一、抗燃油酸值劣化的原因
磷酸酯抗燃油廣泛應(yīng)用于高參數(shù)的發(fā)電機(jī)組以及其它工業(yè)領(lǐng)域中。它是以芳基/烷基磷酸脂為基礎(chǔ)的合成液，有極其良好的潤(rùn)滑、抗氧化、阻燃等特性。但是在有微量水分存在時(shí)，油液在高溫運(yùn)行下容易分解，反應(yīng)往往從P-O鍵或C-O鍵的斷裂開始，并形成磷酸、單價(jià)酯和二價(jià)酯等產(chǎn)物，這些產(chǎn)物均為較強(qiáng)的酸、酸會(huì)進(jìn)一步加劇油脂的分解，使得油液的酸值劣化。高酸值的油液會(huì)腐蝕液壓設(shè)備，析出雜質(zhì)，導(dǎo)致伺服閥卡澀，造成調(diào)節(jié)系統(tǒng)失靈。
二、硅藻土再生系統(tǒng)存在的問(wèn)題
目前，絕大多數(shù)用戶采用硅藻土或活性氧化鋁等材料降低油液的酸值，但這種傳統(tǒng)的方法存在不足之處：
1、硅藻土中含有鈣、鎂等離子，會(huì)與油液水解的磷酸酯產(chǎn)物發(fā)生反應(yīng)，形成膠狀態(tài)的皂化物，堵塞過(guò)濾器及調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)；
2、硅藻土是tianran產(chǎn)物，不同批次的產(chǎn)品存在化學(xué)成分的差異，使用時(shí)存在不可預(yù)測(cè)性；
3、硅藻土本身含有細(xì)微的顆粒，運(yùn)行不當(dāng)時(shí)會(huì)直接進(jìn)入油系統(tǒng)；
4、硅藻土或活性氧化鋁僅能恢復(fù)微量的酸值，對(duì)嚴(yán)重劣化的油品，如酸值超過(guò)0.5mgKOH/g，處理能力極其有限；
5、硅藻土處理的油量較少，需要頻繁更換，費(fèi)用比較高。
離子交換樹脂是PALL（頗爾）公司和FMC（大湖）公司于二十世紀(jì)八十年代共同研制開發(fā)，為滿足歐美市場(chǎng)油液處理的環(huán)保要求：廢油的處理費(fèi)用非常高。離子交換樹脂處理技術(shù)用于降低油液酸值和提高油液電阻率，該技術(shù)首先應(yīng)用于美國(guó)Grand Gulf核電項(xiàng)目，并取得了良好的效果。
目前在國(guó)內(nèi)，上海汽輪機(jī)廠的EH油液再生回路已采用離子交換樹脂作為標(biāo)準(zhǔn)的應(yīng)用技術(shù)。離子交換樹脂是一種人工合成物，呈米粒狀，具有穩(wěn)定的物理、化學(xué)結(jié)構(gòu)。可以選擇不同類型的樹脂：弱堿陰離子樹脂（用于降低EH油液的酸值）、強(qiáng)酸陽(yáng)離子樹脂濾芯（用于去除EH油液中的金屬離子，以提高電阻率）。弱堿性陰離子樹脂具有yongjiu性的堿性功能團(tuán)，能與酸發(fā)生反應(yīng)，并具有良好的吸附效果。離子交換會(huì)產(chǎn)生微量的水分，而且樹脂本身含有一定量的水分，新的樹脂含水量高達(dá)50％以上。因此，離子交換裝置必須和脫水設(shè)備共同使用，一般采用gaoxiao真空式脫水裝置，以降低油液中的含水量。PALLgaoxiao真空式濾油機(jī)能去除100％的游離水和80％以上的溶解水。
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離子交換樹脂過(guò)濾優(yōu)點(diǎn)：
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硅藻土/氧化鋁過(guò)濾缺點(diǎn)：
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1、不會(huì)生成不溶性的磷酸酯皂化物，濾芯不會(huì)泄漏；
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1、效率低、易泄漏、易凝膠；
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2、提高電阻率明顯；
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2、提高電阻率不明顯；
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3、穩(wěn)定的理化性能，處理能力強(qiáng)；
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3、化學(xué)成份不固定，顆粒尺寸不一；
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4、降酸速率快；
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4、降酸速率緩慢；
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四、離子交換樹脂再生系統(tǒng)的應(yīng)用效果
4.1 對(duì)比試驗(yàn)情況
表一詳細(xì)說(shuō)明了在降解的磷酸酯抗燃油上分別采用了傳統(tǒng)硅藻土和離子交換樹脂處理的測(cè)試結(jié)果。在每次測(cè)試中，當(dāng)酸值停止下降時(shí)更換固體吸收物，同時(shí)測(cè)試油液的性能。采用離子交換樹脂方法比硅藻土方法在開始階段的酸值變化就呈現(xiàn)了明顯的差異。另外，離子交化樹脂處理方法也有效地降低了金屬離子含量，從處理前的90mg/L降到處理后的18mg/L。而采用硅藻土處理前后的金屬總量沒(méi)有明顯的變化。
表一 硅藻土處理和離子樹脂處理磷酸酯抗燃油的參數(shù)對(duì)比
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特性參數(shù)
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使用過(guò)的油液
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硅藻土處理
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離子樹脂處理
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286hr
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505hr
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839hr
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962hr
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258hr
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748hr
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793hr
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912hr
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電阻率×1010
（Ω?cm）
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0.26
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0.09
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0.17
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0.16
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0.20
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0.30
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0.46
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0.75
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1.80
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水分％（m/m）
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0.10
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0.04
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0.03
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0.02
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0.02
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0.08
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0.04
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0.04
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0.03
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酸值（mgKOH/g）
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0.40
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0.26
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0.19
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0.18
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0.13
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0.07
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0.05
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0.03
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0.01
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Na(mg/L)
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4
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12
