离子交换树脂与抗燃油维护

离子交换树脂与抗燃油维护

新华威尔液压系统（上海）有限公司季会群

摘要：本文从抗燃油运行与维护的技术要求出发，介绍了离子交换树脂的功能和优点，并且提出了抗燃油维护的具体方法，为电厂EH系统的稳定运行和日常维护提供了方法和依据。

关键词：抗燃油、离子交换树脂、EH系统维护

一、抗燃油

1、抗燃油的使用

随着科技的进步，汽轮机的参数等级逐步提高，高温、高压、高功率已经成为发展方向。同时对汽轮机的调节系统也提出了挑战，要求有更高的驱动力和更快速的响应性能，因而使用高压的电液调节系统成为必然。传统的液压调节系统使用透平油作为工质，其与润滑油共用油箱，在油质上无法保证伺服阀使用所需的清洁度，而其在高温环境下自燃的性能最终限制了它只能使用在低压系统中，而高压系统必须使用抗燃油。

使用高压抗燃油的纯电调电液控制系统以计算机作为控制器，可以方便地实现汽轮机控制的各种功能；以高压抗燃油驱动的油动机作为执行机构，带动阀门完成控制动作要求。同时以伺服阀作为电液转换器，实现计算机信号到液压输出的转换。为保证阀门控制的品质，高压抗燃油的油动机与阀门一一对应，通常又是直接相连的，也就是说油动机与高温蒸汽阀门和管道紧密相连。一旦发生泄露，抗燃油将直接接触高温部件，故抗燃油的自燃性能直接影响着机组的安全。

抗燃油全称为三苯基磷酸酯液压油。目前最常用的有美国旭瑞达（阿克苏）和英国大湖两个品牌。

2、抗燃油的特性

•优异的耐热防火性能

•超群的氧化和热稳定性能

•良好的水解稳定性能

•优异的润滑性能

• 最高的清洁度

•

高介电性能，能够消除伺服阀上的电化腐蚀

3、抗燃油的运行指标控制

抗燃油是经过化学反应形成的合成油，不含任何填加剂。一些性能指标的变化会影响它的使用并加速其老化。而这些性能指标不能通过填加任何填加剂来改善，只能通过在运行过程中采取有效的措施来控制。下表列出了抗燃油的一些主要特性指标：

二、离子交换树脂 1、抗燃油处理介质的比较

抗燃油在投入使用以后，不断受到氧化和机械剪切作用，其一些特性指标发生变化，对EH 系统产生不利的影响，需要对抗燃油进行再生处理。抗燃油的再生处理介质主要有：硅藻土、活性氧化铝、改型氧化铝、离子交换树脂四类。

硅藻土：是最常用的抗燃油处理方法，对处理低酸度的抗燃油才有效果。当酸值超过0.2后，处理起来就比较困难，往往需要更换几个硅藻土滤芯才能起到效果；当酸值超过0.3以后，硅藻土就无法处理了。同时，硅藻土会释放出钙、镁和铁等金属离子，金属离子会导致抗燃油电阻率下降。而且这些金属离子与抗

