随着电力工业的高速发展,大容量、高参数机组投建愈来愈多,为保证机组的安全运行,调节系统的控制液采用了抗燃油。因抗燃油运行的好坏直接关系到机组的安全,故必须加强监督和重视。
嵩屿电厂1、2号机为利用美国西屋公司技术,由上海汽轮机厂制造的国产引进型机组(Ｎ30016.7/538/538)。汽轮机的调速系统采用美国西屋公司生产的ＤＥＨⅡ型数字式电液调节器,使用的是ＡＫＺＯ(美国)ＥＨ油,其油系统油压正常控制值在12.41ＭＰａ～14.48ＭＰａ。1号机于1995年12月并网发电,1996年9月转入商业运行;2号机于1996年12月并网发电,1997年7月转入商业运行。经过一段时间的运行,发生了因ＥＨ油油质劣化而危及到机组安全经济运行的现象,特别是2号机。为此,针对该机组的特点,对ＥＨ油的劣化原因进行了分析和研究。
1 机组抗燃油的运行和维护情况
1.1 高压ＥＨ油系统
高压ＥＨ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,同时,保持油的完好无缺。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。
1.2 运行中出现的问题
2号机组1996年12月并网发电,1997年2月发现ＥＨ油颗粒度不合格,后经过滤合格,5月份又发现水分超标、颗粒度有增大的趋势,随后出现调门多次抖动现象。后因ＥＨ油劣化严重,形成乳状液,时常造成油泵滤网压差高,导致系统油压从14.2ＭＰａ降到13.2ＭＰａ,危及汽轮机的安全运行。曾利用停机处理了ＥＨ油,但随后油系统的ＥＨ油水分时常超标,酸值随着硅藻土的投运而波动,最大达0.532ｍｇ/ｇ。1998年2月因2号机4号高压调门卡涩,申请将机组负荷限制在280ＭＷ运行,且尽量避免调峰。
1.3 维护监督情况
机组投运前,能够依据厂家要求做好系统冲洗准备,将ＥＨ油加入系统后,进行冲洗及系统清洁度的测定,直至系统恢复到正常运行状态。抗燃油的测试周期:从启动至第1个月,每周一次;至第一年,每月一次。重要的试验项目有:含氯量(最大<150ｍｇ/Ｌ),含水量(最大<0.10,以体积计),中和指数(最大<0.25ｍｇ/ｇ),杂质含量(洁净度)。
2 抗燃油的劣化原因及防止措施
嵩屿电厂2号机ＥＨ油质劣化原因是多方面的,经研究认为主要有以下几个方面。
2.1 ＥＨ油系统设计的不足之处
(1)高温促使ＥＨ油的老化 油动机直接挂在主汽门座的调门上面,没有冷却装置。经对ＥＨ油系统部件表面温度的测试,发现多个过热点。ＥＨ油正常运行的温度应小于65℃,虽然回油温度为45℃～60℃,实际抗燃油的接触温度远远高于它抗劣化的温度。
(2)Ｏ型橡胶密封圈耐高温能力差 油动机内的氟化橡胶Ｏ型密封圈由于长期处在高温下而脆化。调门在动作时出现磨损断裂现象,诸如"炭黑"的小颗粒卡涩油动机以及阻塞伺服阀,调门出现抖动或无法调节,或出现喷漏现象。对换下的Ｏ型密封圈进行试验发现:当Ｏ型圈处于250℃以下温度时,其物理性能尚无大的变化;当温度升至260℃时,Ｏ型圈的硬度开始发生变化,较尖的螺丝刀可轻易将其表面破坏;当温度达到290℃时,可较易将Ｏ型圈拉断;加热过程中最高温度控制在310℃时,氟化橡胶被慢慢溶解在ＥＨ油中,使ＥＨ油变成黑褐色,粘度变大,油质劣化。因此应考虑选择耐温更高,适合于ＥＨ油系统的密封圈。
(3)ＥＨ油的油箱偏小 回油速度过快,油箱仅有725升,而泵的出力为38Ｌ/ｍｉｎ,循环倍率显然太高,易造成ＥＨ油劣化,故可考虑将油箱改大些。另一方面加油速度过快,冲力大,易形成泡沫,导致气体含量过高,加速老化。故可考虑在油箱中增加隔板,增加回油口和出油口的距离,有利于消泡和释放空气。
