第四章磷酸酯抗燃油.ppt

第四章 磷酸酯抗燃油第一节 概念及特性1.1 什么是抗燃油用化工原料通过化学合成的方法制造的润滑剂或液压液，电力系统习惯称之为抗燃油，其自燃点温度高于矿物油1.2 为什么要使用抗燃油n高参数、大容量机组n过热蒸汽温度＞540℃，超超临界600℃n调速系统油压140~160Kgf/cm2n矿物油易着火1.3 磷酸酯抗燃油的分类三芳基磷酸酯的化学通式主要组成ISO代号特点水包油乳化液HFAHFAL无抗磨性；HFAM有抗磨性油包水乳化液HFBHFBL无抗磨性；HFBM有抗磨性水-乙二醇液压液HFCHFCL无抗磨性；HFCM有抗磨性磷酸酯液压液H（F）DR不含水卤代烃液压液H（F）DS不含水磷酸酯和卤代烃混合液H（F）DT不含水其他合成液压液H（F）DU不含水磷酸酯抗燃油的类别和用途1.4 磷酸酯抗燃油的性能n1.具有良好的抗燃性n2.具有高闪点和燃点，低挥发性n3.具有良好的热氧化安定性1.4 磷酸酯抗燃油的性能难燃性、润滑性、氧化安定性、低挥发性、添加剂 感受性、火焰不会沿油液传递部分三芳基磷酸酯的物理性质第二节 磷酸酯抗燃油的性能特点、日常监督项目2.1 抗燃性抗燃机理： 磷酸酯受热分解，生成聚合酸和水分聚合酸是一种强脱水剂，会促使含羟基的物质生成碳化物，产生大量的水分 ，从而阻止了燃烧，生成的PO物质有遮蔽火焰，自动熄火的作用。

磷酸酯抗燃油与矿物汽轮机油抗燃性对比结果*依据IEC 79-4的实验方法测出的数据2.2 介电性介电性能主要是以体积电阻率指标表征的：20℃电阻率：抗燃油 6×109Ω·cm汽轮机油4.0×1013Ω·cm 变压器油6.9×1013Ω·cm电阻率与油部件的电化学腐蚀有关新抗燃油的电阻率与磷酸酯的分子结构有关，含烷烃的比例高，电阻率高；含极性杂质的量越小，电阻率越高2.2 介电性n引起磷酸酯抗燃油电阻率降低的因素：n1.极性物质污染n2.颗粒杂质污染n3. 油质劣解产物n4.密封材料损坏n5.补入了电阻率不合格的抗燃油2.2 介电性n不合格的处理措施n1.进行再生处理，必要时更换再生装置的再 生滤芯或吸附剂n3.必要时换油2.3 水解安定性水解反应水解产物：酸性磷酸二酯、酸性磷酸一酯、磷酸和酚类物质2.3 水解安定性（一）水分异常原因n1.冷油器泄漏n2.油箱呼吸器的干燥剂失效，使空气中的水 分进入n不合格的处理措施n1.检修，消除冷油泄漏缺陷n2.更换呼吸器的干燥剂n3.更换滤油设备的脱水滤芯2.4 清洁性n抗燃油清洁度（又称颗粒污染度），指油中固体颗粒的数量及尺寸分布n调速系统伺服阀等精密部件间隙很小，固体颗粒会使伺服阀磨损、卡涩。

n污染级别控制在NAS 1638标准的6级以内 NAS 1638 ：美国航空航天高压联合会标准）2.4 清洁性n颗粒度异常原因n1.被机械杂质污染；n2.油系统部件有磨损；n4.精密过滤器失效 不合格的处理措施1.检查精密过滤器是否破损、失效，必要时更换滤 芯 2.停机检修，检查油箱密封及系统部件是否有腐蚀磨 损 3.消除污染源后，进行精密过滤处理2.5 空气释放性和泡沫特性n滞留于油中的空气表现为气泡空气和雾沫空气两种形式n油中较大的空气泡能迅速上升到油表面并形成泡沫n较小的气泡上升至油表面比较缓慢，称为雾沫空气n空气释放性是指弥散在油中的雾沫空气从油中析出的能力n泡沫特性是油和空气混合产生泡沫的现象，即生成泡沫的倾向及其泡沫的稳定性，以泡沫体积表示n如果油的空气释放性不好，空气进入油中后不能及时得到分离，会造成油的操作性能变差，对机组的安全运行构成危害2.5 空气释放性和泡沫特性n异常原因n1.油质劣化n2.油被污染n不合格的处理措施n1.消除污染源，更换再生装置的再生滤芯或 吸附剂n2.必要时考虑换油2.6 外观或颜色n外观是初步判定抗燃油性能变化的直观依据n异常原因：n1.油温高，局部过热，油劣解n2.油中进水，发生水解反应n３.油质发生老化n４.被其他物质污染n处理措施：n１.查找过热点，消除；或调节冷油器油温，控制系 统油温n２.脱水处理n３.必要时换油（结合其他项目）２.７密度、倾点、运动粘度、矿物油 含量、开口闪电、自燃点n是油本身具有的性能，一般不发生变化n不合格原因：n１.被矿物油污染n２.被其他物质污染n不合格的处理措施n１.换油2.８ 与非金属材料的相容性由于磷酸酯具有较强溶剂效应，能溶解油系统中的污垢，使之悬浮于油 液中。