燃油中的酸性物质发生反应形成凝胶状的磷酸金属盐，该凝胶状物质会造成伺服

阀粘结，引起伺服阀故障，并会使抗燃油的泡沫特性劣化。硅藻土是一种天然土，

颗粒尺寸不均，抗燃油流经硅藻土后势必将颗粒状杂质带入到系统中，对抗燃油

造成颗粒污染。所以，硅藻土过滤器不适合于长期连续投入运行。

活性氧化铝：处理酸的能力是硅藻土的2.5倍。活性氧化铝会释放出铝和钠

等金属离子，与硅藻土一样容易产生凝胶状的磷酸金属盐，会造成伺服阀粘结。

活性氧化铝的颗粒易爆裂成粉末状，这些硬度极高的小颗粒物质很容易进入油

中，引起颗粒污染，并容易造成泵、阀类零件磨损。

改型氧化铝：是阿克苏公司专为抗燃油处理研制的产品，其处理酸的能力是

硅藻土的2.5倍。它是人工合成材料，化学成分稳定，颗粒尺寸均一，不会产生

泄漏。但改性氧化铝只能处理新的抗燃油，对于已经出现劣化的抗燃油没有处理

作用。

离子交换树脂：是最新的抗燃油处理技术，通过吸附作用吸收抗燃油中的酸

性物质，其处理酸的能力是硅藻土的7倍。离子交换树脂可以处理高酸度的抗燃

油，并保持抗燃油的酸值水平小于0.08。能提高抗燃油的电阻率，避免产生电

化学腐蚀。能快速滤除抗燃油中由于原来使用的硅藻土过滤器泄漏产生的金属离

子（Ca、Mg、Na、Fe），保持系统中的金属离子含量低于10ppm。在除酸过程中

不会产生凝胶状的磷酸金属盐，

解作用，彻底消除对伺服阀产生

的影响。离子交换树脂采用球状

结构，颗粒尺寸均一，不会产生

泄漏，不会对抗燃油的清洁度产

生影响。

2、离子交换树脂的产品种类

目前市场上的离子交换树脂产品主要有以下三种：

PALL公司产品：采用酸碱中和的方法处理抗燃油，在处理的过程中会产生

水分，需要与真空脱水装置一同使用。分为阴离子树脂和阳离子树脂，阴离子树

脂处理酸性，阳离子树脂吸收金属离子。离子交换树脂以滤芯的形式在市场上销

售，滤芯采用不锈钢结构。滤芯尺寸与硅藻土尺寸不同，不能替换硅藻土滤芯，只能在PALL滤油机上使用。

HILCO公司产品：HILCO公司是世界上最大的硅藻土和氧化铝滤芯的制造商，其离子交换树脂滤芯外观和尺寸与硅藻土滤芯完全一致，可以互换。分为强基树脂和弱基树脂，强基树脂处理高酸度的抗燃油，采用酸碱中和的方法，处理过程中产生水分，需要真空脱水；弱基树脂处理低酸度的抗燃油，采用吸附的方法，处理过程中不产生水分。HILCO公司的离子交换树脂滤芯采用横向流动的方式，抗燃油与树脂接触时间短，处理效果不好，而且滤芯下部树脂通油量多，易先失效，影响整个滤芯的寿命。

EPT公司产品：EPT公司是专业从事抗燃油、润滑油

处理的公司，其离子交换树脂产品采用吸附的方法处理抗

燃油，处理过程中不产生水分，不需要真空脱水。处理酸

性和吸收金属离子采用同一个滤芯。离子交换树脂以滤芯

的形式在市场上销售，滤芯尺寸与硅藻土相同，可以替代

硅藻土滤芯装在再生装置中使用。滤芯采用不锈钢外壳，

不会有破裂危险。滤芯内部采用纵向流动的方式，抗燃油

与树脂接触时间长，处理效果好。

三、抗燃油运行维护

1、酸度指标控制

高酸度会导致抗燃油产生沉淀、起泡以及空气间隔等问题，加速抗燃油的老化。高酸度的抗燃油也会对一些液压元件产生腐蚀，造成系统失效。故应严密监视抗燃油酸度指标，推荐每月检测一次。

抗燃油中含水量过高和局部过热都会引起抗燃油的酸度增加。而对于EH系统来讲，因油动机和油管路都布置在高温蒸汽阀门和管道附近，有时高温不可避免，因此，局部过热是引起EH系统抗燃油酸度增加的主要原因。

因为抗燃油的酸度升高时，其自身产生酸的速度会加快，所以，当酸度指标超过0.1 mgKOH/g时，就需投入再生装置（离子交换树脂过滤器）进行处理。

2、粘度指标控制