摘要：磷酸酯抗燃液在工程中惯称磷酸酯抗燃油，它是抗燃油中运用最为普遍的一种，常用作高参数机组的调节保安系统和旁路系统的工作介质。近年来磷酸酯抗燃油劣化的情况日益增多，致使磷酸酯抗燃油由品质下降，严重影响了使用性能：基于此。本文综合分析了磷酸酯抗燃油劣化对机组的影响及目前对劣化抗燃油进行再生处理的方法。
关键词：磷酸酯抗燃油；劣化影响；再生处理；研究进展
1、前言
磷酸酯抗燃油有非常好的润滑性能和抗燃性，作为控制油已经被广泛应用于非常大型汽轮机组的调速系统，对提高发电机组的防火安全性也有相当重要的作用。但是抗燃油的抗氧化安定性和抗水解安定性却较差，导致抗燃油在运行中易发生劣化。因此，了解劣化磷酸酯抗燃油对机组运行的影响，同时对劣化磷酸酯抗燃油及时进行再生处理，对延长油品的使用寿命，提高机组运行的经济性有很大的意义。
2、磷酸酯抗燃油劣化的影响因素
2.1酸值
酸值是抗燃油非常重要的一项化学性能指标，运行机组的抗燃油酸值通常控制在0．20mgKOH／g。酸值升高表明抗燃油品质降低，产生了酸性物质，发生了劣化。酸值升高同时加速了抗燃油的水解，加剧了对金属部件的腐蚀，导致油泥的形成和沉积，另外，还会不同程度的影响空气释放值、电阻率、颗粒度等性能，对汽轮机调速系统的安全运行构成较大的威胁。
2.2水分
磷酸酯抗燃油的水解过程是一个能让水解产物迅速分解的过程。一旦出现了水解，抗燃由的劣化速度就会加剧。磷酸酯抗燃油在酸碱盐中最容易发生水解，所以水分是磷酸酯抗燃油酸值升高的主要原因，更加快了磷酸酯抗燃由的老化，使抗然油发生水解，而且还会促使运行机组的零部件遭到腐蚀，严重影响运行机组的安全运行。根据文献报道，在一定条件下磷酸酯抗燃油的使用寿命是5～10年，但在大多数运行过程中，不到一年抗燃油中的含水量就超过了标准。抗燃油中含水量的升高加速了抗燃油的劣化，会影响抗燃油中的空气释放值、电阻率和泡沫特性。根据抗燃油运行守则，油中的水含量必须<0．1％。
2.3温度
抗燃油的抗燃性主要体现在抗燃油的高燃点，不容易燃烧而且不容易产生易燃产物使其在突发火灾的情况下也不会沿着油的方向传递火苗，这主要是由于抗燃油在合成过程中加入了抗燃剂。另外研究发现，磷酸酯抗燃油的阻燃效果也很好，主要是磷酸酯在燃烧过程中产生偏磷酸聚合物，从而隔绝了空气使可燃物无法进入。磷酸酯产生的偏磷酸聚合物还可以阻止火势的蔓延。虽然磷酸酯抗燃油具有较好的抗燃性，但在高温的条件下，同样会加快磷酸酯抗燃油的劣化速度。抗燃油在较高的温度下就会发生氧化，一旦发生氧化油中的酸值就会升高，磷酸酯抗燃油中的酯类就会把运行机组零部件管线融化掉，导致抗燃油泄露。由此可以看出温度对于磷酸酯抗燃油来说是一个关键的因素。
研究表明，未使用的抗燃油保存温度应该30℃左右，一旦被启用，磷酸酯抗燃油的温度就要保持在55℃左右。磷酸酯抗燃油会因为温度的升高而发生氧化反应，使油中酸值升高，水分增加，影响磷酸酯抗燃油的正常运行。
3、劣化磷酸酯抗燃油再生处理方法
劣化磷酸酯抗燃油的再生方法通常包括物理方法和物理-化学方法两大类。
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3.1物理方法
物理方法包括沉降法、过滤法、静电吸附、真空脱水、离心分离等，这种方法适用于劣化程度很小的油质，主要去除油中的污染物和杂质，可作为劣化油再生前的预处理。有研究者利用真空分离的原理制造了一种新型油液真空脱水装置。其脱水效率主要由真空度、温度、油膜蒸发表面积、蒸发面积的更新和蒸发持续时间五个因素确定。在实际生产实践中真空脱水技术常常是和离子交换技术结合应用。根据介绍，早在20世纪80年代中后期国外成功利用离子交换树脂处理磷酸酯抗燃油，国内也有火电厂采用离子交换技术来改善磷酸酯抗燃油的品质。可利用离子交换树脂处理劣化抗燃油，结果表明，离子交换树脂处理方法有效的降低了金属离子含量，从90mg/L降到18mg/L，但使用离子交换树脂处理方法会产生水分，必须与脱水设备一起使用。
