电厂常用EH油酸值去除方法的对比

摘 要：电厂EH油品质的好坏直接关系到汽轮机调速系统的安全，酸值控制是EH油品质控制的难点和要点。EH油酸值处理的滤芯主要有硅藻土吸附滤芯、活性氧化铝吸附滤芯、离子交换滤芯和强效极性分子吸附剂滤芯。 较为常见的方法为硅藻土滤芯和离子交换滤芯，本文对上述两种方法进行介绍和对比。

关键词：EH油；酸值；去除；对比

一、EH油使用现状

近年来，随着金属材料技术的发展，燃煤机组汽轮机参数断提高，汽轮机调速系统油动机需要的提升力越来越高。为满足这一要求，就需要增加油动机尺寸或提高液压系统压力从而提升油动机的提升力。 但油压的提高和液压设备尺寸的增大，带来的是油液渗漏风险的增大，油动机一般布置在汽轮机进汽管道上方。 EH油因其自身的抗燃性和热氧化稳定性，即使它落在炽热高温蒸汽管道表面也不会燃烧起来。

EH油品质的关键控制参数为酸值，国标规定运行机组EH油酸值需控制在≥0.15mgKON/g。酸值过高会导致调速系统密封件的腐蚀产生泄漏，腐蚀管道和油系统阀门密封面，特别是对伺服阀的损坏更为明显。某厂一台哈尔滨汽轮机厂生产的 N135-13.24/535/535型机组因调节系统失灵在半年时间内更换共7只 MOGO伺服阀，后分析得出 EH油酸值异常升高（最高达0.406 mgKON/ g）导致伺服阀内滑阀凸肩和阀杯密封腐蚀，产生汽轮机各调门伺服阀频繁卡涩失灵，调门拒动等问题。二、酸性产生的原因

EH油主要成分为磷酸酯，其有着耐挥发性，强抗磨性，强安定性，和良好的物理稳定性，因此被电厂用于汽轮机的调速系统的液压用油。难燃性和阻燃性是磷酸酯最突出特性，滴附在高温管道上难以自燃和传播火焰，或着火后能很快自灭。但是在有局部过热和微量水分存在时，油液容易分解并产生氧化反应，并形成磷酸、单价酯和二价酯等较强的酸性产物，这些酸会进一步促使油脂的分解和氧化，如此形成了自催化反应，加剧水分含量和酸度超标。

二、酸值去除方法

目前，国内关于EH油再生处理的滤芯主要有硅藻土滤芯、活性氧化铝滤芯、离子交换滤芯和强效性分子吸附剂滤芯。前两种滤芯原理为吸附再生，即利用硅藻土和氧化铝的吸附作用将油中的酸性成分去除，但吸附过程中会不同程度释放颗粒物质和其他极性化合物。因硅藻土滤芯出现较早，在投产较早的机组中较为常见。

离子交换滤芯由上世纪八十年代欧美国家研发，用于降低工业用油中液酸值和提高其电阻率。离子交换树脂是可以合成的物质，外形呈米粒状，具有稳定的物理结构和化学温稳定性。其中，用于去除酸值的为弱碱阴离子树脂，其自身具有永久性的的碱性功能团，能与酸性物质发生化学反应， 并具有良好的吸附再生效果。 在近几年投产机组使用较为普遍。

强极性分子吸附滤芯出现较晚，实际运用较少，但优点较为明显，其技术核心是使用的吸附剂具有强极性，吸附容量大、吸附选择性好，只吸附 EH油的劣化产物，不仅包括酸性化合物，还包括发色物质分子、表面活性物质等非酸性化合物。这些特性使其在改善油品颜色、去除酸值、提高电阻率等方面效果显著。

三、方法对比

（一）硅藻土滤芯

硅藻土是一种经数百万年在深海中形成的由硅藻生物的残骸沉积钙化形成的纯天然物质，由于硅藻的细胞结构和体内的物质构成，形成的硅藻泥具有微观纳米的蜂窝状结构，因此具有一定的吸附作用。 因其出现较早，产品成熟，市场认知度高，采购成本低，累积投运时间较长，成为早期投运机组的首选。

硅藻土虽然能进行油质再生，但其本身就是一个二次污染源，虽然有纤维过滤器，但长时间投用再生装置会让金属盐进入系统， 在管道和阀门流道理沉积，造成阀门卡涩和管道腐蚀。硅藻土因为是长周期形成的天然产物，形成过程中难免堆积钙、镁等离子，会与油液水解后的磷酸酯产物发生反应，形成胶状物，堵塞过滤器、伺服阀和节流孔板等，且不同批次的产品因原材料原因存在化学成分的差异，产品本身存在不确定性，本身含有细微的颗粒，运行方式不当时会直接进入油系统；

硅藻土吸附能力非常有限的，一只硅藻土滤芯吸附酸份的能力约为0.03%，实际使用中，需将滤芯在干燥箱内以90℃左右烘烤一小时以去除滤芯中的水份，以保证其吸酸能力。且连续吸附时间往往也很短。当EH油酸值高于0.5mgKOH/g时，使用硅藻土滤芯很难将酸值控制到国标范围内，同时面临大量的更换工作。

（二）离子交换滤芯

离子交换树脂是一种带有功能基的网状结构的高分子化合物，根据树脂所带的离子性质，可大体分为阳离子交换树脂和阴离子交换树脂。EH油除酸离子交换滤芯通常为弱碱阴离子树脂。弱碱阴离子树脂含有弱碱性基团，它们在水中能离解出 OH-，生成酚和羧酸。这种树脂的正电基团能与油液中的阴离子吸附结合，从而产生阴离子交换作用从而将油液中酸性成分吸附。

与硅藻土相比，离子交换树脂不会生成不溶性的磷酸脂皂化物，在除酸过程中也不会与磷酸酯发生反应产生酸性金属盐， 从而降低堵塞过滤器的风险和伺服阀粘结的风险。 在处理能力方面，除酸能力为5.68克摩尔当量，是硅藻土的数倍。 且质量可控，使用周期长，单只滤芯除酸能强，减少了频繁更换产生的费用。

因自身离子交换的工作方式，其主要衍生物都为水。离子交换时会根据酸值的大小会产生不同数量的水分，而且离子交换树脂滤芯本身含有50%以上的水分。因此，在离子交换滤芯除酸的过程中必须配合相应的滤水设备，在再生的同时必须配合真空式脱水装置及时出去水分，以免因水分含量过高引起的油液分解，造成酸值反复升高。

四、效果对比

表一为某厂家使用分别使用硅藻土滤芯和离子交换滤芯对同一油样进行长时间再生的对比数据。在长周期测试后发现，采用离子交换树脂方法在整个阶段除酸效果比硅藻土方法效果顯著，并且随着再生过程，油液中金属离子的含量也明显下降。而采用硅藻土滤芯处理后的油液中金属离子含量没有明显的变化。

五、结语

随着高参数、大容量机组的日益发展，电厂对调速系统的稳定性要求越来越高，同时对EH油品质的控制愈加重视。 EH油品控制重在监测和预防，选择合理的除酸方法可以做到事半功倍。降低酸值方面，离子交换树脂滤芯比硅藻土滤芯效果更加明显，但水分析出过高也是其难以克服的缺点。 随着材料技术的发展，更加全面的油品控制方法得以发展，在酸值控制的同时全面控制其他参数。

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