抗燃油顏色加深原因分析及處理

一、油質狀況

某電廠1號發電機組容量為300MW,其調速系統使用的是磷酸酯抗燃油。該電廠曾因1號機組調速系統油品顏色變深而更換抗燃油,後來又因同樣原因再次更換抗燃油。更換後的抗燃油在運行中顏色又逐漸變深呈棕色,超出國家標準的要求,泡沫特性超標,酸值為0.109 mgKOH/g,雖然未超出標準,但已說明油品開始劣化變質。因此,必須對油質進行分析,查明引起顏色變化的原因, 以便採取相應的措施。

二、原因分析

01抗燃油的再生處理試驗

擬採用吸附劑對劣化油品進行再生處理。試驗中將極性硅鋁吸附劑加入到色深的抗燃油中,加入量為油量的4%,在60 ℃下攪拌0.5 h後過濾,即得到處理後的油樣(下文將再生處理後的油樣稱為 “再生油”,未再生處理的油稱為“原油”)。再生處理前後油的顏色變化見圖1,主要項目分析結果見表1。從圖1可見,再生處理後油的顏色明顯變淺,說明吸附劑已將油中溶解的髮色物質等吸附去除,用吸附劑再生對油品脫色有良好的效果。

抗燃油顏色加深原因分析及處理

圖1 再生處理前後油質外觀 1-原始油樣 2-再生油樣

表1再生前後油質主要項目分析結果

抗燃油顏色加深原因分析及處理

表1結果說明,經吸附再生處理後油品的酸值、電阻率和泡沫特性均得到明顯改善。其中,酸值從0.109 mg/g 降為0 .016 mg/g,電阻率(20 ℃)由3.1 ×10^10Ω·cm變為1.21×10 ^11Ω·cm,說明再生後油質得到明顯改善。這是由於吸附處理可除去油品老化劣化所產生的有害酸性物質 、膠質 、油泥等,從而使酸值降低、電阻率升高。

02不同溫度下過熱老化實驗

將採用吸附劑再生處理後的油分別置於不同溫度下過熱老化50 h,觀察油的顏色變化並測試油的主要分析項目,處理後及不同溫度老化後油的外觀見圖2,試驗結果見表2。

抗燃油顏色加深原因分析及處理

抗燃油顏色加深原因分析及處理

1-原油 2-再生油 3-再生油125℃老化後 4-再生油150℃老化後

圖2 再生前後及過熱老化試驗後油的外觀

表2 吸附劑再生處理後油的過熱老化試驗結果

抗燃油顏色加深原因分析及處理

對比圖2油顏色變化及表2老化試驗結果可得出:

1

原油經吸附再生處理後顏色為淡黃色,而將再生後油過熱老化,油的顏色明顯變深,說明高溫加速油質劣化,過熱老化產生有色物質,使油品顏色變深。

2

再生油125 ℃老化顏色變深,與原油顏色接近,說明原油顏色變深為高溫導致油品老化所引起。

3

再生油150 ℃老化後比125 ℃老化後油的顏色更深、酸值更高、電阻率更低,其中150 ℃老化油的酸值為125 ℃的2.87倍,而電阻率僅為125 ℃的29%。進一步說明油品的老化速度與溫度密切相關,溫度越高老化速度越快,油的顏色越深。

總之,原油經吸附再生處理後顏色變淺、油品性能提高,而將再生油過熱老化,顏色又變深且性能降低。同時,在相同時間下,老化後油的顏色及性能與老化溫度密切相關,因此判斷該電廠1號機組抗燃油顏色變深的原因是油品在運行中溫度過高或系統存在局部過熱點。

三、解決方法

01抗燃油系統局部過熱點的查找

在機組運行狀態下對1號和2號機組的抗燃油油箱及系統管路的溫度場分佈情況進行了全面細緻的檢測,發現2臺機組油箱運行油溫為41 ℃,均正常。然而在抗燃油系統中的確存在較多過熱點,1號機組主汽閥和調節閥處的抗燃油管路有兩處與保溫層接觸。同時與2號機組同位置比較,1號機組的環境溫度明顯偏高,說明保溫效果不如2號機組。這些因素使得1號機組的局部油溫較2號機組高,證實了前面的分析是正確的,即1號機組抗燃油系統管路中存在局部過熱點是導致油品老化、顏色加深的主要原因。

02採用KZTZ-2型抗燃油再生裝置

採用基於強極性硅鋁吸附原理並具有再生和脫色功能的KZTZ-2型抗燃油再生裝置對該電廠1號機組抗燃油實施在線旁路再生處理。KZTZ-2抗燃油再生裝置的系統流程見圖3。

抗燃油顏色加深原因分析及處理

圖3 KZTZ-2型抗燃油再生裝置流程

KZTZ-2型抗燃油再生裝置投用3天后,1號機組抗燃油的顏色明顯變淺,投用15天后的油質化驗結果見表3。由表3可見,該電廠1號機組的抗燃油經在線再生處理後,油質得到顯著改善,油的顏色由棕色變為淺黃色,各項主要性能指標均達到了新油標準要求。

表3 投用再生裝置後1號機組抗燃油的分析結果

抗燃油顏色加深原因分析及處理

四、結論

(1)過熱氧化能產生使油顏色加深的物質,溫度越高,油色變深的速度越快。

(2)該電廠1號機組抗燃油系統存在局部過熱點。建議在機組停機檢修時整改過熱的油管路,儘可能使其遠離熱源。

(3)該電廠1號機組抗燃油投用KZTZ-2再生裝置實施在線旁路再生處理15天后,抗燃油的顏色及其它各項主要性能指標均達到了新油標準要求。經再生處理後的油質穩定,可以繼續運行,不必更換新油。(來源:西安化學)


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