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15
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17
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19
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2
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1
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1
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1
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Al(mg/L)
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13
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18
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20
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18
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21
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5
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2
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3
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3
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Ca(mg/L)
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22
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19
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18
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17
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16
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6
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5
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4
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4
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Mg(mg/L)
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38
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33
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32
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30
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27
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10
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8
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6
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7
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Fe(mg/L)
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10
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10
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11
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10
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10
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3
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3
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3
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2
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Cu(mg/L)
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3
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2
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2
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2
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1
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2
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1
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1
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1
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上述劣化較為嚴(yán)重的抗燃油采用離子樹脂處理后，水分和酸值兩項(xiàng)主要指標(biāo)均遠(yuǎn)遠(yuǎn)優(yōu)于運(yùn)行中抗燃油質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)：水分0.1％；酸值0.20mgKOH/g。
4.2 現(xiàn)場(chǎng)的應(yīng)用情況（廈門嵩嶼電廠）
廈門嵩嶼電廠自2001年底，在1號(hào)機(jī)組采用了離子交換——真空脫水處理技術(shù)，從半年的運(yùn)行監(jiān)測(cè)觀察，該處理工藝能明顯也改善抗燃油品質(zhì)。圖一為嵩嶼電廠1號(hào)機(jī)抗燃油的油質(zhì)變化情況。
圖1 嵩嶼電廠1號(hào)機(jī)抗燃油采用離子樹脂——真空脫水技術(shù)后的油質(zhì)變化情況
五、離子交換樹脂替換硅藻土的應(yīng)用實(shí)例
目前離子樹脂技術(shù)應(yīng)用于EH再生回路有以下幾種形式：
1、使用HRP020（濾油機(jī)）：即PALL離子樹脂再生裝置和真空式濾油機(jī)配合使用，原有的硅藻土回路停用；
2、已有離子再生回路：常見于上汽機(jī)組的EH系統(tǒng)中已配置了離子再生回路，只需配置真空式濾油機(jī)即可；
3、只有硅藻土再生回路：可以用PALL離子再生回路替換硅藻土回路，同時(shí)配置HNP021真空式濾油機(jī)；
4、已有硅藻土再生回路和真空式濾油機(jī)：只需用PALL離子再生回路替換硅藻土回路即可。
杭州華電半山發(fā)電有限公司于2006年11月，在5#機(jī)組（上汽125MW機(jī)組，新華EH1000型油系統(tǒng)，使用阿克蘇諾貝爾抗燃油）改造了硅藻土再生回路，通過(guò)使用PALL離子交換樹脂和真空濾油機(jī)處理方法成功的恢復(fù)了劣化的油液，獲得了廠方的好評(píng)。
5.1 訂貨資料：
1、離子交換裝置過(guò)濾型號(hào)： PFS8370R3KP
其中包括：離子交換過(guò)濾器： HZ8370F48**XBB-YC03
攔截過(guò)濾器： HZ9020C12**SBM
電機(jī)： 1200662
再生泵： 1204302
濾芯備品：
陰離子濾芯： HC0653FAG39Z(隆酸值)
陽(yáng)離子濾芯： HC0653FCG39Z（提高電阻率）
攔截濾芯： HC9020FKP8Z
2、gaoxiao真空濾油機(jī)型號(hào)： HNP021R3KPZC
5.2 系統(tǒng)流程結(jié)構(gòu)圖：
5.3 圖片實(shí)例
圖一、原有的硅藻土再生回路
油質(zhì)變化情況
投用PALL離子樹脂和真空式濾油機(jī)后的抗燃油油質(zhì)變化情況：
六、使用離子交換處理技術(shù)的相關(guān)事項(xiàng)
如何安排離子樹脂的運(yùn)行方式？
在酸值或電阻率不合格的情況下，強(qiáng)烈建議連續(xù)投運(yùn)離子樹脂和真空式濾油機(jī)，以獲得最jia的處理效果。單支離子樹脂過(guò)濾器的設(shè)計(jì)流量為1.5L/min。對(duì)于600～1500L的油箱容量。
在酸值或電阻率合格的情況下，可以停運(yùn)離子樹脂，也可安排定期投用，比如：每月安排投用8小時(shí)。
離子樹脂使用后的衍生物有哪些？有何處理方法？
該樹脂不能按常規(guī)水處理樹脂的工作原理對(duì)比，無(wú)論是陰離子還是陽(yáng)離子，其weiyi衍生物只有水。
使用PALL真空式濾油機(jī)，可以作為去除水分的方法。在沒(méi)有脫水設(shè)備的情況下，PALL公司建議不能單獨(dú)使用離子樹脂過(guò)濾器。
離子交換樹脂濾芯的使用壽命？
可參考如下實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)：?jiǎn)沃V芯能將800L的抗燃油從0.35mgKOH/g降低到0.1mgKOH/g。
如何判斷濾芯的失效？
該濾芯的失效沒(méi)有報(bào)警裝置。當(dāng)化驗(yàn)結(jié)果表明酸值沒(méi)有明顯下降或電阻率沒(méi)有明顯上升，即可判斷該濾芯已經(jīng)失效。
使用離子樹脂濾芯對(duì)油溫有何要求？
使用樹脂結(jié)構(gòu)的不同，其熱穩(wěn)定性有所不同。弱堿陰離子樹脂適合20～80
