夏季抗燃油水分高原因分析與治理

李合友

(國能浙江余姚燃氣發(fā)電有限責任公司，浙江 余姚 315400)

某燃機電廠為S209FA聯(lián)合循環(huán)機組，是美國GE公司制造，總裝機容量為780 MW。其中燃機額定功率為250 MW。該燃機的液壓油系統(tǒng)采用磷酸酯抗燃油，在燃機正常運行時為IGV、燃氣速比閥和各控制閥提供高壓動力油，同時還提供跳閘油。燃機的液壓油系統(tǒng)從原油系統(tǒng)中獨立出來，液壓油系統(tǒng)自成循環(huán)。

1 燃機液壓油系統(tǒng)

液壓油站內(nèi)設(shè)有一獨立的容積為900 L的液壓油箱，液壓油系統(tǒng)配置2臺獨立的液壓油泵、1臺冷卻循環(huán)泵組、1臺過濾循環(huán)泵組、1臺油箱加熱器、3臺泵吸油過濾器、蓄能器，液壓油泵出口接至原液壓油供油管道，給IGV、SRV和各GCV提供動力油，液壓油回油管路改接至新液壓油箱，液壓油系統(tǒng)相關(guān)定值未變。燃機跳閘油取自液壓油出口母管，經(jīng)過減壓后送至原跳閘油供油管道，跳閘油回油至液壓油箱。原油系統(tǒng)中的液壓油泵只提供頂軸油，頂軸油管路及相關(guān)壓力開關(guān)保持不變。電磁閥20QB-1帶電時，原液壓油泵立即啟動加載至頂軸油壓力。液壓油站共有3路動力電纜，其中2路供給液壓油泵、冷卻水泵和過濾泵，另外1路供給風機、照明和加熱器；新增油站從閉式水系統(tǒng)引入冷卻水，從燃機潤滑油間CO2保護系統(tǒng)中引入消防氣體(具體參數(shù)見表1)。

表1 系統(tǒng)技術(shù)參數(shù)

2 夏季抗燃油水分指標異常數(shù)據(jù)

2.1 數(shù)據(jù)異常情況的由來

自幾年前，燃機的液壓油系統(tǒng)新安裝以來，每年進入夏季高溫期間，抗燃油的水分指標上升甚至超標，雖然通過體外濾油機對其進行過濾(真空濾水)，但是效果不是很理想。最近幾年，公司機務、化學人員多次溝通協(xié)調(diào)，并成立公關(guān)小組就液壓油水分指標異常情況進行研究討論。

2.2 異常數(shù)據(jù)的梳理

公關(guān)小組分析人員根據(jù)歷年燃機液壓油的水分，在進入夏季前后的時間段，對一直處于偏高和超標狀態(tài)下的水分指標進行了梳理，見表2。

表2 夏季時段2臺燃機液壓油的水分指標

3 抗燃油水分指標異常分析處理[1-4]

3.1 液壓油冷卻水系統(tǒng)查找漏點

首先對液壓油系統(tǒng)冷卻器的冷卻水進行運行調(diào)整，通過調(diào)整冷卻水的壓力來查找冷卻器是否存在滲漏點。同時對拆卸下的冷卻器進行打壓查漏，均未發(fā)現(xiàn)異常，排除了設(shè)備缺陷造成液壓油水分升高。

3.2 液壓油箱頂部加裝汽封

燃機液壓油油箱頂部設(shè)有排氣管，為了消除空氣進入液壓油油箱，影響液壓油的水分指標，在2018年8月，專門在油箱頂部的另一側(cè)加裝了1路儀用壓縮空氣(經(jīng)過干燥過濾后)，用干燥后的空氣將液壓油與大氣隔離，起到氣封的作用。但是從檢測的水分指標來看，效果一般。

