姜麗 馬瑤瑤（河南第一火電建設(shè)公司調(diào)試所，河南鄭州 450001）

某新建機(jī)組內(nèi)冷水水質(zhì)惡化及解決措施

姜麗 馬瑤瑤（河南第一火電建設(shè)公司調(diào)試所，河南鄭州 450001）

針對某熱電廠啟動初期內(nèi)冷水系統(tǒng)水質(zhì)惡化的問題，結(jié)合實(shí)際，提出切實(shí)可行的方案。并為同類型機(jī)組的內(nèi)冷水水質(zhì)的控制提供參考。

內(nèi)冷水；銅腐蝕；樹脂；小混床；pH值

1 概述

某熱電廠發(fā)電機(jī)定子繞組水冷卻系統(tǒng)是一個閉式循環(huán)系統(tǒng)，補(bǔ)充水源為化水母管來的除鹽水。內(nèi)冷水系統(tǒng)設(shè)置小混床旁路處理，正常情況只需少量的冷卻水經(jīng)過小混床處理，只有當(dāng)定子水系統(tǒng)剛補(bǔ)水時或者補(bǔ)水不潔時，才有必要增多流經(jīng)混床的水量，正常情況小混床能保證內(nèi)冷水的水質(zhì)。

2 分析

機(jī)組整啟期間pH值偏低，均值在7.0左右，銅含量嚴(yán)重超標(biāo)。經(jīng)分析可以得知，在水中，銅的電極電位低于氧的電極電位。從電化學(xué)的觀點(diǎn)看，銅是可能被氧化腐蝕的。腐蝕反應(yīng)能否不斷地進(jìn)行下去，取決于腐蝕產(chǎn)物的性質(zhì)和pH、溫度、流速等環(huán)境因素，尤其是pH值。如果它在銅表面的沉積速度很快，而且又很致密，就起到了保護(hù)作用，即形成了所謂的保護(hù)膜；反之，腐蝕沉積物不能形成保護(hù)膜，腐蝕就會不斷地進(jìn)行下去。所以提高發(fā)電機(jī)冷卻系統(tǒng)的防腐能力，關(guān)鍵在于提高水的pH值，保證未堿性運(yùn)行的環(huán)境。pH對銅在水中腐蝕的影響，可以從Pourbaix圖【1】（即電位-pH平衡圖）上看出，在電位0.1-0. 38 V以上，pH在6.95以下區(qū)域，會出現(xiàn)Cu2+，即是銅的腐蝕區(qū)；相反，在電位低于0.1 V，或pH＞6.95，銅則不會出現(xiàn)腐蝕，是銅的穩(wěn)定區(qū)；從Pourbaix圖（即電位-pH平衡圖）上看出，對應(yīng)的pH大約是10，所以銅的穩(wěn)定區(qū)間一般在7-10之間，對工業(yè)設(shè)備pH控制在7.6-9為宜。本廠運(yùn)行期間內(nèi)冷水pH值較低，均值在7.0左右，僅僅維持在國標(biāo)7.0—9.0的下線，隨著運(yùn)行時間的增加，銅腐蝕逐漸明顯，且嚴(yán)重超標(biāo)。由于該電廠內(nèi)冷水的pH值偏低，最重要的就是如何安全可靠地提高內(nèi)冷水的pH值。

3 解決方案

為了提高內(nèi)冷水的pH值，結(jié)合現(xiàn)場的實(shí)際情況，由于該廠內(nèi)冷水設(shè)計有小混床旁路處理，系統(tǒng)為全封閉系統(tǒng)，內(nèi)冷水箱采用全密閉充氣式系統(tǒng)，內(nèi)冷水系統(tǒng)上安裝電導(dǎo)率、pH值、溫度的在線測量裝置，不需要進(jìn)行系統(tǒng)改造直接可以進(jìn)行樹脂處理。

考慮到氫型小混床的出水pH值比較低，而鈉型小混床可以提高出水的pH值，但缺點(diǎn)是運(yùn)行周期短。結(jié)合這兩種處理的優(yōu)點(diǎn)，采用氫型-鈉型混床聯(lián)合處理。

