王玉利

(中國華電齊齊哈爾熱電廠,黑龍江齊齊哈爾 161000)

ED-2018型內(nèi)冷水處理系統(tǒng)在 300MW機組的應(yīng)用

王玉利

(中國華電齊齊哈爾熱電廠,黑龍江齊齊哈爾 161000)

通過 ED-2018設(shè)備在 300MW機組的應(yīng)用情況分析,得出了發(fā)電機內(nèi)冷水的處理方法,實際運行表明,銅含量在合格范圍內(nèi),內(nèi)冷水水質(zhì)情況良好。

發(fā)電機;內(nèi)冷水;pH值控制

隨著電力工業(yè)的迅速發(fā)展,關(guān)于發(fā)電機內(nèi)冷水水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)及水質(zhì)異常引發(fā)的事故已引起人們高度的重視,對機內(nèi)冷水質(zhì)的控制已勢在必行。目前國內(nèi)大型發(fā)電機內(nèi)冷水普遍存在 pH值偏低、銅含量超標(biāo)的問題,并出現(xiàn)由于內(nèi)冷水水質(zhì)不良引發(fā)腐蝕,腐蝕產(chǎn)物即而堵塞系統(tǒng),嚴(yán)重威脅機組的安全穩(wěn)定運行。內(nèi)冷水的 pH值、電導(dǎo)率和銅離子濃度三者既相互關(guān)聯(lián)又相互制約,其中 pH值和銅離子濃度控制著系統(tǒng)銅導(dǎo)線的腐蝕速率,電導(dǎo)率影響著發(fā)電機的絕緣。如果采用凝結(jié)水做機內(nèi)冷水,pH值能滿足要求電導(dǎo)率卻難合格;如果采用除鹽水做水源,電導(dǎo)率滿足要求 pH值卻易偏低。鑒于此,開展了一系列的工作。

1 機內(nèi)冷水的水質(zhì)要求

國家標(biāo)準(zhǔn) GB/T12145—1999《火力發(fā)電機組及蒸汽動力設(shè)備水汽質(zhì)量》對發(fā)電機內(nèi)冷水質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)有如下規(guī)定:

a.對雙水內(nèi)冷和轉(zhuǎn)子獨立循環(huán)的發(fā)電機組,在25℃溫度下,冷卻水電導(dǎo)率不大于 5μS/cm,銅的質(zhì)量濃度不大于 40μg/L,pH值大于 6.8。

b.機組功率為 200 MW以下時,發(fā)電機冷卻水的硬度(水中鈣和鎂陽離子的總濃度)不大于 10 μmol/L,機組功率為 200 MW及以上時,發(fā)電機冷卻水的硬度不大于 2μmol/L。

c.汽輪發(fā)電機定子繞組采用獨立密閉循環(huán)水系統(tǒng)時,其冷卻水的電導(dǎo)率小于 2.0μS/cm。

2 國外、國內(nèi)發(fā)電機內(nèi)冷水處理的方法及存在問題

為改善發(fā)電機內(nèi)冷水的水質(zhì),目前,國內(nèi)外發(fā)電機組普遍采取的防腐、凈化處理的方式主要有單純補充除鹽水或凝結(jié)水運行方式、內(nèi)冷水加銅緩蝕劑法、小混床處理法和雙小混床處理法。這些方法在實際生產(chǎn)中難以解決內(nèi)冷水中的電導(dǎo)率和 pH值,機內(nèi)冷水的關(guān)鍵技術(shù)是解決現(xiàn)有小混床處理法中電導(dǎo)率、銅離子指標(biāo)必須長期合格的問題,即發(fā)電機的內(nèi)冷水 pH不小于 7.0,并穩(wěn)定在 7～8;解決小混床偏流、漏樹脂而導(dǎo)致出水 pH值偏低引起循環(huán)系統(tǒng)酸性腐蝕問題;解決小混床樹脂交換容量小,機械強度低,易破碎問題;實現(xiàn)閉式循環(huán)系統(tǒng)及防止補水對循環(huán)內(nèi)冷水產(chǎn)生受沖擊性污染問題,實現(xiàn)長周期穩(wěn)定運行及免維護(hù)等功能。