3.2物理-化学方法
物理-化学方法主要包括凝聚、吸附等单元操作，劣化磷酸酯抗燃油再生处理中最常用的是吸附剂再生法。吸附剂再生法是利用具有较大的活性表面积的吸附剂，对劣化油中的酸性组分、树脂、不饱和烃和水分等有较强的吸附能力，使吸附剂与劣化油充分接触，从而去除有害物质，达到净化再生的要求。吸附剂法可分为接触法和渗滤法两种。接触法是在搅拌的情况下，劣化油与吸附剂混合，使其充分接触进行再生。接触法只适合再生从设备上换下来的油。在油劣化不太严重，油的颜色不深，酸值在0．1mgKOH/g油以下，油中出现水溶性酸时，可采用此方法进行再生。其再生的效果会与再生温度、搅拌时间以及吸附剂的性能和用量等因素有关，可通过小型实验以及根据油劣化程度确定再生时的最佳实验条件。
渗滤法是将吸附剂装在柱形渗滤器内，强迫油通过渗滤器而进行再生。这种方法既适合再生换下来的油，同样也适合再生运行中的油。对于处理运行中的油，可以在设备不停电的情况下，带电过滤吸附处理，对轻度劣化油效果较明显。这种方法对设备的要求较高，并且成本较大。
目前，吸附剂再生法广泛应用于劣化磷酸酯抗燃油再生中。吸附剂再生法相对于其他方法的优势在于再生效果明显，且可以再生运行中的油，不影响机组的运行;同时，吸附剂再生法具有工艺简单，成本低和适用性强等优点。有研究者分别采用接触法、渗滤法再生劣化抗燃油，对WD-5和OX-392A两种吸附剂的性能进行考察，实验结果表明这两种吸附剂均可以明显降低油的酸值并提高其电阻率;并且失效后的吸附剂可通过高温焙烧等手段活化再生，可降低成本，减少环境污染。还有人通过实验得到了新型XDK高效吸附剂的使用条件和吸附性能，在吸附剂用量为2%，吸附温度为55℃以及吸附再生时间在24～48h时可获得最佳效果;同时，该吸附剂对油中金属含量有独特的脱出作用。有人研究了硅藻土和XDK吸附剂再生劣化抗燃油的最佳实验条件，采用接触法再生，得到了硅藻土吸附剂的最佳实验条件为45℃温度下搅拌吸附60h;XDK吸附剂的最佳条件为55℃温度下搅拌吸附96h;并且从实验结果可以得出XDK吸附剂吸附能力是硅藻土的1．5倍。有学者使用不同的表面活性剂或微乳剂浸渍硅藻土制备吸附剂，并通过酸值来分析其吸附性能;其中使用酰胺表面活性剂浸渍硅藻土得到的吸附剂吸附效果较好，将酸值由0．16mgKOH/g降低至0．07mgKOH/g。使用新型强极性硅铝吸附剂再生劣化抗燃油，实际效果说明其具有较强的脱酸能力以及提高电阻率的能力。
4、结语
对磷酸酯抗燃油劣化影响严重的指标是油品酸值和含水量，当酸值和含水量升高时，会加速引发其他指标的不合格，运行中的磷酸酯抗燃油的酸值要控制在0．15mgKOH/g范围内，水分含量应控制在0．1%以下，尽量越小越好。电厂常使用吸附剂再生法处理劣化磷酸酯抗燃油，硅藻土、XDK吸附剂等能在一定程度上降低酸值和含水量，可先使用物理方法作为预处理去除油中杂质，然后使用吸附剂再生法处理劣化油。提高现有吸附剂的吸附能力，并减少吸附剂对油品的污染，或使用新型高效吸附剂需要进一步研究分析的。
参考文献：
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[2]雷建平，万广东．汽轮机进口抗燃油的维护和保养[J]．华电技术，2008，30(10)：57-59．
论文作者:徐亮
论文发表刊物:《基层建设》2017年6期
论文发表时间:2017/6/22
标签：燃油论文; 磷酸酯论文; 吸附剂论文; 酸值论文; 机组论文; 方法论文; 硅藻土论文; 《基层建设》2017年6期论文;