鈉型陽樹脂提高出水pH的原理【2】為內(nèi)冷水經(jīng)過交換器時，水中的陽離子與交換基團(tuán)Na進(jìn)行交換，經(jīng)過交換，使出水中含少量的Na并形成NaOH而呈弱堿性，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，因此控制陽樹脂的比例是改進(jìn)技術(shù)措施的關(guān)鍵所在，加入比例少，達(dá)不到處理的效果；多了會有導(dǎo)致電導(dǎo)率升高而得不償失。在實(shí)際操作中，采取逐步添加的辦法，最終確定加入的樹脂量。

由于內(nèi)冷水專用型樹脂價格昂貴，而普通混床用的MB樹脂價格相對便宜；專用樹脂需要單獨(dú)購買，采購時間比較長，而目前倉庫就儲存有普通樹脂。考慮到現(xiàn)場亟需合格內(nèi)冷水的情況，采用自制內(nèi)冷水小混床樹脂。

具體操作如下：

3.1 陽樹脂再生

氫型陽樹脂再生方法：往帶蓋子的塑料桶里裝入適量001X7MB陽樹脂，用三倍樹脂體積5%的HCl進(jìn)行浸泡4—8h，清洗快結(jié)束時再轉(zhuǎn)入浸泡1h。然后再用除鹽水洗至中性。

鈉型陽樹脂再生時用8%的NaCl溶液浸泡8h，然后再用除鹽水沖洗。

3.2 陰樹脂再生

往帶蓋子的塑料桶里裝如適量201X7MB陰樹脂，用三倍樹脂體積4%的NaHO進(jìn)行浸泡4—8h，清洗快結(jié)束時再轉(zhuǎn)入浸泡1h。然后再用除鹽水洗至中性。

在混床中加入5kg鈉型陽樹脂，同時應(yīng)減少相應(yīng)重量氫型樹脂，并混合均勻，投入運(yùn)行。溫度控制在45℃以下，連續(xù)運(yùn)行監(jiān)測數(shù)據(jù)如下：

時間P H 7月6日7月7日7月9日P H 7月8日0 8：0 0 7 . 2 0 8：0 0 7 . 3 5 1 4：0 0 7 . 3 1 4：0 0 7 . 3 6 2 0：0 0 7 . 2 8 2 0：0 0 7 . 3 8 0 8：0 0 7 . 4 3 0 8：0 0 7 . 3 6 1 4：0 0 7 . 3 9 1 4：0 0 7 . 3 3 2 0：0 0 7 . 4 2 2 0：0 0 7 . 3 5

從內(nèi)冷水的監(jiān)測情況可得出，氫型-鈉型聯(lián)合利用的方案是可行的，運(yùn)行溫度控制合理時，普通樹脂完全可以替代昂貴的專用樹脂。

4 結(jié)語

在小混床交換柱中加入鈉型樹脂，對提高內(nèi)冷水的pH、防止銅導(dǎo)線的腐蝕有顯著的效果。該方法無需對系統(tǒng)進(jìn)行改造，只需通過試驗(yàn)確定樹脂的比例即可，值得推廣。加入鈉型樹脂后，考慮對電導(dǎo)的影響，應(yīng)加強(qiáng)對電導(dǎo)的檢測，當(dāng)發(fā)現(xiàn)電導(dǎo)上升較快時，說明樹脂已接近失效，應(yīng)及時更換樹脂，避免水質(zhì)惡化造成事故。樹脂的加入量應(yīng)根據(jù)多次試驗(yàn)來確定，并逐步添加，防止盲目添加而使內(nèi)冷水電導(dǎo)升高導(dǎo)致水質(zhì)惡化，帶來不良后果。因?yàn)樾』齑灿闷胀渲?，鑒于普通樹脂的熱穩(wěn)定性較差的缺點(diǎn)，在運(yùn)行過程中，應(yīng)注意監(jiān)測系統(tǒng)的運(yùn)行溫度。

［1］竇照英，《電力工業(yè)清洗技術(shù)》［M］化學(xué)工業(yè)出版社.北京. 2005年.

［2］中華人民共和國國家經(jīng)濟(jì)貿(mào)易委員會.DL/T94-2001《鍋爐化學(xué)清洗導(dǎo)則》［S］北京.中國電力出版社.2001.