鄧素華

摘 要：文章簡單介紹了一起定冷水處理采用鈉型小混床樹脂處理方式，運行中水質(zhì)電導率和pH值兩項指標在實際運行中不能達到最新電力行業(yè)標準DL/T801的要求，內(nèi)冷水系統(tǒng)腐蝕速度很高，影響機組的安全運行。通過各種處理方式技術(shù)和經(jīng)濟比較該廠決定采用了定冷水智能凈化法，發(fā)電機定冷水系統(tǒng)進行改造以及加裝智能凈化裝置，腐蝕速率最小，完全滿足新標準的要求。

關(guān)鍵詞：內(nèi)冷水；腐蝕率；智能凈化

中圖分類號：TM31 文獻標識碼：A 文章編號：1006-8937（2013）23-0138-01

發(fā)電機內(nèi)冷卻水系統(tǒng)的化學水處理方式直接影響發(fā)電機的安全經(jīng)濟運行。運行中發(fā)生的多種事故直接與內(nèi)冷水相關(guān)或與之關(guān)系密切，對于超臨界600 MW發(fā)電機組，隨著大型發(fā)電機組的結(jié)構(gòu)、參數(shù)、容量的變化，使得發(fā)電機轉(zhuǎn)子流通部分銅腐蝕、沉積現(xiàn)象越來越嚴重。修訂過的新標準DL/T 801-2012對發(fā)電機定冷水水質(zhì)電導、含銅量、pH提出更高的要求，在保證發(fā)電機不發(fā)生相間短路、接地短路的危險同時，降低發(fā)電機線棒的腐蝕和腐蝕產(chǎn)物的沉積的產(chǎn)生。原因是將pH值由7升至8時，銅的腐蝕率可下降為1/6；由8升至8.5時，腐蝕率下降為1/15，從而抑制內(nèi)冷水系統(tǒng)腐蝕速率，而不是對線棒產(chǎn)生腐蝕后進行處理。

1 發(fā)電機定冷水處理現(xiàn)狀

#1機組為采用上海發(fā)電機廠生產(chǎn)的汽輪發(fā)電機組，采用水氫氫冷卻方式，即定子繞組為水冷卻，其余為氫冷卻，1號機組于2006年8月投入商業(yè)運行。定子冷卻水流量為105 m3/h，進水溫度為45～50 ℃。

改造前定冷水處理采用鈉型小混床樹脂處理方式。運行中水質(zhì)指標為Cu含量10～20 μg/L，電導率0.5～2.0 μS/cm，pH值為7.0～8.0，其中后兩項指標在實際運行中不能達到最新電力行業(yè)標準DL/T801的要求。從2012年我廠樹脂更換表看出所有運行的發(fā)電機定冷水連續(xù)定期檢測，發(fā)現(xiàn)定冷水存在的突出問題是小混床樹脂容易失效未進行再生回收，使用周期短，pH值達不到新國標的要求。不但給運行、檢修增加了工作量，也增加了運行成本，更重要的是腐蝕速度仍然很高，影響機組的安全運行。

2 各種處理方法的特點

2.1 H-OH小混床法

該方法是電力設計院或發(fā)電機生產(chǎn)廠家配套的典型設計。小混床中裝有H型陽樹脂、鈉型陽樹脂、OH陰樹脂。處理的流量一般為內(nèi)冷水流量的8%，小混床出水的pH正常在6.8～7.5左右。經(jīng)過試驗證明這種工況的定冷水質(zhì)對銅的腐蝕最嚴重，見圖1。

由于普通小混床以每小時處理兩遍系統(tǒng)水（約4 m3），但含銅量仍然可達到20～30 μg/L左右。新的電力行業(yè)定冷水質(zhì)標準規(guī)定，在沒有除氧的條件下內(nèi)冷水的pH應達到8.0～9.0，期望值8.5，因為pH和電導互相制約的關(guān)系，普通的小混床法基本不了定冷水質(zhì)新標準的要求。內(nèi)冷水的pH控制在期望值附近，銅的腐蝕速率最低，見圖2。因此不論那種方法，能使pH穩(wěn)定在8.5為佳。

2.2 加堿+小混床法

該方法是發(fā)電機定冷水處理系統(tǒng)中在小混床（H+OH型）仍然正常投運的前提下，加裝一套加堿裝置向系統(tǒng)中加NaOH以提高內(nèi)冷水的pH值。該方法能滿足新的電力行業(yè)定冷水質(zhì)標準規(guī)定，但是需要維護加堿系統(tǒng)，但是電導難調(diào)節(jié)反應慢，還需溶藥配制增加了運行和維護工作量；pH難以穩(wěn)定在最佳值8.5附近，且頻繁更換小混床的樹脂，造成檢修工作量大，樹脂無法再生產(chǎn)生二次污染。

