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摘要：我公司机组抗燃油酸值多次出现超标，经过静态试验及现场数据统计分析，查找出造成抗燃油酸值超标的原因，并引进国内最新旁路再生装置投入现场使用，解决了抗燃油酸值及相关参数超标的问题。据此提出抗燃油运行过程维护要求：1、检查局部超温点并进行重新保温;2、改造在线再生装置，更换硅藻土滤芯为极性硅铝滤芯。3、按制度要求连续投运旁路再生装置并定期更换滤芯;
关键词：抗燃油;酸值;旁路再生装置;极性硅铝滤芯;
我公司汽轮机调速系统使用抗燃油作为控制液的机组有6台：2台NC135/125-13.24/535/535型汽轮机组、2台N300-16.7/538/538型汽轮机组;2台CJK/350/292-0.4/24.2/566/566型汽轮机组。为防止高压油泄漏酿成火灾，调速控制系统采用美国科聚亚公司生产的合成磷酸酯抗燃液压油。抗燃油的特点是气化压力低，没有易燃和维持燃烧的分解产物，燃烧后火焰不沿油流传播，极大的降低了油系统发生火灾的可能性。抗燃油新油入厂验收、补油前的混油试验以及运行过程中的监督试验，按照DL/T 571-2007《电厂用抗燃油验收、运行监督及维护管理导则》中相关控制指标进行监督，包括：颜色、外状、颗粒度、运动粘度（40℃）、闪点、体积电阻率等，如果这些指标超过控制标准或者处理不当，会引起调速系统工作异常，发生重大生产事故。嘉峪关宏晟电热公司6台使用抗燃油的机组，自2003年4月起陆续投产，在油质监督过程中，发现抗燃油酸值先后超标，并引起其它相关指标异常。
1 抗燃油系统介绍
抗燃油系统的功能是提供高压抗燃油，并由它驱动各执行机构，同时保持液压油的正常理化特性和运行特性。
抗燃油系统主要由抗燃油箱、抗燃油泵、出入口门、滤网、控制块、溢流阀、蓄能器、抗燃油供回油管、冷油器以及一套自循环滤油系统和自循环冷却系统组成。抗燃油从油箱经油泵入口门、入口滤网、抗燃油泵（高压变量柱塞泵）、抗燃油控制块（包括出口滤网、逆止阀、出口门、溢流阀）后，经高压蓄能器和高压供油母管HP送至各执行机构和危急遮断系统，系统执行机构的回油经有压回油母管DP、回油滤网、回油冷却器回到油箱;危急遮断系统的回油经无压回油母管DV1、DV2回油箱。机组正常运行时无压回油母管中的回油为危急遮断控制块（AST）内危急遮断油经两个节流孔后的排油，在两个节流孔之间安装有两个压力开关，用来监视、试验AST电磁阀工作、动作情况。
2 抗燃油介绍
抗燃油学名为三芳基磷酸酯，是一种人工合成油，它具有良好的抗燃性和液体的稳定性，抗燃油已全面应用于国内外各种类型的汽轮机控制系统。抗燃油具有如下优点：
2.1 高耐热防火性能和无油液腐蚀，提高了系统的安全性和可靠性。磷酸酯抗燃油的抗燃性（防火性）可以用其自燃點来衡量，三芳基磷酸酯的自燃点都很高，一般都在 560℃以上。不但如此，它的抗燃作用还在于其火焰切断火源后，会自动熄灭而不再继续燃烧，这也是抗燃油和矿物汽轮机油最大区别之一。
2.2 优良的氧化性和水解稳定性，延长了控制油液的使用寿命。经过试验，三芳基磷酸酯和32号汽轮机油的热氧化性有很大的区别：在 120℃的4小时热氧化试验时，三芳基磷酸酯的数值为0.033mg/g，沉淀0.003%;32号汽轮机油的数值为0.2mg/g，沉淀0.050%。
2.3 低空气释放性和低挥发性，减轻了控制油对设备的伤害，降低了检修维护的成本。
3 酸值超标原因分析及对策
