Lọc dầu chống cháy EH tuabin: trị số axit, điện trở suất, cách xử lý

Lọc dầu chống cháy EH (dầu phosphate ester) là công việc bảo dưỡng then chốt của hệ thống điều tốc và bảo vệ tuabin hơi, vì chất lượng dầu quyết định trực tiếp độ tin cậy của van servo và van dừng khẩn cấp. Bài viết này tổng hợp các chỉ tiêu cần theo dõi như trị số axit, điện trở suất và các phương pháp xử lý phổ biến.

Lọc dầu chống cháy EH tuabin: trị số axit, điện trở suất, cách xử lý — Trạm lọc dầu tuabin chân không dòng TY HOPU – Thiết bị Trường Phát

Dầu EH là gì và vì sao cần quản lý riêng

Hệ thống EH (Electro-Hydraulic) của tuabin hơi làm việc ở áp suất cao, thường khoảng 11–16 MPa, gần các đường ống hơi nóng. Vì vậy nhà chế tạo dùng dầu tổng hợp gốc phosphate ester, phổ biến là trixylenyl phosphate độ nhớt tương đương ISO VG 46, có nhiệt độ tự bốc cháy cao và khả năng tự tắt lửa tốt hơn dầu khoáng.

Tuy nhiên, phosphate ester có những điểm yếu mà người vận hành phải hiểu rõ:

Dễ thủy phân: khi có nước, este bị phân hủy tạo ra axit photphoric dạng este bậc thấp. Axit sinh ra lại xúc tác cho quá trình thủy phân tiếp theo, tạo thành vòng lặp tự gia tốc.
Nhạy với oxy hóa và nhiệt: điểm nóng cục bộ, bọt khí bị nén đoạn nhiệt làm dầu sẫm màu, tăng axit và tạo cặn.
Tỷ trọng lớn hơn nước (khoảng 1,1–1,2 g/cm³), nên nước tự do nổi lên trên thay vì lắng đáy.
Không tương thích với nhiều vật liệu: cao su nitrile, neoprene và một số loại sơn bị trương nở hoặc bong tróc; gioăng phải dùng cao su flo (FKM), PTFE hoặc vật liệu được nhà chế tạo chấp thuận.
Không được trộn với dầu khoáng: chỉ một lượng nhỏ dầu tua bin gốc khoáng lẫn vào cũng làm giảm tính chống cháy, tăng tạo bọt và khó tách khí.

Các chỉ tiêu chất lượng cần theo dõi

Giới hạn cụ thể phụ thuộc vào hướng dẫn của nhà chế tạo tuabin, nhà sản xuất dầu và tiêu chuẩn áp dụng. Ở nhiều nhà máy nhiệt điện có thiết bị xuất xứ Trung Quốc, tiêu chuẩn DL/T 571 thường được dùng làm căn cứ; các thiết bị châu Âu, Mỹ, Nhật thì theo khuyến cáo OEM và ASTM. Bảng dưới đây nêu các khoảng giá trị điển hình để tham khảo, khi áp dụng cần đối chiếu tài liệu của chính tổ máy.

Chỉ tiêu	Dầu mới (điển hình)	Dầu vận hành – mức cần chú ý	Ý nghĩa
Trị số axit (mgKOH/g)	≤ 0,05	Tăng lên khoảng 0,1–0,15 là cần xử lý; vượt ngưỡng OEM phải can thiệp ngay	Phản ánh mức thủy phân và oxy hóa
Điện trở suất ở 20 °C (Ω·cm)	≥ 1×10¹⁰	Giảm xuống cỡ 6×10⁹ hoặc thấp hơn là mức báo động theo nhiều quy định	Liên quan đến ăn mòn điện hóa mép van servo
Hàm lượng nước (mg/kg)	Thường ≤ 600	Thường giữ dưới khoảng 1000; càng thấp càng tốt	Nguyên nhân chính gây thủy phân
Độ sạch	NAS 1638 cấp 6 hoặc tốt hơn	Duy trì NAS 5–6 tùy yêu cầu van servo	Chống kẹt, mòn van servo
Hàm lượng clo (mg/kg)	Rất thấp	Thường giới hạn cỡ vài chục mg/kg	Clo làm tăng ăn mòn và giảm điện trở suất
Màu sắc, tạo bọt, thoát khí	Trong, sáng	Sẫm màu nhanh, bọt nhiều là dấu hiệu lão hóa	Đánh giá tổng thể tình trạng dầu

