汽轮发电机组抗燃油颜色变黑劣化原因分析与处理

汽轮发电机组抗燃油颜色变黑劣化原因分析与处理

赵永安

（宁夏京能宁东发电有限责任公司宁夏银川750411）

摘要：汽轮机发电机组控制油系统一般采用抗燃油作为传动介质，抗燃油油质发生劣化时会生成杂质，导致控制油系统的电磁阀、伺服阀组件卡涩，影响控制系统的正常调节。本文对抗燃油油质劣化的原因进行了分析，并提出了系统的优化改造方案，对汽轮发电机组控制油系统的运行和维护具有一定的借鉴意义。

关键词：汽轮发电机组；抗燃油；控制；原因分析；处理方案

随着技术的不断进步，汽轮发电机组原有的液压调节系统逐渐被淘汰，控制性能更加可靠的高压控制油系统成为当前大型机组的主要组成部分。控制油系统采用难燃的抗燃油作为传动介质，因此一般也称作抗燃油系统。抗燃油系统的动态特性优良，调节迅速，保证了汽轮发电机组的正常负荷调节。

为了保证控制的安全可靠，控制油系统一般采用三芳基磷酸酯抗燃油作为传动介质，该油质具有难燃、常温下理化特性稳定、传动和润滑性能好的优点，但具有较强的吸水性，高温下易裂解变质的缺点。在汽轮发电机组的日常维护中，部分发电企业抗燃油出现油液变黑、电阻率超标等现象，并造成控制系统卡涩，调节异常，急需进行分析和解决，

1抗燃油系统的功能和组成

汽轮机高压控制系统采用抗燃油系统油压正常控制值为11MPa～14MPa，随机组型号的不同略有差别。该系统能进行汽轮机的自动调节，有较完备的汽轮机超速保护，能进行汽轮机运行和启停时的监控等，通过计算机对应转换和负荷所需要的指令后将要求的主汽门、调门位置信号送至伺服阀、伺服油动机，由此来实现调节和控制，并且通过高压的控制油系统来实现紧急情况下关闭各汽门的保安功能。

高压抗燃油油系统由供油装置、抗燃油再生装置及油管路部件组成。供油装置提供控制部分所需要的油及压力，其主要部件有：油箱、油泵、油压控制块、储能器、冷油器和再生装置。在抗燃油再生装置中的硅藻土接近失效或未调整的情况下，由于空气湿度大及昼夜差等缘故，水分将会通过呼吸器侵入油箱，使水分逐渐升高。另外，由于抗燃油油的密度大于水的密度，故进入油箱的水分难以排出，加速了油品的劣化，酸值也逐渐升高。因此，必须经常更换呼吸过滤器中的干燥剂硅胶（氧化铝）或选择更有效的防潮填充剂。由于抗燃油低温环境下运动粘度较高，为保护高压油泵，抗燃油必须加热至20℃以上才能启动。

2抗燃油颜色变黑的原因

新抗燃油的颜色为淡黄色，随着运行时间的加长，抗燃油一般呈桔红色，这也是我们在油质取样检验中正常的颜色。但部分汽轮发电机组在维护中发现抗燃油颜色变黑或呈紫黑色，透明度变差，一般会伴随电阻率指标超标的现象，但抗燃油颗粒度指标变化不大。电阻率超标会造成伺服阀内部零件腐蚀，动作精度特性变差，因此不容忽视。

抗燃油颜色变黑是由于抗燃油高温裂解造成，系统中如果存在高温区域，抗燃油在局部不流动，造成该处抗燃油油温过高，会造成管道壁面油质裂解碳化，进而会使抗燃油颜色变黑。如果温度过高，抗燃油裂解碳化严重，就会严重影响抗燃油的颗粒度指标，造成抗燃油内部滤网堵塞，伺服阀动作异常，抗燃油无法满足系统运行要求，需要整体进行更换。

抗燃油温度过高主要和现场环境有关，汽轮机设备为高温高压设备，如果保温不良，就会造成该处环境温度过高，甚至会达到200℃以上的高温，在这种条件下，抗燃油在短时间就会发生裂解和碳化，给抗燃油造成无法恢复的损害。

通过对不同厂家的抗燃油系统进行研究分析发现，大多数在设计中均采用加热杆对抗燃油进行加热，加热杆一般布置在油箱的下部，使用中表面温度较高，会对加热杆附近的抗燃油产生高温环境，造成抗燃油的碳化变色，因此急需对系统进行优化。

3.处理方案

如果发现抗燃油油质变黑，可以对油质进行化验分析，并根据分析结果进行处理。如果指示抗燃油颜色变暗，并未影响到其他指标，一般可以继续使用，不需进行换油处理，但需根据情况增加油务监督的次数。

如果抗燃油变黑严重，并在油箱、管道壁面或电磁阀、伺服阀内部产生了黑色的漆膜或斑块，则必须对抗燃油进行全部更换，并对系统用新油进行彻底冲洗，保证系统中的杂质全部去除。必要时对油箱内部进行清理，系统过滤系统全部进行更换，对系统伺服阀、电磁阀进行清理试验，确认其动作可靠。

4采取的防范措施

抗燃油变色是油质劣化的外在表现，如不及时处理会直接影响系统的调节性能，必须采取措施进行解决。针对上述原因提出以下处理方案。

4.1消除运行中存在的高温环境

对汽轮机本体及管道保温进行全面检查，保证抗燃油管道环境温度不超过50℃。如果抗燃油管道距离高温管道距离过近，而又无法进行改管，则必须采用高效保温进行隔离。必要时对抗燃油管道加装管道保温或强制通风冷却。

4.1改进油箱的加热系统

对于采用加热杆加热的抗燃油箱，油箱内部的局部高温不可避免，必须对原有的系统进行改进，可以采用加热较缓的红外加热板进行加热，加热板铺设在油箱底部，可以有效避免底部温度过高，防止抗燃油高温裂解碳化。

如果具备条件，可以采用蒸汽或热水循环系统对抗燃油箱进行加热，通过控制蒸汽和热水的温度，保证抗燃油加热的安全进行。

5结语

抗燃油系统是汽轮发电机控制系统的生命线，可靠维护抗燃油系统才能保障机组的调节性能和运行安全。抗燃油具有高温裂解和水解的特性，必须在生厂运行中加强监视，定期进行化验分析，防止油质劣化，造成调节系统部件腐蚀损坏和调节性能异常。本文对汽轮发电机组抗燃油颜色变黑劣化的原因进行了深入分析，提出了解决类似问题的思路，对汽轮发电机组抗燃油系统的类似异常问题的处理具有一定的借鉴意义。

参考文献：

[1]葛晓霞，徐治皋，汽轮机数字电液控制系统中有关功能的探讨[J]，汽轮机技术，2004（01）

[2]包锦华 ，陈明刚 ，超超临界1000MW汽轮机控制油系统特点[J]，发电设备，2008，（5）

作者简历：

赵永安，出生年份：1974年1月，性别：男，籍贯：宁夏省银川市，职称：工程师，主要从事工作：从事600MW火电机组设备检修维护管理工作。