值影響

為了保證汽輪機組可以穩定運行，通常會將磷酸酯抗燃油的酸值，控制在0.15mhKOH/g左右。但是，如果磷酸酯抗燃油的酸值，在不斷上升，出現大于0.15mhKOH/g的現象，說明抗燃油的質量已經不能滿足汽輪機組的運行要求，即磷酸酯抗燃油發生劣化現象。當磷酸酯抗燃油酸值上升以后，汽輪機組的部件就會被腐蝕，最終就會形成大量的油泥，附著在部件的表面，影響機組運行的穩定性?？偟膩碚f，酸值上升就會導致磷酸酯抗燃油發生劣化問題，縮短汽輪機組調速系統各部件的使用壽命，不利于電廠的穩定運行。

3.3 溫度影響

對于磷酸酯抗燃油來說，其最為顯著的特征，就是具有較高的燃點，能夠降低汽輪機組發生火災的可能性。同時，一旦電廠在運行中發生火災，火苗也不會向著磷酸酯抗燃油的方向延伸，其原因就是在合成磷酸酯抗燃油的過程中，加入了適量的抗燃劑。同時，結合相關的研究能夠發現，磷酸酯抗燃油具有良好的阻燃效果，是因為磷酸酯在燃燒的過程中，會產生一定量的偏磷酸聚合物，以此來將空氣進行阻絕。但是，在高溫的環境下，就會直接增加磷酸酯抗燃油的劣化速度。實際運行中盡管抗燃油運行時其溫度嚴格按照35℃至60℃控制，但實際運行中管路可能存在局部過熱點，特別是高中壓調門抗燃油管道及油動機，由于設計原因靠近高中壓缸體，環境溫度高，存在局部過熱現象，磷酸酯抗燃油受高溫的影響，就會發生嚴重的氧化現象，增加其中的酸值，從而就會將汽輪機組的部件、管線腐蝕掉，最終產生泄漏磷酸酯抗燃油的不良現象。因此，可以在調節門油動機增加冷卻水裝置，防止局部過熱現象，對于沒有使用的磷酸酯抗燃油來說，其最佳的儲存溫度為30℃，被使用以后嚴格將溫度控制在55℃左右。

4 磷酸酯抗燃油劣化的具體處理路徑

為了能夠將磷酸酯抗燃油合理的應用在電廠運行中，就應該對其劣化的問題，進行全面的控制，加大監督工作的力度。對于這一工作的具體內容來說，首先需要制定更加完善的、科學管理機制，優化濾油的方式。其次還需要對新的磷酸酯抗燃油，進行全面的檢測，保證其符合相關的規定。只有通過這樣方式，才能夠避免磷酸酯抗燃油劣化的問題，保證汽輪機組更加穩定的運行。

4.1 清理雜物

通常情況下，電廠的汽輪機組，經過一段時間的運行，就會由于摩擦等因素，系統產生一定量的雜物，影響其運行的穩定性，同時也會對磷酸酯抗燃油，產生不良的影響。具體來說，如果汽輪機組已經運行了4年左右，就需要對抗燃油系統的各個部件，進行全面的校驗、檢查，以便于清除其中的雜物。其中，工作人員需要對磷酸酯抗燃油的油箱底部，進行重點的清理，主要是因為可能有很多不溶性的物質，如雜質、油泥等。通過雜物的數量，判斷汽輪機組設備被腐蝕的情況，從而及時更換磷酸酯抗燃油。在檢修的過程中，需要對磷酸酯抗燃油的系統，進行全面、徹底的檢查，若是發現部件中，存在明顯的腐蝕點，就應該及時對其更換，避免影響汽輪機組的運行[3]。基于這樣的方式，能夠減少磷酸酯抗燃油劣化，對電廠汽輪機組的影響，保證更加穩定的運行。

