汽輪機EH油電阻率異常處理及原因分析

青華呂 祖杰 吳均惠 董宜斌

中核霞浦核電有限公司 福建寧德 352000

EH油電阻率是EH油非常重要的一項的電化學性能指標，如果EH油系統長期在電阻率低于限值情況下運行，會引起電化學腐蝕和化學腐蝕等不可修復的損壞，會嚴重影響調節部件的調節性能，導致汽輪機組汽門波動，這將給機組安全穩定運行帶來隱患。本文結合某電廠EH油電阻率異常處理，對EH油電阻率降低原因進行了分析。

1 EH油劣化原因及電阻率降低原因分析

1.1 EH油劣化原因

目前多數電廠所用的汽輪機EH油均為磷酸酯抗燃油，學名為三芳基磷酸酯液壓油。EH油在使用過程中油質劣化主要有油質老化和油質水解兩個方面的原因[1]。引起油質劣化的直接因素主要為溫度、水分、EH油系統中雜質和再生裝置[2-3]。運行中電阻率降低主要是由于EH油中存在導電極性雜質，如存在添加劑、顆粒物、以及水等降解產生的極性污染物[4]。

1.2 EH油電阻率降低原因分析

1.2.1 EH油劣化機理

雖然EH油物理、化學特性較好，抗燃油的氧化安定性及水解安定性相對較差，如果運行時間較長，或者維護和管理方面缺乏規范，就會使得油質劣化，影響其使用性能。抗燃油的劣化機理有低溫氧化、高溫降解、外來污染（包括水解、金屬污染、外來礦物油等）三大種類。

（1）EH油為磷酸酯抗燃油，由于磷酸酯的物理和化學特性，它極易主動吸附空氣中的水分而發生水解，水解會產生磷酸，而磷酸又是水解的催化劑，促使進一步水解。同時除了生成酸性較強的磷酸以外，每一次水解還會生成一份酸性較弱的烷基酚，烷基酚會被氧化，產生另一種酸性較弱的羧酸。

（2）溫度對磷酸酯存在兩種類型的降解機理：低溫氧化和高溫降解。溫度在60℃以內時，油質無明顯變化；溫度從60℃升至90℃時，酸值及電阻率的變化幅度較大；溫度繼續升高，油中開始產生沉淀；溫度達到120℃時，電阻率已經超出運行油標準要求。油中存在水分會發生水解反應，當溫度增加反應加劇，因此，油中水分含量過高，以及溫度升高會加快電阻率降低速度[5]。

（3）EH油中金屬污染物主要來源有兩個方面：一是EH油再生系統中的硅藻土濾芯、強極性濾芯等含Ca、Mg、Na、Al等金屬離子的濾芯；二是系統中高壓油流沖刷、金屬元件磨損產生的金屬腐顆粒。EH油系統中的金屬離子會與水解產生的酸性物質生成不溶性的磷酸酯金屬皂化物，使得EH油液電阻率降低。

1.2.2 EH油處理結果分析

根據EH油劣化機理，EH油劣化主要直接表現在含水量、酸值、顆粒度等指標上，所以該機組EH油電阻率降低的可能因素有含水量、酸值和顆粒度異常等。據此，將EH油近半年來電阻率、酸值、含水量和顆粒度取樣結果進行分析。如表1所示為EH油電阻率、酸值、含水量和顆粒度取樣結果。

表1 EH油電阻率、酸值、含水量和顆粒度取樣結果表

將EH油電阻率、酸值、含水量和顆粒度取樣結果進行對比分析，從圖1變化趨勢可以看出，EH油電阻率隨著含水量和酸值的增加呈現降低趨勢，當含水量大于455.95mg/kg以及酸值大于0.082mgKOH/g時，EH油電阻率持續降低，且受到酸值的影響比較大，當含水量大于455.95mg/kg時，隨著酸值的升高EH油電阻率降低。但是當含水量小于455.95mg/kg時，EH油電阻率快速升高，含水量的影響起主導作用。因此，當酸值在正常限值范圍內，對于EH油電阻率影響最大的因素是含水量，當含水量降低到177.44mg/kg時，電阻率升高至2.33E10Ω·cm。另外，對于影響EH油電阻率的指標顆粒度，均在正常限值范圍以內波動，所以隨著顆粒度的變化對電阻率的影響不明顯。根據2019年7月8日至2020年4月13日的取樣數據分析，EH油電阻率從2019年11月25日開始逐漸降低，在這期間EH油酸值和含水量都略有增加趨勢，當EH油酸值和含水量出現大幅增加時，也加快了電阻率的降低速度。

圖1 EH油電阻率、酸值、含水量和顆粒度變化趨勢圖

根據以上對比分析結果，導致EH油電阻率降低的因素不是單一的，含水量、酸值都會對EH油質電阻率造成影響，且相互之間存在促進影響。由于取樣分析結果除了電阻率降低外，EH油其他指標均在正常限值范圍內變化，即使在EH電阻率恢復正常后，油質酸值、顆粒度均在相同水平波動，只有含水量低于原來水平。因此，含水量對EH油電阻率影響最為直接，當含水量低于455.95mg/kg時，調節油電阻率開始升高，且隨著含水量逐漸降低，電阻率升高速率變大。從而可以得出：EH油中含水量較高是造成此次EH油電阻率降低的最可能直接因素，而酸值的增加會加速EH油電阻率降低速度。

1.3 EH油系統運維管理及注意事項

工作溫度、雜質、水分以及再生裝置均對EH油油質有影響，因此在運行管理EH油系統時一定要本著預防性管理的理念，在日常維護工作中盡量保證油質合格。

首先編制完善的該系統操作規程等文件，從系統的安裝到調試過程中要嚴格執行規程，同時關注其他電廠運行和管理經驗，完善EH油系統運維管理各項規章制度；

加強對油箱油位，油溫，主泵流量、壓力，各過濾器壓差，系統內外泄漏等日常巡視檢查；

加強對EH油化學取樣監督，嚴格執行取樣周期要求，保證油質指標均在要求范圍內，發現異常，及時查找原因處理。

2 結語與總結

本文主要結合某電廠汽輪機EH油電阻率降低異常情況的處理，探究EH油劣化機理，結合取樣結果分析，造成EH油電阻率降低的最可能直接原因為油質含水量增加。對于EH油系統運維管理及注意事項，要加強日常運維監督，嚴格執行運維程序。