因此在抗燃油系统中的关键部件都安装有过滤器2.９ 腐蚀性三芳基磷酸酯对金属不具有腐蚀性，尤其中性酯不腐蚀黑色金属和有色金属磷酸酯在金属表面上形成的膜还能够保护金属表面不受水的作用但是，磷酸酯的热氧化分解产物和水解产物对某些金属有腐蚀作用，如铜和铜合金另外，有资料介绍不主张使用锌和锡如巴氏含金，因为它们是磷酸酯的水解降解催化剂所以汽轮机润滑油一般不采用磷酸酯抗燃油2.1０ 辐射安定性三芳基磷酸酯的辐射安定性比矿物油差，在许多不同类型的射线的照射下，磷酸酯均会分解因此，它不宜用在受辐射的设备上第三节 磷酸酯抗燃油的技术规范3.1 我国DL/T571-2007 新油标准3.2 IEC61221-2004、ISO10050-2005新油标准3.3 国外企业新油标准第四节 磷酸酯抗燃油的应用及技术监督l4.1运行抗燃油质量标准DL/T5714.2 运行抗燃油的检验周期4.3 油质指标异常原因及处理4.5 新油验收（142~143）4.5 抗燃油劣化的原因（144）如何预防磷酸酯的毒性l生产厂应控制邻位三甲苯磷酸酯的含量≤1%l操作人员应戴防护手套、穿工作服，短时间与皮肤接触应及时洗手，若不慎溅入眼睛内，应立即用硼酸水冲洗1－三甲苯基磷酸酯，剂量1.5mg/kg; 2－三甲苯基磷酸酯，含0.1％4，4`二苯基对苯二 胺 3－三甲苯基磷酸酯，含0.3％二硫代二苯胺； 4－三甲苯基磷酸酯，含0.2％苯基－β－奈胺抗氧剂将第三甲苯基磷酸酯毒性作用的效 能第五节 油质问题对运行发电机组的 影响抗燃油质问题对运行发电机组的影响及处理措施 一 抗燃油电阻率下降问题 1. 电阻率下降对调速系统的影响电阻率是抗燃油的一项非常重要的电化学性能控制指标，如果油在运行中该项指标小于6.0×109Ω·cm，就有可能引起油系统调速部套的电化学腐蚀，尤其是在伺服阀内由于其流速及油流形态的变化，极易发生电化学腐蚀。

导致伺服阀的卡涩、内漏及油泵负载电流加大的问题电阻率越低，电化学腐蚀就越严重电化学腐蚀对于部件是一种不可修复的损坏电化学腐蚀的结果是不得不频繁更换被腐蚀破坏的性能无法满足要求的部件，如伺服阀的更换等如果机组长期运行不能停机检修更换这些损坏了的伺服阀，就可能影响机组调节系统的性能，严重时会危机机组的安全运行电液转换器第一级放大油口的电化学腐蚀情况：中心孔边缘已破坏，损伤面呈灰黑色、凹凸不平的点坑状伺服阀电化学腐蚀2电阻率下降的原因最新研究发现，调速系统经常发生问题的主要原因是抗燃油的电阻率下降并引起伺服阀的电化学腐蚀问题新油的电阻率一般不会有问题，然而当新油运行一段时间后（一般2年后）就会劣化变质，产生酸性化合物和带颜色的醌类化合物，如果采用了硅藻土或氧化铝等吸附再生设备，能控制油的酸值，但除不去油中带颜色的醌类物质（弱极性物质），随着醌类物质的不断积累，油的颜色会越来越深，油的电阻率也就越来越低，低到一定程度就会产生伺服阀的电化学腐蚀，从而影响伺服阀的正常工作油中含有极性化合物如酸、水和醌类化合物，以及导电的金属粉末，都会增加油的导电度，降低油的电阻率所以影响运行油电阻率降低的主要因素有：油质劣化变质、含水量增高和金属粉末的增加。