酸值是反映抗燃油劣化变质程度的一项化学性能指标。酸值升高说明抗燃油劣化 ，产生了酸性物质。由于三芳基磷酸酯抗燃油与矿物油（如汽轮机油等）的成分及分子结构不同 ，它的劣化除了有氧化和热裂解反应外 ，主反应还有水解反应。所以抗燃油的劣化产物实际上是氧化反应、热裂解和水解反应的共同产物。抗燃油在大约200℃时就会发生低温降解 ，在300℃～1000 ℃时会发生高温降解。
3.1 宏晟电热公司机组抗燃油酸值变化情况说明
图中#4机组抗燃油酸值超标后突然降低趋势，是2013年12月18日组织更换了新抗燃油，此时酸值为0.05mgKOH/g;2013年12月23日再次取样分析时，酸值已经上升到0.25 mgKOH/g。这样的情况同样出现在#2机组抗燃油系统，依靠频繁更换抗燃油达到降低酸值的目的，已经相当无效且浪费大量的生产运行费用。
3.2 抗燃油酸值超标的原因分析
3.2.1 由于换油时系统不能完全清扫干净，残存的老化产物附着在系统管道内壁，当新油与这些老化产物充分混合均匀后，这些老化产物起到催化、加速的作用，往往是很短时间内，更换后的抗燃油颜色、酸值再次超出标准。所以，换油不能从根本上解决抗燃油酸值超标的原因，这一点在#2、#4机组表现非常突出。
3.2.2 经过试验室静态试验得出，高温对新抗燃油品质老化的影响非常小，但当系统内存在一定量的老化的抗燃油时，抗燃油管道附近的高温热源更容易引起抗燃油氧化分解，并加速抗燃油老化，具体表现为酸值超标、颜色变深、体积电阻率降低;
3.2.3 抗燃油为三芳基磷酸酯，含水量超标时会发生水解，产生酸性物质;酸性物质又会加速水解反应 ，使油质加速劣化变质;水分超标还可能引起抗燃油的乳化和起泡沫等问题;
3.2.4 抗燃油在线再生装置硅藻土滤器现场使用效果不好，没有起到彻底去除酸性物质及水分的作用。
3.3 酸值超标的不良影响
3.3.1 加速抗燃油的老化，颜色加深，酸值越高，颜色越深; 3.3.2 产生凝胶状沉淀和固体沉淀、油泥析出;酸值越高，油泥析出量越大，容易造成伺服阀粘结或卡涩;
3.3.3 体积电阻率下降，导致元件电化学腐蚀，电阻率越低，电化学腐蚀越严重，尤其对关键元件如泵、阀等产生腐蚀;
3.3.4 泡沫特性劣化，易造成油箱假液位。
3.4 降低酸值的对策
3.4.1 要求监督抗燃油管系附近的热源温度，加强近热源管段的保温工作，防止热传导对抗燃油的老化影响。
3.4.2 在没有办法彻底对抗燃油系统进行清扫的前提下，为了提高在线再生装置去除酸性老化物质的能力及投用效果，经过对几种吸附剂脱酸性能及处理抗燃油体积电阻率性能的试验比较（表2、表3），将现有抗燃油系统连续再生过滤器内填装的大粒硅藻土与小粒硅藻土更换为极性硅铝，引进抗燃油在线再生装置KZZ-1，该装置滤芯内填装极性硅铝且具有在线脱水功能，更换后脱酸率可以达到91.43%，体积电阻率可以提高6.33倍，使抗燃油的含水量由0.2 %降到0.04 %以下;为了保证抗燃油的酸值在0.1mg/gKOH 以下 ，硅藻土濾芯需3个月更换1次 ，而极性吸附剂再生滤芯则要12个月才更换1次，大大延长了滤芯的使用寿命，节约运行成本。
3.4.3 保证抗燃油系统再生装置长期投运并定期更换滤芯，使抗燃油质始终保持合格。假如一个硅藻土滤芯长期置于空气介质或油液中，尽管没有投运，也会因自身的吸湿性而降低或失去其去酸去水的功能。
4 结语
抗燃油酸值升高 ，说明油已变质 ，油中有劣化产物生成 ，这些劣化产物会不同程度地影响油的电阻率、颗粒度、泡沫和空气释放值等性能 ，会对机组调速系统的运行安全构成威胁，其机理比较复杂 ，需要进一步分析和研究工作。我公司抗燃油系统引进比较成熟的在线极性硅铝脱水装置，有效的解决抗燃油酸值超标及油品关键指标老化现象，保证抗燃油颜色、水分、酸值、体积电阻率等指标保持在国家标准要求范围内。
