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新型超精过滤对磷酸酯抗燃油泡沫特性的改善
来源:cg 时间:2025-10-15 09:16:12 点击量:0
随着汽轮发电机组大容量、高参数动力系统的发展,对工作介质的要求也越来越高,一般矿物油燃点为350℃,而电厂的蒸汽管道和动力调节系统大多靠近高温(高压蒸汽温度可达540℃),因此采用矿物油作为工作介质进行液压调节,一旦发生泄漏,就会产生极大危险。磷酸酯抗燃油(以下称“抗燃油”)的燃点为530℃具有优异的耐热防火性能和润滑性能,汽轮机电液调节系统使用抗燃油可大幅度降低因油品泄漏而引发火灾的危险。为了保证大型机组的安全经济运行,抗燃油在电厂汽轮机电液控制系统中得到了广泛应用。
然而,与矿物油相比,抗燃油稳定性差,更容易水解及劣化。抗燃油一旦劣化会导致其抗氧化性能下降,酸值、漆膜升高、体积电阻率降低,并产生油泥及漆膜。对于伺服系统而言,抗燃油劣化会导致系统部件腐蚀卡涩,部套动作灵活性降低,严重威胁机组的安全经济运行。因此,加强对汽轮机组抗燃油的油质监督及维护管理具有十分重要的意义。

抗燃油的管理要求十分严格,某单项指标超标或显著升高均会严重危害机组的运行稳定。其中,泡沫特性是一项非常关键的指标,泡沫特性是指油品生成泡沫的倾向(是否容易产生泡沫)及其泡沫的稳定性(产生的泡沫是否容易消除),单位以泡沫的体积表示。

据悉,目前国内大型发电机组汽轮机油及磷酸酯抗燃油泡沫特性超标现象普遍存在,但真正具备普适性且长期行之有效的解决方案却不多。

l泡沫特性超标的危害:

①.泡沫没能及时消除会导致抗燃油体积增大,造成油箱内的泡沫过量累积。油中气泡进入油泵会引起油泵的气蚀,加速油的氧化与劣化。在高压下气泡破裂还会引起调速系统振动,对机组的安全运行构成严重危害。

②.泡沫过多会造成虚假液位,造成实际供油不足,有电厂甚至发生过泡沫从油箱顶部呼吸口溢出的事故。

③.增大抗燃油的压缩性,影响压力传递;同时会产生气阻,致使供油不足,影响动力传递。

④.大量气泡会影响到抗燃油的冷却作用和对机械部件的散热效果。

⑤.增大油品与空气的接触面积,加速油品的氧化变质及油箱底部的油泥淤积。

⑥.泡沫携带大量空气进入油品,会导致设备发生气蚀,摩擦副供油不足,造成磨损、烧结及伺服阀卡涩。

⑦.泡沫会造成液压不稳,影响伺服系统的自动控制和操作精度,特别对高压液压系统,会失去动力传递的可靠性。

⑧.过多的气泡受到“绝热压缩”的影响,易造成油中漆膜的形成。

l泡沫特性超标原因分析:

①.水分超标:国标对运行中抗燃油水含量控制指标要求为≤1000mg/L。含水量越低,越有利于油品的稳定性。含水量过高会导致电阻率降低,油品加速劣化,影响泡沫和空气释放性能,甚至造成氢脆现象。

②.油质劣化:抗燃油运行一段时间后,油质逐渐变差,抗燃油酸值要求控制在0.15mgKOH/g范围内。酸值增加,抗燃油劣化,产生酸性物质,同时也加重了油品水解和金属部件的腐蚀。同时导致油泥的形成,并对体积电阻率、清洁度、泡沫特性及空气释放值等参数也有不同的负面影响。

③.界面张力下降:随着抗燃油使用过程中污染物增多,油品逐渐老化变质,致使油品界面张力下降,也会促使泡沫的产生,这点极易被忽视。

④.抗泡剂失效:抗燃油中的抗泡性成分随着运行时间的延长而消失,抗泡能力降低。由于油中消泡剂逐渐被消耗,当油中抗泡沫的成分缺失时,油品的消泡性能下降,即产生的泡沫很稳定,不易消除。

⑤.其他液体混入,不同液体中含有各种性质不同的添加剂,这些添加剂多数是极性化合物,具有表面活性作用,也会促使油品产生泡沫。

l 解决方法

国内机组抗燃油泡沫特性超标现象较为常见,当出现指标超标时,除直接换油外,目前多采用加装静电、平衡电荷、聚结吸附、离子交换树脂、强极性硅铝吸附剂等不同技术方向的旁路过滤再生装置的方式。然而,旁路过滤再生装置对于去除刚形成的一定粒径下的劣化物质有一定效果,但是对长期积累的纳米级劣化物质却很难有效滤除,从而使抗燃油系统及时经过过滤再生处理后仍含有一定可能造成泡沫特性和空气释放值增大的有害酸性产物、胶质颗粒物、水分及机械杂质,整体而言对改善泡沫特性能力有限。
而集亿思“啄木鸟”GP3000磷酸酯抗燃油超精过滤装置则采取了完全不同的技术路线。纯物理吸附原理,通过特殊设计的毛细管结构滤芯对油品污染物进行极致吸附,可有效去除抗燃油中的纳米级污染颗粒,同时有效降低油品水分、酸值、并去除细菌、油泥及漆膜等有害污染物质,提高体积电阻率和油品界面张力。前文中也提到,油品界面张力越高,油中的小气泡就越难形成;因此,提高油品界面张力可从根源上改善油品因污染造成的泡沫特性超标现象。在对油品要求更加严格的电网超高压、特高压变压器绝缘油的管理上,界面张力为必检项目。
以下为国内某66万火电机组安装集亿思“啄木鸟”GP3000E磷酸酯超精滤油机的现场照片及过滤前后泡沫特性改善的相关数据。

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集亿思“啄木鸟”GP3000超精滤油机自推向市场以来得到了众多央企、国企及行业头部用户的充分认可。产品安装后油品水分、酸值、清洁度、泡沫特性、油泥、漆膜倾向指数等参数全面改善。配套“集亿思G-SOM智能抗燃油在线状态监测系统”可为您的抗燃油管理提供全面保障,提高机组的稳定运行。

集亿思非常重视用户的反馈,无论它是正面或是负面的,都将对我们改善产品及服务提供巨大帮助。

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