4.2 濾油處理

對于磷酸酯抗燃油來說，優化濾油處理的方式，也是減少避免劣化的主要因素，以此來優化磷酸酯抗燃油的總體性能。對此，其具體的方式如下：

（1）旁路再生裝置隨機組一同運行。在電廠的運行中，旁路再生裝置是汽輪機組抗燃油系統自帶的濾油系統，大部分電廠都是由纖維素過濾器+硅藻土過濾器構成的，而在完成這一環節的濾油以后，還會對其進行精密過濾器過濾。具體來說，采用硅藻土過濾器，其能夠對磷酸酯抗燃油的水分、酸值，進行優化與改善，但是其實際的使用效果，并沒有達到理想的效果，如果不及時更換濾芯，就會導致磷酸酯抗燃油中的顆粒度超標。而精密過濾器、纖維素過濾器，其可以將磷酸酯抗燃油中的顆粒度進行改善[4]。通過這樣的方式，就能夠保證磷酸酯抗燃油，其水分、酸值、顆粒度均符合標準，以此來充分發揮其作用、價值。

（2）不定期使用專業濾油器，對磷酸酯抗燃油的電阻率、酸值、水分等，進行有針對的優化。在具體的工作中，采用專業的濾油器，對磷酸酯抗燃油進行處理，在保證油品達到標準以后，停止濾油的相關工作。就濾油器的運行過程中，需要對取樣口的電阻率、酸值、水分等，進行定期的取樣實驗，如果兩次試驗的時間間隔大于24h，發現磷酸酯抗燃油的電阻率、酸值等，并沒有發生變化，就說明濾油試驗失敗，并更換濾芯進行再次測試。通過這樣的方式，就能夠保證磷酸酯抗燃油的相關性能，符合電廠汽輪機運行的要求，減小其發生劣化的可能性。

4.3 油樣測試

為了能夠解決磷酸酯抗燃油的劣化問題，電廠的技術人員，還應該及時對其進行取樣、測試。實際上，取樣是試驗磷酸酯抗燃油品質的基礎步驟，同時也是影響測試結果的關鍵因素，因此需要指定專業的工作人員，完成磷酸酯抗燃油的取樣工作。另外，為了保證含水量、酸值等指標測試結果準確性，還應該保證采樣瓶的清潔度，在做好基礎工作以后，便能夠開展相應的測試。基于對磷酸酯抗燃油的測試，工作人員能夠掌握其相關性能的指標，然后對比電廠汽輪機組的運行要求，判斷其是否發生了劣化的現象，以此為相關的工作提供有價值的參考。為了增強測試結果的可信程度，就需要對具有代表性的區域油品進行采樣，并對旁路裝置的處理效果，進行定期檢查，進而掌握磷酸酯抗燃油的具體數據與信息，合理制定方案預防劣化問題。

5 結語

綜上所述，磷酸酯抗燃油在電廠中的應用，其具有很多的優勢，但是如果發生劣化的現象，同樣也會導致安全隱患。針對這樣的問題，電廠的工作人員，就需要掌握磷酸酯抗燃油劣化的原因，制定有針對性的解決措施，從而可以避免磷酸酯抗燃油劣化的現象，使其能夠發揮自身的優勢，確保汽輪機組安全運行。所以，通過本文的分析發現，文中所提及的處理方式，其具有較強的可行性。

參考文獻：

[1]馮麗蘋，劉永洛，許海生，吳冰睿，邵偉，劉曉瑩，尹文波.磷酸酯抗燃油抗劣化措施與試驗[J].熱力發電，2018，47（01）：125-129.

[2]靳江波，王笑微，蔣朦，劉曉瑩.運行溫度對磷酸酯抗燃油熱氧化安定性的影響[J].熱力發電，2017，46（03）：77-81.

[3]郭華，錢玉良.磷酸酯抗燃油酸值、電阻率指標劣化原因分析及控制措施[J].浙江冶金，2017（01）：42-43+55.

[4]張雅潔.電力用油劣化狀態在線監測的核磁共振方法及傳感器設計[D].重慶大學，2016.