化解抗燃油泡沫特性超标的优化方案探究——以国电聊城发电有限公司#1机组为例

张爱梅

国电聊城发电厂 山东 聊城 252000

维护和使用抗燃油必须小心谨慎，它不仅关系到抗燃油自身的使用寿命，还关系到设备的正常运行。 泡沫特性是抗燃油的一项重要指标，抗燃油泡沫特性超标，会对调速系统正常、安全运行造成威协。 因此，维护使用抗燃油必须将泡沫特性在控制在既定指标范围之内，以确保机组安全运行。

1 事故过程及安全隐患

2012年9月5日，我公司在定期检测抗燃油油质时，发现＃1机抗燃油的抗泡沫特性（24℃）为：830 ml／810 ml，当月例行分析其它指标结果见表1。

为了掌握＃1机主机汽轮机油的油质状况，对该油进行油质评估，结果见表1。

2012年10月8日取样对＃1机抗燃油进行年度全分析，指标结果见表2。

依据国标DL／T571－2007《电厂用磷酸酯抗燃油运行与维护导则》， 运行中的抗燃油泡沫特性控制标准（24℃）为：≤200 ml／0 ml，由试验结果得知，＃1机组抗泡沫特性超标严重。

表1 ＃1机抗燃油油质检测结果

表2 ＃1机抗燃油油质年度全分析检测结果

抗燃油泡沫超标会造成如下危害：

1）导致电液控制信号失准。由于油系统运行压力较高，油中空气的溶解度随压力升高而增加。 当油通过伺服阀和转向阀时，由于节流所造成的油压不稳，改变了油的可压缩性，使电液控制信号失准，从而影响操作和控制的准确性。

2）损坏设备并造成油的氧化劣化。 在高压下，油中空气泡发生破裂，造成油系统压力波动，引起噪声和气蚀振动而损坏设备；气泡破裂时会产生瞬间高能，气泡中的氧会造成油的氧化劣化。

3）影响油泵的正常工作。泡沫会使油箱中出现假油位，造成供油不足，有时甚至从油箱顶部的呼吸口溢出，造成跑油事故，影响现场卫生及文明生产。

2 原因分析与选择方案

油质泡沫特性不合格的主要原因有两种：一种原因是抗燃油在运行一段时间后，油质逐渐劣化变质，含有促使泡沫产生的极性物质，消耗掉了油中所含抗泡沫的成分，使油的泡沫逐渐增多；另一种原因是随着运行时间的增长，抗燃油中抗泡沫成份的缺失，导致抗泡沫性能下降。

为解决抗燃油指标不合格问题，须从以下两个方面入手：其一是换油，即将发生故障机组油箱中储藏的油全部换新；其二是通过专业试验分析向油中添加吸附剂或消泡剂，以消解油中抗泡沫特性超标的现象。

从国电聊城发电厂的实际出发，本着经济效益的原则分析这两种方案的情况如下：第一种方案即换油， 此方法较为传统但成本较高，＃1机抗燃油油箱的贮油量约1.136m3， 如果全部更换新油大约需要20多万元；第二种方案即对油质进行处理，处理方式有两种：（1）滤油（2）添加消泡剂。 什么情况下滤油，什么情况下适合添加消泡剂需要做小型试验找到油质劣化的原因， 而且对于第二种方式来说，使抗泡沫特性达到合格，理论上可行，但通过咨询权威部门，目前山东省各兄弟电厂未出现过向油中添加消泡剂进行处理的先例，无经验可借鉴。 通过我公司生产部门领导联系，有做过类似添加剂工作的西安热工研究院指导，看能否通过试验，采取有效的措施，既保证油质合格又能降低成本。

3 试验过程与效果分析

为了确定是由哪种原因导致抗泡沫特性超标，我们配合西安热工研究院人员进行了以下试验。计划先用吸附剂处理，若处理后的油质合格，则是因为油中存在表面活性物质造成油质不合格，通过使用抗燃油再生设备对油进行再生处理，去除油中的劣化产物及其它污染物就能很好的解决泡沫问题。若仍然不合格， 则是因为油中消泡剂的缺失造成，需要添加消泡剂。