电阻率、水分含量、酸值和氯化物之间的关系曲线新抗燃油电阻率随温度变化曲线极性污染物对电阻率的影响对位醌黄色3 提高电阻率的方法采用吸附再生方式去除油中酸性物质和其它极性物质、水分及金属粉末，就能有效提高油的电阻率二抗燃油颗粒度超标问题1 颗粒度超标对调速系统的影响由于调速系统的特殊性，对于抗燃油的颗粒度要求特别严（NAS 5级）, 如果颗粒度不合格，可能会引起机组伺服系统卡涩或卡死而发生严重的安全事故2 颗粒度超标原因油中颗粒有两类，一类是硬质颗粒如金属屑、沙粒、尘埃及金属氧化物等，另一类是软质颗粒如油泥、凝胶状物等等如果油中硬质颗粒在不断增加，说明油泵等转动部件有磨损或金属部件被腐蚀；如果软质颗粒在不断增加，说明油质可能劣化程度较严重，产生了油泥3 颗粒度超标的处理硬质颗粒的超标只要通过严格要求滤网的过滤精度就可以解决问题，然而软质颗粒超标也想通过严格要求滤网的过滤精度是解决不了问题的，而通过吸附再生方式去除油泥是行之有效的三抗燃油酸值超标问题 1 酸值超标对调速系统的影响酸值是反映抗燃油劣化变质程度的一项化学指标酸值升高说明抗燃油因劣化（氧化水解）而产生了酸性物质，酸值应控制在0.15mgKOH/g的运行油指标以内。

一般来说酸值超过0.1mgKOH/g以上油质就不稳定酸值越高、升高的速度也就越快所以在运行中酸值最好控制在0.1mgKOH/g以下，越低油质越稳定高酸值的油对金属部件有腐蚀作用，由于调速系统均采用不锈钢材料，所以酸腐蚀不是主要问题，而主要问题是酸值升高，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的影响油的电阻率、颗粒度、泡沫和空气释放值等性能2 酸值超标的原因抗燃油和矿物油一样，在接触氧气和温度后都会发生氧化反应，产生酸性化合物，油泥越高，产生酸的速度越快另外抗燃油比矿物油还多了一种化学反应，就是水解反应，抗燃油遇水后会发生水解，水解后会生成磷酸或半磷酸等酸性物质氧化反应和水解反应的叠加，使得抗燃油酸值升高的速度较矿物油要快，温度和水份是酸值升高的主要因素3 控制酸值的方法坚持长期或定期投用式旁路再生装置，并定期更换再生滤芯，就能有效控制酸值的增长例如投用抗燃油再生装置就能长期控制运行抗燃油的酸值不超过0.05mgKOH/g 四 抗燃油含水量超标问题1 含水对油质及调速系统的影响含水量的控制指标为≤0.1%(即1000ppm)，含水量越低，越有利于油质的稳定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的进行，使油质加速劣化变质、酸值升高、电阻率降低，导致酸性腐蚀和电化学腐蚀问题水分超标还可能引起抗燃油的乳化和起泡沫等问题2 含水量超标的原因运行抗燃油中的水分超标，是因为抗燃油三芳基磷酸酯的分子结构特性易于吸水，油中的水分主要来源于从油箱顶部呼吸口吸入的空气中的潮气，油吸收了潮气，水分就会增长所以给呼吸口加装带干燥剂的呼吸器，并注意经常更换保持干燥剂干燥，就能有效控制油中水分的增长3 去除油中水分的方法目前在电厂抗燃油脱水应用较广的方法有两种，一种是真空滤油机脱水，另一种是吸水滤芯脱水这两种方法都能很快将抗燃油中水份去除，达到0.05％以下，远高于标准的要求，可是两种方法相比，吸水滤芯脱水方式更简便、更安全、更经济一些五抗燃油泡沫超标问题1 泡沫超标对调速系统的影响泡沫超标，会使油箱内的泡沫过量累积，这对机组的安全运行构成危害首先油中含气泡，会加速油的氧化劣化，在高压下气泡破裂引起调速系统振动，气泡进入油泵会引起油泵的汽蚀现象，如果泡沫过多还可能影响油泵的正常工作，甚至发生泡沫会从油箱顶部的呼吸口溢出，这种情况在其他电厂已经发生过 2 起泡沫的原因新抗燃油中含有抗泡沫的成份，所以新油基本上不起泡沫。

当抗燃油运行一段时间后，由于油质的逐渐劣化变质会消耗部分或全部的抗泡沫的成份，使油的泡沫逐渐增多；有少数情况是由于抗燃油被污染（例如清洁油系统时使用的含发泡剂的清洁剂残液）造成泡沫超标3 消除泡沫的方法解决运行抗燃油泡沫超标的方法有两种，一种是当运行油的泡沫超标不严重时，可向运行油中添加部分新油，新油中所含的抗泡沫成份分散到运行油中，使泡沫得以消除当运行油的泡沫超标严重时，解决泡沫问题只有向油中添加消泡剂办法，可。