抗燃油進水的原因 危害及不停機情況下的處理方法

2022-05-31 01:42:04 字數 4356 閱讀 5524

蔡繆雲(徐州華鑫發電****)

摘要:徐州華鑫電廠二台330mw汽輪發電機組控制系統均採用了deh(數字定位)控制系統。#1機在執行中發生了抗燃油冷卻器洩漏,造成油中進水。

在不停機的情況下進行了**處理,使油質合格符合執行要求。

主題詞:抗燃油、進水、危害、處理

前言近年來,隨著汽輪發電機組容量的增大,蒸汽引數的提高,汽輪機的主汽門、調門及其執行機構的尺寸也相應增大。為了減小液壓部件的尺寸,必須提高系統的壓力, 同時也為了改善汽輪機調節系統的動態特性,提高機組的安全性、經濟性、自動化水平。汽輪機採用了電液調節系統(簡稱 ehc)取代了傳統的機械(液壓)式調節系統,電液調節系統採用電子控制技術、可實現多參量的調節與控制,具有靈敏度高、調節精度高、抗內擾能力強及融調節與保護於一體的特點,從而大大提高了機組執行的安全性與可靠性。

一、抗燃油進水的原因

抗燃油中的水份主要來自於兩方面,一是抗燃油吸附空氣中的水分,二是抗燃油冷卻器的洩漏造成油中進水。

1、抗燃油吸附空氣中的水分

由於抗燃油吸附水分的能力很強,而抗燃油箱是與大氣相通的,因而抗燃油中水分含量會增加。在上海汽輪機廠所供的eh系統中,抗燃油箱分為配有空氣乾燥劑和不配有空氣乾燥劑兩種。一般上海汽輪機廠是以長江為分界點,長江以南地區由於空氣濕度相對比較大,因而所供的抗燃油箱帶空氣乾燥劑,以阻止空氣中的水分進入油箱中,而長江以北地區由於空氣相對比較乾燥,抗燃油箱不帶空氣乾燥劑,而是直接與大氣相通。

我公司處於江北,抗燃油箱不帶空氣乾燥劑。

2、抗燃油冷油器進水

目前,上汽廠所供的抗燃油冷油器的結構形式為立式管式冷卻器,冷卻面積為2.1m2,冷卻管為銅管,外殼和管板為不鏽鋼。冷卻管和管板採用脹管密封,管板和外殼間,即水室和油室間的密封是靠乙隻氟橡膠o型密封圈在水室端蓋的壓力作用下密封的。

徐州華鑫發電廠#1機組eh油冷卻水設計為開式迴圈水,與凝汽器冷卻水為同一種水。開啟凝汽器水室時發現冷卻管結垢嚴重,說明了開式迴圈水的水質很不好。在夏季,eh油油溫最高時達到55℃,而低壓缸排汽溫度只有47℃左右,因而,eh油冷卻器的冷卻管結垢的情況要比凝汽器不銹鋼管結垢情況更嚴重。

如抗燃油長期處於高溫下執行,容易引起抗燃油的氧化,對eh系統執行不利,所以需對eh油冷卻器通刷清洗。當開啟水室端蓋後,o型密封圈不再受力而失去密封作用,使水側和油側相通,又由於冷卻水隔離門不嚴而內漏,至使抗燃油中大量進水,#1機抗燃油箱油位**15mm。

二、抗燃油進水的危害

1、使抗燃油水解劣化

水在抗燃油中成游離水、溶解水、乳化水三種形態。水是引起抗燃油水解的最主要原因,水解產生的酸性產物又催化進一步的水解,因此水含量高將使抗燃油迅速劣化。按gb7600-87標準要求,執行中抗燃油水份指標控制在≤1000ug/l。