2.2 设备安装,特别是保温工作有问题
ＥＨ油系统管路在汽轮机大罩壳内,通风较差,且离缸壁及蒸汽管道太近。1、2号机相比较,2号机保温较差,该包的未包,不该包的却包了。将1、2号机ＥＨ油部件的温度进行比较,2号机的高压调速汽门油动机平均表面温度191.4℃,较1号机的105℃高出86.4℃;2号机的高压调速汽门连接件平均温度229℃,较1号机的168.7℃高出60.3℃;2号机的高压调速汽门所附油管平均241℃,较1号机的120℃高出121℃。很显然,2号机的ＥＨ油较1号机的ＥＨ油受到的热辐射强烈得多,故2号机的ＥＨ油劣化程度非常严重。
2.3 运行维护不足
2.3.1 旁路再生装置投运不合理
ＥＨ油再生装置在运行中进油阀未能全开,其中有两个原因:
第一,两台机组投运后,电厂从运行方面考虑,认为ＥＨ油再生装置全开,有可能造成系统失压。因此,再生装置未全开。实际上,这种考虑是片面的。原因是,旁路再生系统的进口管路接在高压管节流后的管路上,此节流管路使大约3.8Ｌ/ｍｉｎ的油流过过滤组件,送回油箱。后来在试着全开旁路再生进口压力阀时,并没有造成系统压力降低。
第二,现场往往把硅藻土过滤器的筒体压力当成生产厂规定的压差来控制,不敢将再生装置全开。现场监督曾发现,当压差较低(0.1ＭＰａ)时,硅藻土过滤器的筒体温度几乎没有升高,拆开硅藻土过滤器,发现后半段仍然是干的,即ＥＨ油并没有流过,很显然,ＥＨ油再生装置有漏投现象。
由以上分析可见,在机组运行中,ＥＨ油的再生旁路装置应同步投入并尽量将进油阀全开,及时对过滤器进行排汽。此外还应注意,在再生吸附剂允许压差0.30ＭＰａ下,应以酸值变化是否超标来确定滤芯是否失效。
2.3.2 油箱的电加热失控
1998年3月因检修需加热ＥＨ油,加热器投运后却忘了关闭,致使ＥＨ油温达100℃。应对加热器增设控温装置,确保油箱温度不超过60℃。
2.3.3 硅藻土的更换工艺不合理新硅藻土滤芯投运前应先烘干,然后浸入合格的油中,待短时浸泡后再装入滤筒中。这样可使硅藻土充分吸收ＥＨ油系统中的水分,使运行中较少排气,即可正常投运。
2.4 环境温度影响油的品质
在南方地区,特别是雨季,空气的湿度较大,时常达85以上。对2号机ＥＨ油的水分、酸值进行跟踪分析,结果见表1。
在硅藻土接近失效,或未调整的情况下,由于空气湿度大及厂房昼夜温差等缘故,水分将会通过呼吸器侵入油箱,使水分逐渐升高。另外,由于ＥＨ油的密度1.13ｇ/ｃｍ3(20℃)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。
2.5 使用的进口抗燃油抗氧化性能不太理想
嵩屿电厂发现作用上海汽轮机厂所配的进口抗燃油,在良好的工况条件下它还是可以使用的,但当条件较为苛刻时,其抗氧化的性能下降,油质的变化就非常明显。例如,1号机运行半年后,油的酸值由0.003ｍｇ/ｇ上升到0.026ｍｇ/ｇ,变化不太明显。但2号机运行半年,酸值由0.050ｍｇ/ｇ上升到0.45ｍｇ/ｇ,酸值的递升较明显。
因此,对于运行环境较差的机组,在一时无法改变时,应考虑选择抗氧化性能更好的ＥＨ油。国产的抗燃油具有良好的抗氧化性能,且价格便宜,可考虑替代使用。
3 结束语
抗燃油的劣化原因较多,其中再生装置能否很好的使用是重要的方面之一。此外运行的环境温度过高、水分含量大以及抗燃油的抗氧化性能等均可导致抗燃油的劣化。只要针对存在的问题,积极寻求防止措施,抗燃油在大机组运行中是可以用好的。
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