参考文献
[1] 汪红梅编著《电力用油（气）》;
[2]西安热工研究院有限责任公司《抗燃燃油在线再生设备技术资料》。
关键词：抗燃油;酸值;旁路再生装置;极性硅铝滤芯;
我公司汽轮机调速系统使用抗燃油作为控制液的机组有6台：2台NC135/125-13.24/535/535型汽轮机组、2台N300-16.7/538/538型汽轮机组;2台CJK/350/292-0.4/24.2/566/566型汽轮机组。为防止高压油泄漏酿成火灾，调速控制系统采用美国科聚亚公司生产的合成磷酸酯抗燃液压油。抗燃油的特点是气化压力低，没有易燃和维持燃烧的分解产物，燃烧后火焰不沿油流传播，极大的降低了油系统发生火灾的可能性。抗燃油新油入厂验收、补油前的混油试验以及运行过程中的监督试验，按照DL/T 571-2007《电厂用抗燃油验收、运行监督及维护管理导则》中相关控制指标进行监督，包括：颜色、外状、颗粒度、运动粘度（40℃）、闪点、体积电阻率等，如果这些指标超过控制标准或者处理不当，会引起调速系统工作异常，发生重大生产事故。嘉峪关宏晟电热公司6台使用抗燃油的机组，自2003年4月起陆续投产，在油质监督过程中，发现抗燃油酸值先后超标，并引起其它相关指标异常。
1 抗燃油系统介绍
抗燃油系统的功能是提供高压抗燃油，并由它驱动各执行机构，同时保持液压油的正常理化特性和运行特性。
抗燃油系统主要由抗燃油箱、抗燃油泵、出入口门、滤网、控制块、溢流阀、蓄能器、抗燃油供回油管、冷油器以及一套自循环滤油系统和自循环冷却系统组成。抗燃油从油箱经油泵入口门、入口滤网、抗燃油泵（高压变量柱塞泵）、抗燃油控制块（包括出口滤网、逆止阀、出口门、溢流阀）后，经高压蓄能器和高压供油母管HP送至各执行机构和危急遮断系统，系统执行机构的回油经有压回油母管DP、回油滤网、回油冷却器回到油箱;危急遮断系统的回油经无压回油母管DV1、DV2回油箱。机组正常运行时无压回油母管中的回油为危急遮断控制块（AST）内危急遮断油经两个节流孔后的排油，在两个节流孔之间安装有两个压力开关，用来监视、试验AST电磁阀工作、动作情况。
2 抗燃油介绍
抗燃油学名为三芳基磷酸酯，是一种人工合成油，它具有良好的抗燃性和液体的稳定性，抗燃油已全面应用于国内外各种类型的汽轮机控制系统。抗燃油具有如下优点：
2.1 高耐热防火性能和无油液腐蚀，提高了系统的安全性和可靠性。磷酸酯抗燃油的抗燃性（防火性）可以用其自燃點来衡量，三芳基磷酸酯的自燃点都很高，一般都在 560℃以上。不但如此，它的抗燃作用还在于其火焰切断火源后，会自动熄灭而不再继续燃烧，这也是抗燃油和矿物汽轮机油最大区别之一。
2.2 优良的氧化性和水解稳定性，延长了控制油液的使用寿命。经过试验，三芳基磷酸酯和32号汽轮机油的热氧化性有很大的区别：在 120℃的4小时热氧化试验时，三芳基磷酸酯的数值为0.033mg/g，沉淀0.003%;32号汽轮机油的数值为0.2mg/g，沉淀0.050%。
2.3 低空气释放性和低挥发性，减轻了控制油对设备的伤害，降低了检修维护的成本。
3 酸值超标原因分析及对策
酸值是反映抗燃油劣化变质程度的一项化学性能指标。酸值升高说明抗燃油劣化 ，产生了酸性物质。由于三芳基磷酸酯抗燃油与矿物油（如汽轮机油等）的成分及分子结构不同 ，它的劣化除了有氧化和热裂解反应外 ，主反应还有水解反应。所以抗燃油的劣化产物实际上是氧化反应、热裂解和水解反应的共同产物。抗燃油在大约200℃时就会发生低温降解 ，在300℃～1000 ℃时会发生高温降解。