2、酸值增加腐蝕裝置

抗燃油水解時使抗燃油酸值增高,由於酸的腐蝕作用,將導致裝置各元件的腐蝕,產生顆粒雜質、氣泡等。

汽輪機電液調節系統中的電磁閥、伺服閥等部件的配合間隙比較小,特別是伺服閥的噴嘴和擋板之間、閥芯和閥套之間的間隙很小。當電磁閥、伺服閥等部件中的元件受腐蝕後,其配合間隙變大,造成各部件間隙漏油量增大,從面使eh系統流量增大。由於流量的增大,會對抗燃油管道及管道彎頭、電磁閥、伺服閥等沖刷加劇,使管壁變薄,各部件配合間隙變得更大,造成危害。

由於腐蝕產生的氣泡在執行中分離出來,特別是節流時在很小的區域性減壓區段內,氣體加速從油中釋放出來。導致eh系統的工作不穩定,引起管道、伺服閥、電磁閥、解除安裝閥等部件震動,還會影響到eh油幫浦的運轉,加速抗燃油的老化。

腐蝕產生的微小顆粒等雜質很容易造成電磁閥、伺服閥等部件的卡澀,影響各部件的使用壽命,使eh系統不能正常調節,危及機組的安全執行。

從#1機組進水後運**況可以證明,酸值對eh系統的影響很大。在半年後的#1機小修中,對大、小機共14只伺服閥進行了檢測,發現10只伺服閥有問題,問題主要為: 1、卡澀使伺服閥噴嘴偏置,造成汽門全開或全關狀態,失去調節作用,可對伺服閥做超聲波清洗處理解決此問題。

2、內洩量大使伺服閥頻繁動作,從而帶動汽門晃動,調節效能不穩,可更換伺服閥閥套解決問題。3、伺服閥內部球頭鬆動或力矩馬達磁性不穩使閥芯高頻振盪,從而引起eh系統的激振,eh系統不穩定且很不安全,可更換球頭或力矩馬達。

因此,必須使抗燃油中的酸值保持低水平。 執行中的抗燃油酸值按gb264-83要求不能超過0.2mgkoh/g,但在實際執行中當油中酸值控制在0.

08mgkoh/g以下時,才能正常保證eh油系統的安全執行,當酸值達到0.12mgkoh/g後,酸值上公升速度明顯變快。

三、處理方法

1、快速隔離防止油中再進水

eh油冷卻器正常時是一用一備的執行方式,**清洗通刷前,已將冷卻器倒至另一台執行。當開啟需清洗的冷卻器上水室端蓋後,發現有一股油從o形密封圈處,即從殼體與管板間竄出後再沒有油向上竄出,而冷卻水管內卻也不停地有少量的水向上冒,大約乙個半小時後檢修工作結束。

當油箱中油位**了15mm時,檢修人員才發現油箱進水,立即通知執行人員禁止投運本冷卻器,檢修人員重新開啟水室上端蓋,檢查發現密封圈沒有壓好,不能起到完全隔離作用。同時,開啟冷卻器下部油側放油口,發現在放出少量油後都是水。由於冷卻器出油口在上方與油箱直通,無隔離門,而冷卻水門在隔離的狀態下又內漏,為了防止油中再進水,將放油口開啟不再恢復。

更換上水室o形密封圈半小時後,從放油口取樣化驗確認密封嚴密,才將放油口恢復堵塞。

2、真空脫水並**換油

在發現油中進水後4小時,對系統中的油取樣化驗水份為1259.6μg/l,油的顏色為透明黃色。同時觀察油位12個小時沒有再變化。

在油中進水5小時後,對系統中的油取樣化驗水份為1413.7μg/l,油的顏色為透明黃色,在油中進水20小時後,對系統中的油取樣化驗水份為3168μg/l,油的顏色為透明黃色,同時從抗燃油箱底部取樣化驗,水分為2580μg/l,油樣的顏色為透明黃色,此時,投入真空濾油機濾油。在油中進水25小時後,對系統中的油取樣化驗水份為6140μg/l,油的顏色為微渾黃色,在35小時後發現油樣渾濁呈乳狀,顏色變白,此時水份達到最大值為23541μg/l。