Trị số axit – chỉ báo sớm nhất

Trị số axit (Acid Number, AN) là chỉ tiêu được theo dõi thường xuyên nhất. Với dầu phosphate ester, AN tăng thường không tuyến tính: giai đoạn đầu tăng chậm, sau đó tăng vọt khi axit đủ nhiều để tự xúc tác thủy phân. Vì vậy, xu hướng tăng quan trọng hơn giá trị tuyệt đối tại một thời điểm. Nếu AN tăng gấp đôi trong vài tháng, dù vẫn dưới giới hạn, cũng cần kiểm tra ngay hệ thống tái sinh.

Axit cao gây ăn mòn, tạo xà phòng kim loại dạng gel làm tắc lọc tinh và làm giảm điện trở suất.

Điện trở suất – nguyên nhân mòn mép van servo

Khi dầu chứa nhiều sản phẩm phân cực, ion kim loại hoặc clo, điện trở suất giảm. Dòng dầu tốc độ cao đi qua khe hở rất nhỏ của van servo sinh ra hiện tượng tích điện dòng chảy; nếu dầu dẫn điện tốt hơn mức cho phép, xảy ra ăn mòn điện hóa ở mép điều khiển của con trượt. Hệ quả là rò rỉ nội bộ tăng, van dao động, điều chỉnh tải kém ổn định.

Hàm lượng nước và độ sạch

Nước xâm nhập chủ yếu qua lỗ thở bể, rò rỉ bộ làm mát và ngưng tụ; vì phosphate ester hút ẩm mạnh, bộ thở nên có hạt hút ẩm. Van servo thường yêu cầu độ sạch tương đương NAS 5–6.

Các phương pháp xử lý dầu EH

1. Lọc tinh cơ học

Bộ lọc áp lực và lọc hồi trong hệ thống EH thường có độ tinh khoảng 3–10 µm. Khi lọc tuần hoàn bên ngoài (offline), nên dùng lõi lọc có hệ số beta cao (β ≥ 200 theo ISO 16889) để hạ cấp NAS nhanh. Lọc cơ học không làm giảm axit và không tăng điện trở suất, nhưng là nền tảng để các bước khác đạt hiệu quả.

2. Tách nước bằng chân không

Máy lọc chân không gia nhiệt dầu nhẹ, phun thành màng mỏng trong buồng chân không để nước và khí bay hơi. Với dầu EH cần lưu ý:

Nhiệt độ gia nhiệt nên giữ ở mức vừa phải, thường không quá khoảng 50–60 °C, tránh kích thích phân hủy.
Toàn bộ gioăng, ống mềm, sơn bên trong máy phải tương thích với phosphate ester.
Tốt nhất dùng máy chuyên dụng cho dầu EH, không lẫn dầu khoáng.

3. Hấp phụ tái sinh: đất tẩy màu, nhôm hoạt tính, nhựa trao đổi ion

Để giảm trị số axit, cần hấp phụ hoặc trung hòa các sản phẩm axit:

Đất tẩy màu (fuller’s earth, diatomite): phương pháp truyền thống, giảm axit tốt, nhưng giải phóng ion canxi, magie vào dầu. Các ion này kết hợp với axit tạo xà phòng kim loại, làm dầu tạo bọt, khó tách khí và gây gel tắc lọc.
Nhôm hoạt tính: hấp phụ axit hiệu quả, ít giải phóng kim loại hơn đất tẩy màu, nhưng vẫn cần theo dõi hàm lượng nhôm trong dầu.
Nhựa trao đổi ion: là xu hướng hiện nay, loại bỏ axit và cải thiện điện trở suất mà không đưa thêm ion kim loại. Nhựa phải được sấy khô trước khi dùng vì nhựa ẩm sẽ làm tăng thủy phân.

Sau bất kỳ phương pháp hấp phụ nào cũng phải có lõi lọc tinh phía sau để giữ lại hạt vật liệu hấp phụ trôi ra.

4. Thay dầu một phần hoặc toàn bộ

Khi dầu đã lão hóa sâu, tái sinh có thể không kinh tế; thay dầu chỉ hiệu quả lâu dài nếu nguồn gây hỏng (nước, điểm nóng) đã được loại bỏ.

