超超临界机组抗燃油再生装置优化研究

超超临界机组抗燃油再生装置优化研究

某电厂超超临界机组抗燃油系统在改造前经常出现油质超标不合格的现象，经过对抗燃油系统进行高温区域油管改造、在线抗燃油再生装置改造、加装一套移动式再生装置等，抗燃油的颗粒度、酸值及水分等性能数据都维持在正常范围内，确保机组安全经济运行。

标签：超超临界机组；抗燃油系统；油质超标；改造；再生装置

1 设备情况

抗燃油供油系统由两套动力設备组成，每一套动力设备由交流电机驱动高压柱塞容积泵组成。抗燃油经过油箱内的金属滤网被泵吸入，油泵出口的高压油经过微米级的过滤器进入高压油母管和与母管联接的蓄能器，经过各执行机构和高压遮断系统的高压抗燃油最终经回油管回到油箱。

整个油系统管路中有多处过滤装置：（1）油箱顶部装有过滤空气中杂质和水分的滤清器和干燥装置，从而保证油箱吸入空气的清洁度，并做到抗燃油与空气中水分的有效隔离。油箱中安装多条磁棒，可以除去油箱中悬浮的铁磁性微粒；（2）两台油泵出口各自设有高压过滤器组件及检测过滤器流动情况的压差发讯器各两套；（3）每一个油动机进油口前均装有滤油器组件，确保伺服阀、电磁阀用油的清洁度。

2 故障分析

2.1 伺服阀卡涩、堵塞

抗燃油系统中使用的美国穆格公司生产的760系列伺服阀，该伺服阀属喷嘴挡板式，具有灵敏度高，动态响应快，线性度好等特点，但是容易被抗燃油中杂质堵塞，要求抗燃油的颗粒度等性能数据保持在较高水平。伺服阀的最小间隙已达到微米级尺寸，抗燃油中颗粒度性能直接影响伺服阀的运行质量。

伺服阀失效的形式大致由以下四大类组成：（1）冲蚀失效：硬度比较大的颗粒冲击伺服阀芯、阀套表面，同时受到压差大，流速高等影响，颗粒冲击或切削金属表面。（2）淤积失效：伺服阀处于静止并受到较大压力，伺服阀芯与阀套间存在的杂质淤积使得伺服阀芯的动静磨擦加大，响应时间延长。（3）卡涩失效：伺服阀受到较大的径向不平衡力会出现卡涩现象，侧载荷使伺服阀芯与阀套的金属间出现微观粘附。（4）腐蚀失效：抗燃油中水和氯化物类等有害物的溶剂会引起伺服阀芯、阀套节流孔处严重腐蚀。

2.2 油泵卡涩、磨损严重

抗燃油系统中设置的两台高压油泵为压力补偿式变量柱塞泵，泵出口压力的

变化自动调整泵的输出流量来维持出口压力恒定，实际运行时存在一定的压力波动，若压力波动值超过1MPa，则判定该泵存在故障。如果此时泵的最低输出压力仍大于抗燃油系统额定运行压力11.2MPa，机组可以正常运行。抗燃油压出现波动主要是由于泵的调节装置故障造成，当柱塞泵调节阀阀芯出现卡涩或摩擦阻力增大时，泵出口压力信号不能及时转换为推动机构的推力，进而泵的出口流量调整滞后于出口压力的变化，最终导致泵的输出压力波动。

3 改造方案

抗燃油在运行中的作用不言而喻，颗粒度等性能数据超出正常范围，会引起伺服阀、柱塞泵等重要设备出现磨损，严重时造成相关设备卡涩等，同时抗燃油中的杂质颗粒还会加速抗燃油质老化。就抗燃油而言更换一台机组全部抗燃油约需20余万，费用比较高昂，因此，通过再生装置改造来保证抗燃油的良好油质是机组安全运行的基础。

3.1 高温区域油管改造

抗燃油系统设备特别是管道应与高温区域保持一定安全距离，一方面通过改善主汽阀、主调阀、中压联合汽阀保温材料质量及保温层厚度，严格控制主汽阀、主调阀、中压联合汽阀等油动机的工作环境温度；另一方面，确保抗燃油系统冷却器的正常投入运行，监测冷却器水侧脏污程度。

3.2 抗燃油在线再生装置改造

抗燃油随机安装的再生装置由硅藻土过滤器和精密过滤器组成。由于传统的硅藻土过滤器可以降低抗燃油酸值，但在处理过程中会产生絮状金属盐，且经过纤维素滤芯和滤油机都很难滤除，当金属盐聚集在系统的某个部位时会造成系统局部堵塞，影响机组的安全运行。同时，抗燃油颗粒度滤芯消耗率约1只/月，费用较高。通过安装离子交换装置后，抗燃油酸值在一周内下降到了0.12mgKOH/L。抗燃油颗粒度指标未受影响，抗燃油颗粒滤芯未增加消耗。

3.3 加装一套移动式再生装置

某公司针对超超临界机组运行中抗燃油的老化问题专门设计了移动式轻便抗燃油再生装置，根据抗燃油特性进行了针对性设计，采用了与磷酸酯相容的高分子材料及新型高效吸附剂填充的再生滤元，并合理配置精密颗粒过滤器，充分延长使用寿命，保证过滤精度。抗燃油再生净化装置系统流程如图1所示。

1.进油阀；

2.补油阀；

3.吸油过滤器；

4.溢流阀；

5.油泵；

6.逆止阀；

7.压力仪表；

8.脱水装置；

9.再生装置前压力表；10.再生装置；11.脱水装置旁通阀；12.再生装置旁通阀；13.放油阀；14.粗过滤器前压力表；15.粗过滤器；16.精过滤器前压力表；17.压力报警器；18.精过滤器；19.取样阀；20.排油阀

图1 抗燃油再生净化装置系统流程图

通过加装一套移动式抗燃油再生装置，对运行机组偶然出现的抗燃油不合格情况，通过滤油使油质快速恢复合格。机组大小修后也能在2-3天内确保油质恢复到安全运行指标，使油品性能指标充分满足调速系统设备安全运行的要求。

4 结束语

某电厂超超临界机组抗燃油系统经常出现伺服阀卡涩、堵塞及主油泵卡涩、磨损等现象，经分析主要由抗燃油质超标不合格造成。为解决上述难题，对抗燃油再生装置进行优化改造，包括高温区域油管改造、在线抗燃油再生装置改造、加装一套移动式再生装置等。改造后，抗燃油的颗粒度、酸值及水分等指标均能控制在合格范围内，伺服阀及主油泵卡涩、磨损现象得到极大缓解，大大提高了机组运行的经济性和安全可靠性。

参考文献

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