电厂用磷酸酯抗燃油的科学监督和维护管理

程金仓 高翠芳

（1江苏国信靖江发电有限公司，江苏 靖江 214503；2江苏维尔思环境工程有限公司，江苏 盐城 224051）

随着电力工业的飞速发展，大容量、高参数的汽轮发电机组相继建成，机组蒸汽参数及调速系统压力也随之提高，对其工作介质的要求亦越来越高。为防止矿物油泄露至蒸汽管道和高温汽轮机表面引发的火灾危害，为保证机组的安全经济运行，汽轮机电液调节系统(EHC)普遍采用了磷酸酯抗燃油。

目前，我国大部分发电厂都使用进口抗燃油，由于其化学成分完全不同于普通的矿物汽轮机油，在我国使用时间较短，缺乏抗燃油的维护和管理方面经验，由于抗燃油系统清理不干净、监督管理不到位，维护处理不及时，经常出现抗燃油油质劣化，给机组的安全埋下隐患，严重时致使系统卡涩、跳机、停机现象时有发生，危及到发电机组安全运行。

因此，加强抗燃油的科学监督及油质维护处理，对延长抗燃油的使用寿命、防止调速系统卡涩和保障机组的安全经济运行都有十分重要的意义。

1 抗燃油的特性

抗燃油是一种人工合成的磷酸酯液体[1]。外观透明均匀，无沉淀物，新油呈淡黄色。其密度一般为1.11～1.17g/cm3，开口闪点大于240℃，自然点高达530℃以上。抗燃油具有优良的耐热防火、抗氧化和热稳定性，以及优异的润滑性，极低的氯含量和高介电性，可消除伺服阀上的电化学腐蚀，其高电阻率可保证系统的可靠性和无故障远行。抗燃油的以上特性和优点，能使其更好地满足高参数、大容量机组的需要，保证机组的安全和经济运行。

但抗燃油也不可避免地存在一些缺点：价格偏高；其密度大使管道中的污染物和水分不易排放，浮在油液面而在系统中循环，造成某些部件堵塞、磨损与电化学腐蚀；磷酸酯有溶剂效应，对密封用非金属材料有一定的选择性，如选用不合适的有机材料将会发生溶涨、腐蚀现象，导致液体泄露、部件卡涩或加速磷酸酯抗燃油的老化；磷酸酯还能溶解系统中的污垢并保留在液体中，溶解于抗燃油中的污染物难以除去，因此抗燃油系统都要采用精滤装置，以除去污染物；磷酸酯抗燃油和所有的酯类一样，在一定的条件下能水解生成腐蚀性的有机酸，析出沉淀物；另外，该油具有微毒性，油烟及燃烧产物有刺激性，产生一定的P2O5。

目前，我国市场上使用的进口抗燃油的生产商主要有下面几家[2]：AKSO(阿克苏公司)、GLCC(大湖化学公司)、ESSO(美孚石油公司)、TOTAL(法国道达尔公司)。前两家的产品占较大市场份额。从抗燃油的运行情况来看，多家电厂油质长期在酸值、电阻率、颗粒度、泡沫特性等指标临近极限值或超标状态下运行，对机组的安全形成隐患。

基于磷酸酯抗燃油本身的特性，防止抗燃油品质恶化，发电厂在运行中对抗燃油的科学监督和维护处理极其重要。

2 抗燃油的科学监督

为了加强对磷酸酯抗燃油的科学监督和有效维护管理，国家发改委颁发了新的《电厂用磷酸酯抗燃油运行与维护导则》[3]（DL/T 571-2007）。在导则中对磷酸酯抗燃油的性能指标、质量标准和防止油质劣化的措施给予了指导性意见，在实际使用中，各电厂需根据自身抗燃油系统特点、净化设备性能、运行维护管理方面具体分析，并制定科学监督和有效维护管理措施，防止抗燃油品质恶化，保证电液调节系统（EHC）的安全稳定运行。

表1 磷酸酯抗燃油新油及运行中油质标准

2.1 抗燃油性能指标

磷酸酯抗燃油有抗燃性、介点性能、氧化安定性、水解安定性、腐蚀性、溶剂效应、清洁性、空气释放性能和泡沫特性等主要性能指标，其对抗燃油的科学监督和维护管理具有重要意义。