Quy trình xử lý thực tế tại nhà máy

Lấy mẫu và phân tích ban đầu: trị số axit, điện trở suất, nước, độ sạch, clo, màu sắc, bọt.
Tìm nguyên nhân: kiểm tra bộ làm mát, bộ thở, nhiệt độ bể, lịch sử bổ sung dầu.
Chuẩn bị thiết bị: súc rửa máy lọc, kiểm tra vật liệu gioăng, lắp lõi lọc tinh và cột hấp phụ phù hợp.
Lọc tuần hoàn: kết hợp tách nước chân không, hấp phụ axit và lọc tinh. Lấy mẫu định kỳ (ví dụ mỗi 24 giờ) để theo dõi xu hướng.
Đánh giá kết quả: dừng khi các chỉ tiêu đạt mức OEM và ổn định qua ít nhất hai lần phân tích liên tiếp.
Duy trì: vận hành liên tục bộ tái sinh bypass của hệ thống, thay vật liệu hấp phụ theo chỉ báo chênh áp hoặc theo xu hướng axit.

Ví dụ minh họa

Một tổ máy 300 MW có bể EH khoảng 1000 lít. Kết quả phân tích cho thấy trị số axit tăng từ 0,06 lên 0,13 mgKOH/g trong 6 tháng, điện trở suất giảm còn khoảng 5×10⁹ Ω·cm, nước khoảng 900 mg/kg, độ sạch NAS 8. Nguyên nhân: hạt hút ẩm bộ thở bão hòa, cột đất tẩy màu bypass lâu không thay. Nhóm bảo dưỡng thay hạt hút ẩm, dùng máy lọc chân không kết hợp cột nhựa trao đổi ion và lõi lọc 3 µm tuần hoàn liên tục. Sau khoảng một tuần, các chỉ tiêu trở về vùng an toàn: nước giảm rõ rệt, axit giảm dần, điện trở suất tăng, độ sạch đạt NAS 6. Số liệu chỉ mang tính minh họa.

Checklist phòng ngừa lão hóa dầu EH

Giữ nhiệt độ bể dầu trong dải khuyến cáo, thường khoảng 35–55 °C.
Thay hạt hút ẩm khi đổi màu.
Kiểm tra rò rỉ bộ làm mát định kỳ.
Chỉ bổ sung dầu cùng chủng loại, đã kiểm tra chất lượng.
Phân tích dầu định kỳ và lưu biểu đồ xu hướng.

Câu hỏi thường gặp

Có thể dùng máy lọc dầu tua bin gốc khoáng để lọc dầu EH không?

Không nên. Dầu khoáng còn sót lại sẽ nhiễm vào dầu EH, và gioăng cao su nitrile trong máy thường không chịu được phosphate ester. Nên dùng máy có vật liệu tương thích và được súc rửa riêng.

Tại sao sau khi xử lý bằng đất tẩy màu dầu lại tạo bọt nhiều?

Đất tẩy màu giải phóng ion kim loại, kết hợp với axit tạo xà phòng kim loại có hoạt tính bề mặt, làm tăng tạo bọt và giảm khả năng thoát khí. Chuyển sang nhựa trao đổi ion hoặc nhôm hoạt tính thường cải thiện tình trạng này.

Điện trở suất thấp nhưng trị số axit bình thường thì do đâu?

Có thể do nhiễm clo, nhiễm ion kim loại, nhiễm nước hoặc lẫn tạp chất phân cực khác. Cần phân tích thêm clo, kim loại và nước để xác định nguyên nhân.

Thiết bị Trường Phát – giải pháp lọc dầu cho hệ thống tuabin

Thiết bị Trường Phát cung cấp máy lọc dầu tua bin, máy lọc chân không và hệ thống tái sinh dầu các dòng TOP, NSH, ZANYO, HOPU, Rexon…, có cấu hình vật liệu phù hợp cho dầu phosphate ester theo yêu cầu. Chúng tôi tư vấn chọn model theo dung tích bể, lưu lượng và chỉ tiêu cần đạt, đồng thời hỗ trợ kỹ thuật trong quá trình lắp đặt và vận hành. Liên hệ Hotline/Zalo 0837 211 855 để được tư vấn.