2.3 智能凈化法

采用發(fā)電機內(nèi)冷卻水智能凈化裝置的原理是，在機組凝結(jié)水精處理出水及旁路門前引接一路水，在加氨后的引一路水，經(jīng)過智能裝置就地PLC柜上電導率計算配比之后連續(xù)補水，使內(nèi)冷卻水處于最佳的防腐工況，即pH達到8.0～9.0，同時將補入的水經(jīng)過中間水箱液位自動控制連續(xù)回收至凝汽器。對銅的腐蝕速率僅為普通小混床處理的1/100；為加堿+小混床法的1/20。其特點是：不使用小混床，不加藥處理，不排污，無需更換樹脂減輕維護工作量和二次污染。該裝置上的pH值可以任意可調(diào)整（最佳8.5），確保電導率最佳值在0.8～1.5 μs/cm，不大于2.0 μs/cm。該凈化裝置適用于發(fā)電機雙水內(nèi)冷發(fā)電機，經(jīng)過幾個電廠使用和調(diào)試經(jīng)驗，保證發(fā)電機定冷水含銅量小于5 μg/L，最高不大于20 μg/L。

發(fā)電機定冷水凈化裝置智能化是指，根據(jù)發(fā)電機內(nèi)冷卻水的pH值自動控制補水的pH及電導率，當補水水質(zhì)不合格，自動關(guān)閉補水系統(tǒng)，待補水水質(zhì)合格后自動開啟。

經(jīng)過國內(nèi)多臺機組長期運行證明，發(fā)電機組內(nèi)冷卻水的平均含銅量為2～4 μg/L左右，pH為8.2～8.6左右，電導率為0.8～1.5 μs/cm，完全滿足新標準的要求。

3 各種處理方式技術(shù)和經(jīng)濟比較決定我廠采用定冷

水智能凈化法

本次定冷水加裝智能凈化裝置是在現(xiàn)有定冷水系統(tǒng)的基礎上，通過其補水系統(tǒng)與排水系統(tǒng)的改造，達到調(diào)節(jié)水質(zhì)（兼顧定冷水電導率及pH值），從而降低對發(fā)電機銅繞組腐蝕性的目的。其中系統(tǒng)補水由傳統(tǒng)的除鹽水、精處理后補水改為從凝結(jié)水精處理出口母管加氨點前后分別取水后混合，并根據(jù)混合后水的電導率值進行自動調(diào)節(jié)補水。無專門的加藥系統(tǒng)，無小混床系統(tǒng)，系統(tǒng)的排水由直接排地溝改為在維持定冷水水箱水位恒定的情況下經(jīng)過特制中間水箱，排入凝汽器，解決了需定期對定冷水箱補水的難題，但是原補水系統(tǒng)仍然保留。

發(fā)電機內(nèi)冷水智能裝置為西安熱工院化學部專利產(chǎn)品，經(jīng)過調(diào)研同類型機組已經(jīng)多臺采用該裝置，反映好。最關(guān)鍵的技術(shù)是利用凝結(jié)水精處理母管加氨點前后不同比例的水量智能調(diào)節(jié)到pH為8.5，電導率在1.00 μS/cm，不再使用小混床，不需換樹脂和調(diào)配，也不浪費水。補水系統(tǒng)經(jīng)過特制的中間水箱，連續(xù)補排水。特制的中間水箱采用浮球式設計可實現(xiàn)自動調(diào)節(jié)水箱液位，保證定冷水箱在安全的水位范圍內(nèi)運行；當發(fā)電機定冷卻水箱的液位高過設定值后會自動溢流到中間水箱，進而流到凝汽器，連續(xù)補排水。當中間水箱的液位下降到一定高度后，通往凝汽器的管路自動關(guān)閉，不影響凝汽器的真空。根據(jù)運行經(jīng)驗同時在中間水箱加裝遠程液位計方便監(jiān)視液位變化做到雙重保護。

4 改造后定冷水控制指標完全符合新國標要求

#1機組利用大修時對定冷水系統(tǒng)進行了改造。2013年4月26日完成了發(fā)電機定冷水智能凈化裝置系統(tǒng)的安裝，2013年5月15日～5月18日進行了運行調(diào)試，5月19日該系統(tǒng)轉(zhuǎn)入穩(wěn)定運行，改造后定冷水控制指標如表1所示。

5 結(jié) 論

通過#1機組發(fā)電機定冷水系統(tǒng)進行改造以及加裝智能凈化裝置，使得該機組定冷水pH值從7.8左右調(diào)整至大于8.0，銅含量從8～10 μg/L下降到5 μg/L以下，定冷水箱液位從350～600 mm波動范圍穩(wěn)定到550 mm左右。該智能凈化裝置不加藥、不排污，不用小混床，大幅度減少了運行人員對該系統(tǒng)的運行操作工作量。智能凈化法初投資與運行成本最低，運行、檢修工作量最小，技術(shù)指標最好，內(nèi)冷水對銅的腐蝕比較，智能凈化法腐蝕速率最小，完全滿足新標準的要求。我廠根據(jù)#1機組發(fā)電機定冷水凈化裝置改造運行情況良好，5月和10月利用#2、4機組小修也完成了改造，目前運行情況良好穩(wěn)定，#3機組也將完成改造計劃。

參考文獻：

[1] 孫本達，劉濤，張廣文.一種新的發(fā)電機內(nèi)冷卻水處理技術(shù)[J].熱力發(fā)電，2011，（10）.