2.2 抗燃油质量标准

磷酸酯抗燃油新油和运行油质量标准如表1。

2.3 抗燃油的科学监督

磷酸酯抗燃油由于其自身的特性，应从以下几大方面加强对磷酸酯抗燃油的科学监督，防止油质的劣化。

2.3.1 防止抗燃油水解

磷酸酯抗燃油具有很强的极性，在空气中很容易吸潮。与水发生水解，可生成酸性磷酸二酯、酸性磷酸一酯和酚类物质等。水解生成的酸性物质对抗燃油的进一步水解产生催化作用，完全水解生成磷酸和酚类物质。

由于抗燃油系统不严密和空气中水分的渗漏，运行中抗燃油水分含量会慢慢升高，使抗燃油发生水解、酸值升高，自燃点降低，会引起由系统金属部件的腐蚀，严重的水解使油发生变质。

因此应加强抗燃油的水分、酸值的监督，掌握抗燃油的水解安定性，以保证运行油的油质稳定。

2.3.2 防止抗燃油氧化分解

磷酸酯抗燃油在运行中不可避免地与空气接触发生氧化分解，同时由于抗燃油接近高温蒸汽管道，局部高温或局部热辐射使抗燃油受热氧化分解，由氧化分解后会产生酸性物质，油中的水分、杂质及油氧化产物，会加速抗燃油的劣化，严重时会使油质发黑，酸值增加。

抗燃油酸值、颜色也是反映氧化安定性的重要指标，所以应加强抗燃油酸值、颜色的监督。

2.3.3 防止抗燃油污染

抗燃油的污染严重影响电液调节系统的安全运行，主要来自以下几个方面：

1）新机组投运前或运行机组检修后汽机电液调节系统沉积物和污染物。

2）运行机组油系统内部部件的摩损、油的水解和氧化产物。

3）新添加抗燃油颗粒污染或受到其他来源（如矿物油、密封材料、含氯物质等）的污染。

4）油净化设备故障带入的污染物。

由于电液调节系统油压高，执行机构部件间隙小，颗粒污染会引起伺服阀部件的磨损、卡涩，严重时会造成伺服阀卡死而被迫停机；由于抗燃油的水解或受到其他低自燃点矿物油的污染，会降低磷酸酯抗燃油的自燃点。或受到其他来源的污染，使抗燃油外观、密度、倾点、闪点、氯含量、电阻率、空气释放值、矿物油含量等性能指标发生改变。

表2 抗燃油常规监督周期

抗燃油的外观、密度、颗粒污染度、自燃点、倾点、闪点、氯含量、电阻率、空气释放值、矿物油含量是反映其受污染程度的主要指标，而颗粒污染度、电阻率是反映其污染程度最灵敏的指标，应加强对其的监督，防止抗燃油的污染。

2.3.4 防止抗燃油起泡

由于磷酸酯抗燃油系统运行压力很高（14MPa以上），如果运行油中夹带有较多空气，会引起电液控制信号失真，造成油系统压力波动引起设备部件振动和损坏，造成油系统虚假液位或跑油事件等，对油系统的安全运行构成极大危害。

磷酸酯抗燃油起泡主要是由于油的老化、水解变质或油被污染引起，或者是油系统腐蚀产生的金属离子或被带入的金属离子与油劣化产生的酸性物质形成皂化物，引起油气界面张力改变而产生气泡。

加强抗燃油空气释放值和泡沫特性监督，防止抗燃油产生气泡，对抗燃油系统安全稳定运行有很重要意义。

2.3.5 防止抗燃油快速老化

抗燃油在正常运行中，会随着运行时间增加，油质发生慢慢老化。但当抗燃油水解、受热和氧化分解、受到颗粒和杂质污染时，如果未及时采取有效维护措施对油杂进行净化和再生处理，则会加速抗燃油的老化分解，使油质发黑、酸值增加、电阻率减小、产生泡沫，直接危及到机组的安全经济运行。

因此在运行中应加强监督，制定有效的防止抗燃油劣化措施，防止油质快速老化，延长抗燃油的使用寿命和保证机组调速机构的安全运行。

2.4 抗燃油监督周期

为加强抗燃油的监督，防止抗燃油水解、氧化和污染，必须定期对油质进行监督，抗燃油常规监督周期如表2，在异常时应跟踪监督，及时进行净化和再生处理。

3 抗燃油的运行维护管理

为了防止磷酸酯抗燃油运行中的劣化，须加强抗燃油运行维护管理，针对油质的变化和异常情况，及时进行净化再生处理，保证抗燃油品质。

3.1 抗燃油混油管理

新磷酸酯抗燃油入厂时，应严格按照磷酸酯抗燃油标准进行校验，保证抗燃油的品质。抗燃油混油时，须严格按照运行磷酸酯抗燃油标准，对油进行净化处理并防止污染，以防止添加油对运行油的颗粒杂质污染、矿物性等污染。