2.1 溢流排水法

發(fā)電機內(nèi)冷水箱采取連續(xù)大量補入除鹽水或凝結(jié)水,并保持溢流排水的運行方式,來控制內(nèi)冷水導(dǎo)電率≤2.0μS/cm。該方法簡單,但存在著不可改變的弊端:

a.通過連續(xù)的補水,使得內(nèi)冷水質(zhì)指標(biāo)達(dá)到合格范圍內(nèi),但由于補水和系統(tǒng)中水質(zhì)的 pH值較低,因此并未真正抑制銅導(dǎo)線的腐蝕,只是將腐蝕過程轉(zhuǎn)化為連續(xù)稀釋過程。

b.水資源浪費嚴(yán)重,連續(xù)大量的排水,造成除鹽水、凝結(jié)水的浪費。

c.系統(tǒng)安全性差,除鹽水、凝結(jié)水一旦受到污染,發(fā)電機內(nèi)冷水水質(zhì)也隨之遭受沖擊污染,危及設(shè)備的安全運行。

2.2 添加銅緩蝕劑處理法

向內(nèi)冷水中投加一定量的銅緩蝕劑,如 MBT、BTA、TTA等,其作用是銅緩蝕劑與水中銅離子結(jié)合生成難溶沉淀,覆蓋在銅表面,形成暫時保護(hù)膜,以減緩銅基體的腐蝕。這種方法簡單,實施方便,價格低廉。可以減輕和抑制內(nèi)冷水對銅導(dǎo)線的腐蝕,但加入銅緩蝕劑后,水的電導(dǎo)率會升高,易造成電導(dǎo)率超標(biāo),而且緩蝕劑的最佳劑量和控制標(biāo)準(zhǔn)及藥品濃度的現(xiàn)場檢測較為困難。同時各項指標(biāo)難以控制容易導(dǎo)致事故的發(fā)生。

2.3 小混床(氫型離子交換器)旁路處理法

讓部分內(nèi)冷水通過裝有陰、陽離子交換樹脂的混合離子交換器,以除去水中各種陰、陽離子,達(dá)到凈化水質(zhì)的處理方法。該處理方法能夠達(dá)到凈化內(nèi)冷水質(zhì)的目的,使內(nèi)冷水導(dǎo)電率維持在合格范圍內(nèi)。

缺點:內(nèi)冷水經(jīng)小混床離子交換后,水中 H+含量增多,使水質(zhì) pH值進(jìn)一步降低,有時低至 5.0左右,更加劇了對銅導(dǎo)線的腐蝕;而且由于內(nèi)冷水中的銅離子不斷地被樹脂吸附去除,實際監(jiān)測中內(nèi)冷水中的銅離子含量不高,從而掩蓋了銅導(dǎo)線被大量腐蝕的真相,容易給人造成水質(zhì)合格的錯覺。

2.4 小混床 +NaOH處理法

為提高內(nèi)冷水的 pH值,現(xiàn)在有些新建發(fā)電廠對內(nèi)冷水系統(tǒng)進(jìn)行小混床處理的同時,加入 NaOH來達(dá)到控制內(nèi)冷水水質(zhì)的目的。

系統(tǒng)采用密閉式循環(huán)冷卻,部分發(fā)電機內(nèi)冷水經(jīng)過小混床處理,降低水中的離子含量,同時向系統(tǒng)連續(xù)加入 NaOH稀釋溶液,使內(nèi)冷水 pH值保持在 8～9,以減輕內(nèi)冷水對銅導(dǎo)線的腐蝕。該系統(tǒng)可使內(nèi)冷水 pH值提高到 8～9,有效地抑制了內(nèi)冷水對發(fā)電機銅導(dǎo)線的腐蝕。

缺點:由于該方式是直接加入強電解質(zhì) NaOH,對運行指標(biāo)的控制和設(shè)備可靠性的要求都極高,一旦某個環(huán)節(jié)出現(xiàn)問題,將會引起內(nèi)冷水的電導(dǎo)急劇上升,直接威脅機組的安全運行,因此對設(shè)備的可靠性能要求較高,且價格也較昂貴。

3 齊齊哈爾熱電廠 2×300 MW機組內(nèi)冷水處理系統(tǒng)