首先进行吸附剂添加试验，过程如下：

4%的吸附剂添加试验： 称取300.0g抗燃油于500ml烧杯中， 再称12.0g硅铝吸附剂配成4%的溶液，在60℃水浴锅内搅拌45min，然后用定性滤纸过滤出190ml油样，（为了好过滤， 可以在50℃烘箱中进行），于24℃泡沫测定仪中恒温20min进行测试。

8%的吸附剂添加试验，过程如下：

称取303.4g油于500ml烧杯中， 再称24.0g硅铝吸附剂， 配成8%的溶液， 在60℃水浴锅内搅拌45min， 然后用定性滤纸过滤出190ml油， 同样于24℃泡沫测定仪中恒温20min进行测试。

将上述各190ml油放入已预热好的泡沫仪中对比测试结果见表3。

表3 ＃1机抗燃油添加4%的吸附剂与8%的吸附剂后抗泡沫特性测试结果

分析以上结果，4%与8%的吸附剂结果不太合理，又将8%的试验样重新做一次，如下：

称取353.7g油于500ml烧杯中， 再称28.0g硅铝吸附剂加入油中，在60℃水浴锅内搅拌45min，然后用定性滤纸过滤出190ml油样， 同样于24℃泡沫测定仪中恒温20min进行测试，结果见表4。

表4 ＃1机抗燃油添加8%的吸附剂后抗泡沫特性测试结果

从试验结果中，我们看出添加了4%与8%的吸附剂进行处理后的抗燃油泡沫特性虽然较之前有所降低，但仍然没有达到国标要求，证明该油中不但存在影响泡沫特性的表面活性物质， 还缺少消泡剂。

我们确定如下处理方案：添加消泡剂，浓度约为30ppm，一周内暂停一切滤油机工作使消泡剂充分分散溶解，一周后启动滤油机进行滤油，进而除去油中的表面活性物质， 彻底解决泡沫特性超标问题。

为使消泡剂添加工作顺利进行，我们又开展了消泡剂添加试验，过程如下：

20ppm消泡剂添加试验： 称量一滴消泡剂于50ml烧杯中，质量为0.0485g，再称抗燃油22.4g配成母液 （因消泡剂密度大， 在称量中一滴下去就是0.0485g， 试验中先配成母液）， 充分搅拌。 再用500ml烧杯称取205.4g抗燃油，加2g母液（经计算：2g母液含消泡剂0.00433g）， 配成浓度20ppm的消泡剂，在60℃水浴锅内搅拌30min。 于24℃泡沫测定仪中恒温20min进行测试，结果见表5。

表5 ＃1机抗燃油添加消泡剂后抗泡沫特性测试结果

试验证明添加30ppm的消泡剂对油质处理是可行的，添加消泡剂操作，实际过程如下：

用2.5kg小桶取2／3桶抗燃油， 加30.3g消泡剂（按抗燃油油箱油量1吨来计算），搅拌速度3000转／分钟，搅拌3小时，由检修部门配合，从抗燃油箱顶部呼吸口加入油箱。 加入后不开滤油机，一周后再开启。

为了确定添加消泡剂后的效果，我们对添加消泡剂后油质进行跟踪化验结果见表6、表7。

表6 ＃1机抗燃油添加消泡剂后油质第一次测试结果

表7 ＃1机抗燃油添加消泡剂后油质第二次测试结果

根据分析结果得知添加消泡剂后抗燃油的抗泡沫特性明显减小， 现在添加消泡剂已有四个多月，每周我们都对油质进行化验，运行指标平稳，困扰机组的安全问题得到有效解决。添加消泡剂的费用为10万元，如更换新油约需资金20万元，为公司节约资金10多万元，取得了可观的经济效益，得到相关部门的认可与好评。

4 结论

针对磷酸酯抗燃油泡沫特性不合格问题，采用添加消泡剂的方法，可以降低抗泡沫特性在合格范围内，降低了生产成本，同时保证了机组的安全运行。

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