影响抗燃油酸值指标的因素及规律研究

孙晓东，刘晓莹，岳　兵

（1.西安热工研究院有限公司，陕西 西安　710032；2.华能平凉发电有限责任公司，甘肃 平凉　744000）

影响抗燃油酸值指标的因素及规律研究

孙晓东1，刘晓莹1，岳兵2

（1.西安热工研究院有限公司，陕西 西安710032；2.华能平凉发电有限责任公司，甘肃 平凉744000）

酸值指标超标是抗燃油最常见的问题，研究分析了不同温度、不同水分含量、不同劣化产物含量下抗燃油酸值指标的变化规律，结果表明，酸值上升速度随温度上升加快；油样中水分含量越高，酸值上升速度越快，并且酸值指标随水分含量上升接近正比例上升；油中裂化产物含量越大，酸值上升速度越快。

磷酸酯抗燃油；酸值；温度；水分；劣化产物

0　引言

我国在20世纪70年代开始将磷酸酯抗燃油用于发电机组的调节系统。随着汽轮机调节系统技术的不断完善，目前，我国200 MW及以上的汽轮机组均采用磷酸酯抗燃油作为调节系统的工作介质，抗燃油的质量指标直接影响机组调节系统的运行安全。酸值是反映抗燃油劣化变质程度的一项重要的化学指标，酸值超标是抗燃油最常见的问题。

1　抗燃油酸值上升的原因

磷酸酯抗燃油是人工合成化学品，其抗氧化安定性和抗水解安定性比矿物油要差。因磷酸酯抗燃油结构特殊，油品在运行过程中可与空气中的氧发生氧化反应，且在高温环境中还会发生热裂解反应，生成聚合酸影响酸值指标；同时，其还可以与水发生水解反应，生成酸性磷酸二酯、酸性磷酸一酯、磷酸和酚类物质，影响酸值指标。因此，抗燃油的劣化产物实际上是氧化反应、热裂解反应和水解反应的共同产物。抗燃油中的劣化产物不仅会对油质产生影响，而且还会对油质劣化进行催化，加速油的劣化。因此，以下主要从温度、水分以及油中劣化产物等3个方面对抗燃油酸值指标的影响规律进行研究。

2　温度对酸值的影响规律

将10个装有200 mL新抗燃油的烧杯分别放入40 ℃，50 ℃，60 ℃，70 ℃，80 ℃，90 ℃，100 ℃，110 ℃，120 ℃，130 ℃恒温烘箱中，72 h后分别测量试样酸值，结果如表1和图1所示。

图1　温度对抗燃油酸值的影响曲线

由图1可以看出，抗燃油样品在40-80 ℃环境下，酸值随温度上升也略有上升，但上升趋势比较缓慢；样品在80-110 ℃环境下，酸值随温度上升速度明显加快；而当样品处于高于110 ℃环境下，酸值随温度上升而急速上升。这说明当温度低于80 ℃时，温度对抗燃油酸值的影响不大；当温度高于80 ℃时，随着温度的上升，酸值的上升速度也随之加快。

表1　新抗燃油在不同温度下放置72 h后的酸值

3　水分对酸值的影响规律

测新抗燃油水分及酸值分别为160 μL/L和0.021 mgKOH/g，然后在7个250 mL烧杯中，分别倒入200 mL新抗燃油。调整各个样品的水分分别为341 μL/L，500 μL/L，751 μL/L，1 180 μL/L，1 339 μL/L，1 625 μL/L，1 996 μL/L。将样品参照闭口杯老化试验方法放入温度为（115±1）℃的老化试验箱内，72 h后测定各样品的酸值，结果如表2和图2所示。

表2　水分含量不同的样品老化试验后的酸值

图2　水分对抗燃油酸值的影响曲线

由图2可以看出，油样中水分含量越高，经过老化试验后油样的酸值就越大，并且样品的酸值指标随水分含量上升接近正比例上升，抗燃油的水分越多，其酸值上升越快。

4　油中劣化产物对酸值的影响规律

将劣化抗燃油和新油分别按1∶4，2∶3，3∶2，4∶1的比例进行混合，测其酸值。将样品参照老化试验方法放入温度为（115±1）℃的老化试验箱内，72h后测定各样品的酸值，结果如表3和图3所示。

表3　劣化抗燃油和新油不同比例混合后老化试验前后酸值对比

图3　劣化产物对抗燃油酸值的影响曲线

由图3可以看出，混合油样中劣化抗燃油所占的比例越大，经过老化试验后油样的酸值就越大；并且劣化抗燃油所占的比例越大，经过老化试验后酸值上升的幅度越大。这说明油中的劣化产物不仅影响抗燃油的酸值，并且对油质的劣化有催化作用，明显影响油质的抗老化性能。

5　结论

综上所述，影响抗燃油酸值指标的因素中，温度高于80 ℃时，酸值上升速度随温度上升加快；油样中水分含量越高，酸值上升速度越快，并且样品的酸值指标随水分含量上升接近正比例上升；油中裂化产物含量越大，酸值上升速度越快。因此，温度、水分、劣化产物含量都是影响抗燃油酸值指标的重要因素，掌握这几种影响因素对抗燃油酸值指标影响的规律，对电力生产企业更好地对抗燃油运行进行维护及其出现的问题进行诊断处理有重要意义。

1 全兆宣，李烨峰.抗燃油在线再生处理新技术［J］.热力发电，2003，32（10）：86-89.

2 刘永洛.磷酸酯抗燃油在我国发电厂的应用［J］.润滑油，2006，21（5）：9-13.

2016-04-22。

孙晓东（1980-），男，工程师，主要从事电力用油相关技术研究工作，email：31463386@qq.com。

刘晓莹（1981-），女，工程师，主要从事电力用油相关技术研究工作。

岳兵（1973-），男，工程师，主要从事电厂用油分析、电厂水分析、电厂煤分析工作。