3.2 抗燃油混油设备管理

为了保证抗燃油的品质，通常电厂中在线对磷酸酯抗燃油进行净化和再生处理，但有时由于对净油设备管理不到位，如滤芯失效、泄露等对抗燃油油质造成污染。因此应定期检查、更换和处理净油设备滤芯，保证其对抗燃油的净化效果，以防止污染。

3.3 抗燃油运行温度控制

为保证抗燃油良好的润滑性能，运行中抗燃油温度一般控制在35～55℃，但在电厂电液调节系统中，由于抗燃油管道靠近蒸汽管道，会对抗燃油造成热辐射或局部过热，或运行抗燃油加热器温度控制调节不当，引起造成抗燃油的氧化和受热分解，造成油质劣化。因此应加强运行中抗燃油的温度控制，防止抗燃油热辐射或局部过热，防止抗燃油的劣化。

3.4 抗燃油系统设备的定期检查

汽轮机电液调节系统的结构、系统所用的密封材料、及抗燃油再生装置和净油设备直接影响抗燃油的品质和使用寿命，应定期对系统进行检查，了解抗燃油系统特征，并对系统中影响抗燃油品质的部分进行技术改造或检修。因此，正确使用适应抗燃油的橡胶密封材料，保证抗燃油系统良好的密封性能，保证净油设备和再生系统良好的净油效果，对抗燃油的维护管理有着极其重要的意义。

4 抗燃油的净化再生

为了保证抗燃油品质和延长抗燃油的使用寿命，电厂对磷酸酯抗燃油进行在线净化或再生处理。目前抗燃油的净化和再生方法[4]有：真空脱水法、硅藻土过滤法、滤油机过滤法、离子交换再生等方法。但由于净化原理的不同，在净化再生抗燃油时，效果差异较大。

真空脱水法：采用享利定律原理，利用真空脱出油中的水分，但不能净化处理油中的酸性水解、氧化和腐蚀产物和颗粒污染物。

硅藻土过滤再生法：利用硅藻土的物理吸附原理，可除去油中的酸性水解、氧化和腐蚀产物和颗粒污染物，但净化油中的水分、颗粒污染物效果较差。

离子交换再生法：利用树脂的离子交接原理，可除去油中的酯性水解、氧化和腐蚀产物，但净化油中的水分、颗粒污染物效果较差。

滤油机过滤法：利用滤油机中的很小孔径的滤芯（通常为3μ）拦截抗燃油中的颗粒污染物，但不能除去抗燃油中的水分和酸性水解、氧化和腐蚀产物。

5 建议

通过各电厂的磷酸酯抗燃油的劣化和异常处理情况，结合现阶段净油设备的现状，建议在磷酸酯抗燃油运行和维护管理中做到以下几点：

⑴严格按照国标或自行标准加强对抗燃油的监督，许多电厂目前抗燃油电阻率、酸值、水分的监督周期较长，不能及时监督抗燃油的水解、氧化、污染情况，造成了抗燃油的进一步劣化。

⑵定期检查、更换和处理净油设备滤芯，保证其对抗燃油的净化效果，同时防止由于净油设备滤芯失效、泄露等对抗燃油的污染。

⑶采用新技术对抗燃油进行净化再生处理，克服传统方法净化再生时的不足。并根据抗燃油主要性能指标的异常情况分析抗燃油劣化的原因，制定净化处理措施，如抗燃油电阻率、泡沫特性超标采用离子交接滤芯进行处理。

⑷由于现阶段抗燃油进行净化再生处理手段还不成熟，通常采用一种方法净化和再生处理难以保证抗燃油的品质，需要根据情况同时采用两种或三种方法才能保证抗燃油良好的品质。如采用硅藻土处理抗燃油水分和酸值效果较好，但由于硅藻土含有矿物质和金属离子，长期使用会造成抗燃油电阻率或泡沫特性变差。采用离子交换处理抗燃油酸值、电阻率、泡沫特性效果较好，但长期使用由于树脂交换后可能会使抗燃油中水分增大。

[1]刘学玲 抗燃油的运行维护和管理《西北电建》2005.03

[2]祁 炯 新抗燃油的性能评价和选型研究《安徽电力科技信息》2004.04

[3]中华人民共和国电力行业标准《电厂用磷酸酯抗燃油运行与维护导则》（DL/T 571-2007）

[4]全兆宣 抗燃油在线再生处理新技术《热力发电》2003.10