齊齊哈爾熱電廠 2×300 MW發(fā)電機組設(shè)備采用的是水 -氫氫冷卻方式,發(fā)電機內(nèi)冷水選用除鹽水作冷卻介質(zhì),經(jīng)過我們調(diào)研后,在機組投產(chǎn)前,分別在 2臺發(fā)電機上安裝了哈爾濱恩達(dá)科技公司生產(chǎn)的 ED-2018型內(nèi)冷水處理裝置,該裝置采用的是鈉床 +混床,并依據(jù) pH自動調(diào)節(jié)鈉床和混床流量比的控制方法,該處理方法能夠達(dá)到凈化內(nèi)冷水質(zhì)的目的,使內(nèi)冷水導(dǎo)電率維持在合格范圍內(nèi),投入鈉床后,經(jīng)過交換,使出水中含少量的 Na+并形成 NaOH而呈弱減性,從而達(dá)到提高內(nèi)冷水 pH的目的。由于水中含微量的 NaOH,會導(dǎo)致內(nèi)冷水的電導(dǎo)率升高,因此控制流經(jīng)陽樹脂的內(nèi)冷水加入比例是關(guān)鍵,加入比例少,達(dá)不到處理的效果;多了會導(dǎo)致電導(dǎo)率升高而得不償失。實際操作中,我們使用吉林康拓電子公司生產(chǎn)的 KT2000A型 PID顯示控制儀,動態(tài)的調(diào)整返回內(nèi)冷水箱的弱堿水,保證出水 pH滿足要求。

2008年 3～7月,齊齊哈爾熱電廠 1號、2號機組投運后,采集了表 1、表 2數(shù)據(jù)。

表1 1號機 4～7月份內(nèi)冷水 pH數(shù)據(jù)

表2 2號機 4～7月份內(nèi)冷水 pH數(shù)據(jù)

可以看出,各項達(dá)到了標(biāo)準(zhǔn)要求,而線圈出口水電導(dǎo)率雖然有所升高,但仍在合格范圍內(nèi)。銅含量也在合格范圍內(nèi),目前內(nèi)冷水水質(zhì)情況良好。

4 結(jié)論和建議

a.采用的是鈉床 +混床并依據(jù) pH自動調(diào)節(jié)鈉床和混床流量比的控制方法,對提高內(nèi)冷水的 pH防止銅導(dǎo)線的腐蝕有顯著效果。該方法無需對系統(tǒng)進(jìn)行改造,只需通過調(diào)試確定樹脂的裝填比例和定期更換樹脂即可,值得推廣。

b.投入裝置后,考慮對電導(dǎo)的影響,應(yīng)加強對電導(dǎo)率的監(jiān)測,當(dāng)發(fā)現(xiàn)電導(dǎo)率上漲較快時,說明樹脂已近失效,應(yīng)及時更換樹脂,避免水質(zhì)惡化造成事故。

c.根據(jù) DL/T801-2002《大型發(fā)電機內(nèi)冷卻水質(zhì)及系統(tǒng)技術(shù)要求》中的規(guī)定,對內(nèi)冷水箱應(yīng)采用全密閉充氣式系統(tǒng),內(nèi)冷水系統(tǒng)應(yīng)安裝電導(dǎo)率、pH值的在線測量裝置。而齊齊哈爾熱電廠水箱為非密閉系統(tǒng),應(yīng)該在改造中改為密閉系統(tǒng),在線電導(dǎo)率和 pH值測量裝置,在 ED-2108的設(shè)備中已經(jīng)安裝,但內(nèi)冷水的測量屬于高純水的測量,pH的測量的準(zhǔn)確度還有待改進(jìn)和完善。

[1] 陳志和.電廠化學(xué)設(shè)備及系統(tǒng)[M].北京:中國電力出版社,2006.

Application of ED-2018 treatment system for inner cooling water in 300MW unit

WANG Yuli
(Huadian Qiqihar Thermal Power Co.,Ltd,Qiqihar 161000,China)

By analyzing the application of ED-2018 apparatus in 300 MW unit,this paper works out means to treat inner cooling water in generator.Practical operation proves that copper content iswithin accep table limit and the water quality is good.

generator;inner coolingwater;controlof pH

TQ085

B

1002-1663(2010)01-0059-02

2009-09-17

王玉利(1964-),男,1990年畢業(yè)于大連電力學(xué)校應(yīng)用化學(xué)專業(yè),工程師。

(責(zé)任編輯 徐秋菊)