3.1 宏晟电热公司机组抗燃油酸值变化情况说明
图中#4机组抗燃油酸值超标后突然降低趋势，是2013年12月18日组织更换了新抗燃油，此时酸值为0.05mgKOH/g;2013年12月23日再次取样分析时，酸值已经上升到0.25 mgKOH/g。这样的情况同样出现在#2机组抗燃油系统，依靠频繁更换抗燃油达到降低酸值的目的，已经相当无效且浪费大量的生产运行费用。
3.2 抗燃油酸值超标的原因分析
3.2.1 由于换油时系统不能完全清扫干净，残存的老化产物附着在系统管道内壁，当新油与这些老化产物充分混合均匀后，这些老化产物起到催化、加速的作用，往往是很短时间内，更换后的抗燃油颜色、酸值再次超出标准。所以，换油不能从根本上解决抗燃油酸值超标的原因，这一点在#2、#4机组表现非常突出。
3.2.2 经过试验室静态试验得出，高温对新抗燃油品质老化的影响非常小，但当系统内存在一定量的老化的抗燃油时，抗燃油管道附近的高温热源更容易引起抗燃油氧化分解，并加速抗燃油老化，具体表现为酸值超标、颜色变深、体积电阻率降低;
3.2.3 抗燃油为三芳基磷酸酯，含水量超标时会发生水解，产生酸性物质;酸性物质又会加速水解反应 ，使油质加速劣化变质;水分超标还可能引起抗燃油的乳化和起泡沫等问题;
3.2.4 抗燃油在线再生装置硅藻土滤器现场使用效果不好，没有起到彻底去除酸性物质及水分的作用。
3.3 酸值超标的不良影响
3.3.1 加速抗燃油的老化，颜色加深，酸值越高，颜色越深; 3.3.2 产生凝胶状沉淀和固体沉淀、油泥析出;酸值越高，油泥析出量越大，容易造成伺服阀粘结或卡涩;
3.3.3 体积电阻率下降，导致元件电化学腐蚀，电阻率越低，电化学腐蚀越严重，尤其对关键元件如泵、阀等产生腐蚀;
3.3.4 泡沫特性劣化，易造成油箱假液位。
3.4 降低酸值的对策
3.4.1 要求监督抗燃油管系附近的热源温度，加强近热源管段的保温工作，防止热传导对抗燃油的老化影响。
3.4.2 在没有办法彻底对抗燃油系统进行清扫的前提下，为了提高在线再生装置去除酸性老化物质的能力及投用效果，经过对几种吸附剂脱酸性能及处理抗燃油体积电阻率性能的试验比较（表2、表3），将现有抗燃油系统连续再生过滤器内填装的大粒硅藻土与小粒硅藻土更换为极性硅铝，引进抗燃油在线再生装置KZZ-1，该装置滤芯内填装极性硅铝且具有在线脱水功能，更换后脱酸率可以达到91.43%，体积电阻率可以提高6.33倍，使抗燃油的含水量由0.2 %降到0.04 %以下;为了保证抗燃油的酸值在0.1mg/gKOH 以下 ，硅藻土濾芯需3个月更换1次 ，而极性吸附剂再生滤芯则要12个月才更换1次，大大延长了滤芯的使用寿命，节约运行成本。
3.4.3 保证抗燃油系统再生装置长期投运并定期更换滤芯，使抗燃油质始终保持合格。假如一个硅藻土滤芯长期置于空气介质或油液中，尽管没有投运，也会因自身的吸湿性而降低或失去其去酸去水的功能。
4 结语
抗燃油酸值升高 ，说明油已变质 ，油中有劣化产物生成 ，这些劣化产物会不同程度地影响油的电阻率、颗粒度、泡沫和空气释放值等性能 ，会对机组调速系统的运行安全构成威胁，其机理比较复杂 ，需要进一步分析和研究工作。我公司抗燃油系统引进比较成熟的在线极性硅铝脱水装置，有效的解决抗燃油酸值超标及油品关键指标老化现象，保证抗燃油颜色、水分、酸值、体积电阻率等指标保持在国家标准要求范围内。
参考文献
[1] 汪红梅编著《电力用油（气）》;
[2]西安热工研究院有限责任公司《抗燃燃油在线再生设备技术资料》。