又經過4小時的脫水,系統中油樣的水份開始下降至22229μg/l,但油樣還呈渾濁乳白狀,酸值為0.058mgkoh/g。在發現油中進水後,就將再生裝置一直投運,且油溫控制得比較好,因而酸值不高。

由於真空濾油機脫水效果並不理想,為了防止系統受到腐蝕性的破壞,決定**換油。先將油箱中的油放至最低執行油位,再用新油將油箱補滿,如此換油,共用去9桶新油。在油箱中換油的同時,調節負荷的變化,使得各油動機油缸內也充分的換油,並且對所有的蓄能器都進行了換油。

在換油結束後,再對系統中的油取樣化驗水份降為6035μg/l,油的顏色為渾濁乳白狀,又經過36小時的濾油,系統中油中水份降至4294μg/l,同時油的顏色也變為渾濁呈半透明狀,又經過14小時的脫水,油中水份降至2848μg/l,油的顏色為微渾半透明黃色,又經過13小時後,油樣透明呈黃色,水份降至1830μg/l,酸值為0.027mgkoh/g。又經過48小時濾油後,油中水份降至740μg/l,可以看到水份下降得比較慢。

當停止濾油4小時後,油中水份又公升至930μg/l,這是由於存在蓄能器等部件中的水份釋放出來而造成水份公升高,因而將濾油機又投入執行一周,使油中水份降至498μg/l,並且不再公升高。

四、經驗教訓

1、由於所有的人員都是第一次遇到這種情況,對水與油完全混合所需的時間沒有認識清楚,都是認為兩者很快就能相溶,且很快就會發生抗燃油的水解反應。因而從油中進水後4小時取樣化驗的水份數值1259.6μg/l作出了錯誤的判斷,油中進的水並不多,沒有引起化學專業人員的足夠的重視,認為第二天再處理也不晚,因而人為的推遲了處理的時間。

2、抗燃油密度大於1,當系統中進水後,水會浮在抗燃油液面上。由於所有人員的經驗都不足,沒有利用抗燃油的密度這一物理特性。當看到油中的水份在不斷的上公升時,就趕緊投上真空濾油機脫水,由於濾油機的攪拌作用,使得油和水充分混合,這從油中的水份及油的顏色隨時間的變化可以看出來,這是乙個錯誤的做法。

由於油中進水量較大,使液位上公升了15mm,應該在投濾油機前,可採取吸管從油箱頂部盡可能多的吸出水分,然後再投入濾油機脫水。

3、從以上資料及機組的以後運**況來看,油中進水並不能馬上使eh油水解及酸值公升高,而是要有很長的一段時間。#1機的酸值真正達到高峰值是在換油執行3個月後,酸值達0.22mgkoh/g。

此時採用矽藻土再生已不能完全控制得住酸值的公升高,後用pall公司的離子交換樹脂再生,再生3天後酸值降至0.06mgkoh/g。所以,在油中進水後將水份降至要求內,還不能算工作就已結束,還需要對酸值進行跟蹤監視。

我們所有人員都沒有意識到酸值能在以後會公升高,10只伺服閥都出了問題與酸值有根本的關係。

五、系統改造

為了防止冷卻器結垢造成冷卻效果不好,將冷卻水水源由開式迴圈水改為閉式迴圈水(凝結水),保證了冷卻器不再結垢。

為了防止冷卻器o型密封圈的老化而造成洩漏使油中進水,更換不同結構形式的冷卻器。將冷卻器內的冷卻管改為不鏽鋼u形管,冷卻管與管板間、管板與殼體間都採用密封焊,從而使得冷卻器的油室和水室完全隔絕,徹底消除水和油之間存在滲漏的可能。由於冷卻管採用了u形管,解決了冷卻器殼體與冷卻管之間膨脹的問題。

由於將冷卻管更換為不銹鋼管,因而冷卻管的傳熱效果不如銅管,大冷卻器的冷卻面積加大10%。

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