3.3 調(diào)整液壓油體外濾油機的運行方式

對目前正在運行的液壓油體外濾油機(真空濾水)的運行方式和內(nèi)部設(shè)備進行調(diào)整，除了更換真空濾油機的濾芯，同時提高濾油機真空度。這種處理方式有一定效果，但是提高濾油機真空度，會導致液壓油油箱內(nèi)的泡沫增多，影響設(shè)備安全。

3.4 降低液壓油操作小室室內(nèi)的空氣濕度

根據(jù)這些年液壓油的水分隨著季節(jié)變化而變化(夏季水分高，冬季水分低)，同時根據(jù)磷酸酯抗燃油具有吸附性的特點，共同認為液壓油操作小室室內(nèi)的空氣濕度是影響液壓油水分變化的主要原因。所以，決定在液壓油操作小室內(nèi)，加裝除濕機，來降低室內(nèi)濕度(室外的濕度為80%，室內(nèi)的濕度降到55%)。經(jīng)過近1個月的監(jiān)督，水分指標略有下降，效果有限。

3.5 汽機與燃機液壓油系統(tǒng)對比查找

在排除以上4種情況外，把分析角度轉(zhuǎn)向了3號汽機液壓油系統(tǒng)，它和燃機液壓油系統(tǒng)采用的同一品牌的磷酸酯抗燃油，雖然3號汽機液壓油進入夏季后，水分也存在著升高的現(xiàn)象，但是遠遠低于燃機液壓油的水分。通過此現(xiàn)象，對比燃氣輪機和汽輪機液壓油系統(tǒng)，經(jīng)過對比發(fā)現(xiàn)，發(fā)現(xiàn)1、2號燃機液壓油系統(tǒng)除油箱頂部與大氣相通外，還在回油擴容器處與大氣相通(與大氣相通的目的是破壞液壓油系統(tǒng)真空，導致做功后的液壓油能自流回至液壓油油箱)，而3號汽機無此情況。燃機液壓油系統(tǒng)見圖 1 ，汽機液壓油系統(tǒng)見圖 2。

圖1 燃機液壓油系統(tǒng)示意圖(以2號系統(tǒng)為例)

圖2 汽機液壓油系統(tǒng)示意圖

4 處理措施及效果[5]

4.1 燃機液壓油系統(tǒng)改造

通過燃機液壓油系統(tǒng)示意圖(圖1)和汽機液壓油系統(tǒng)示意圖(圖2)對比可以看出，燃機液壓油系統(tǒng)的回油擴容器處與大氣相通，尤其是機組設(shè)備運行期間，空氣將大量進入液壓油系統(tǒng)中。為了保證進入液壓油系統(tǒng)回油擴容器的空氣是干燥的，2020年9月，對系統(tǒng)進行改造(圖 3)，自制了空氣的除濕器(在直徑20 cm塑料桶內(nèi)裝部分硅膠來除去空氣中的水分；同時直徑20 cm塑料桶是保證進入回油擴容器的空氣通暢，防止發(fā)生液壓油回油不暢)安裝在回油擴容器的進氣管上(現(xiàn)場照片見圖 4)。經(jīng)過近1周的運行，燃機液壓油系統(tǒng)運行穩(wěn)定，水分指標快速下降并穩(wěn)定在較小的范圍內(nèi)。

圖3 燃機液壓油系統(tǒng)回油擴容器加裝自制空氣除濕器示意圖

4.2 系統(tǒng)改造后效果明顯

2臺燃機液壓油系統(tǒng)回油擴容器，加裝自制空氣的除濕器已經(jīng)超過半年，液壓油系統(tǒng)運行穩(wěn)定，無異常。液壓油的水分不僅同比降低50%左右，而且其他指標如酸值、氯含量和顆粒度等指標品質(zhì)，也有不同程度的提升。

5 結(jié)束語

某燃機電廠對液壓油系統(tǒng)的回油擴容器進行了簡單改造(改造成本可以忽略)，成功解決了夏季燃機抗燃油水分大的問題，保證了機組的安全運行，同時可對自制空氣除濕器進行定期更換硅膠來保證空氣除濕效果。