#1機(jī)組發(fā)電機(jī)內(nèi)冷水智能凈化裝置改造

鄧素華

摘 要：文章簡(jiǎn)單介紹了一起定冷水處理采用鈉型小混床樹(shù)脂處理方式，運(yùn)行中水質(zhì)電導(dǎo)率和pH值兩項(xiàng)指標(biāo)在實(shí)際運(yùn)行中不能達(dá)到最新電力行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)DL/T801的要求，內(nèi)冷水系統(tǒng)腐蝕速度很高，影響機(jī)組的安全運(yùn)行。通過(guò)各種處理方式技術(shù)和經(jīng)濟(jì)比較該廠決定采用了定冷水智能凈化法，發(fā)電機(jī)定冷水系統(tǒng)進(jìn)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(biāo)準(zhǔn)的要求。

關(guān)鍵詞：內(nèi)冷水；腐蝕率；智能凈化

中圖分類號(hào)：TM31 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1006-8937（2013）23-0138-01

發(fā)電機(jī)內(nèi)冷卻水系統(tǒng)的化學(xué)水處理方式直接影響發(fā)電機(jī)的安全經(jīng)濟(jì)運(yùn)行。運(yùn)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(duì)于超臨界600 MW發(fā)電機(jī)組，隨著大型發(fā)電機(jī)組的結(jié)構(gòu)、參數(shù)、容量的變化，使得發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子流通部分銅腐蝕、沉積現(xiàn)象越來(lái)越嚴(yán)重。修訂過(guò)的新標(biāo)準(zhǔn)DL/T 801-2012對(duì)發(fā)電機(jī)定冷水水質(zhì)電導(dǎo)、含銅量、pH提出更高的要求，在保證發(fā)電機(jī)不發(fā)生相間短路、接地短路的危險(xiǎn)同時(shí)，降低發(fā)電機(jī)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(shí)，銅的腐蝕率可下降為1/6；由8升至8.5時(shí)，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(duì)線棒產(chǎn)生腐蝕后進(jìn)行處理。

1 發(fā)電機(jī)定冷水處理現(xiàn)狀

#1機(jī)組為采用上海發(fā)電機(jī)廠生產(chǎn)的汽輪發(fā)電機(jī)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(hào)機(jī)組于2006年8月投入商業(yè)運(yùn)行。定子冷卻水流量為105 m3/h，進(jìn)水溫度為45～50 ℃。

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

2 各種處理方法的特點(diǎn)

2.1 H-OH小混床法

該方法是電力設(shè)計(jì)院或發(fā)電機(jī)生產(chǎn)廠家配套的典型設(shè)計(jì)。小混床中裝有H型陽(yáng)樹(shù)脂、鈉型陽(yáng)樹(shù)脂、OH陰樹(shù)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(guò)試驗(yàn)證明這種工況的定冷水質(zhì)對(duì)銅的腐蝕最嚴(yán)重，見(jiàn)圖1。

由于普通小混床以每小時(shí)處理兩遍系統(tǒng)水（約4 m3），但含銅量仍然可達(dá)到20～30 μg/L左右。新的電力行業(yè)定冷水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定，在沒(méi)有除氧的條件下內(nèi)冷水的pH應(yīng)達(dá)到8.0～9.0，期望值8.5，因?yàn)閜H和電導(dǎo)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(biāo)準(zhǔn)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(jiàn)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(jī)定冷水處理系統(tǒng)中在小混床（H+OH型）仍然正常投運(yùn)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(biāo)準(zhǔn)規(guī)定，但是需要維護(hù)加堿系統(tǒng)，但是電導(dǎo)難調(diào)節(jié)反應(yīng)慢，還需溶藥配制增加了運(yùn)行和維護(hù)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(shù)脂，造成檢修工作量大，樹(shù)脂無(wú)法再生產(chǎn)生二次污染。

2.3 智能凈化法

采用發(fā)電機(jī)內(nèi)冷卻水智能凈化裝置的原理是，在機(jī)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(guò)智能裝置就地PLC柜上電導(dǎo)率計(jì)算配比之后連續(xù)補(bǔ)水，使內(nèi)冷卻水處于最佳的防腐工況，即pH達(dá)到8.0～9.0，同時(shí)將補(bǔ)入的水經(jīng)過(guò)中間水箱液位自動(dòng)控制連續(xù)回收至凝汽器。對(duì)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(diǎn)是：不使用小混床，不加藥處理，不排污，無(wú)需更換樹(shù)脂減輕維護(hù)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(dǎo)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(jī)雙水內(nèi)冷發(fā)電機(jī)，經(jīng)過(guò)幾個(gè)電廠使用和調(diào)試經(jīng)驗(yàn)，保證發(fā)電機(jī)定冷水含銅量小于5 μg/L，最高不大于20 μg/L。

發(fā)電機(jī)定冷水凈化裝置智能化是指，根據(jù)發(fā)電機(jī)內(nèi)冷卻水的pH值自動(dòng)控制補(bǔ)水的pH及電導(dǎo)率，當(dāng)補(bǔ)水水質(zhì)不合格，自動(dòng)關(guān)閉補(bǔ)水系統(tǒng)，待補(bǔ)水水質(zhì)合格后自動(dòng)開(kāi)啟。

經(jīng)過(guò)國(guó)內(nèi)多臺(tái)機(jī)組長(zhǎng)期運(yùn)行證明，發(fā)電機(jī)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(dǎo)率為0.8～1.5 μs/cm，完全滿足新標(biāo)準(zhǔn)的要求。

3 各種處理方式技術(shù)和經(jīng)濟(jì)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(chǔ)上，通過(guò)其補(bǔ)水系統(tǒng)與排水系統(tǒng)的改造，達(dá)到調(diào)節(jié)水質(zhì)（兼顧定冷水電導(dǎo)率及pH值），從而降低對(duì)發(fā)電機(jī)銅繞組腐蝕性的目的。其中系統(tǒng)補(bǔ)水由傳統(tǒng)的除鹽水、精處理后補(bǔ)水改為從凝結(jié)水精處理出口母管加氨點(diǎn)前后分別取水后混合，并根據(jù)混合后水的電導(dǎo)率值進(jìn)行自動(dòng)調(diào)節(jié)補(bǔ)水。無(wú)專門的加藥系統(tǒng)，無(wú)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(guò)特制中間水箱，排入凝汽器，解決了需定期對(duì)定冷水箱補(bǔ)水的難題，但是原補(bǔ)水系統(tǒng)仍然保留。

發(fā)電機(jī)內(nèi)冷水智能裝置為西安熱工院化學(xué)部專利產(chǎn)品，經(jīng)過(guò)調(diào)研同類型機(jī)組已經(jīng)多臺(tái)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(diǎn)前后不同比例的水量智能調(diào)節(jié)到pH為8.5，電導(dǎo)率在1.00 μS/cm，不再使用小混床，不需換樹(shù)脂和調(diào)配，也不浪費(fèi)水。補(bǔ)水系統(tǒng)經(jīng)過(guò)特制的中間水箱，連續(xù)補(bǔ)排水。特制的中間水箱采用浮球式設(shè)計(jì)可實(shí)現(xiàn)自動(dòng)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(yùn)行；當(dāng)發(fā)電機(jī)定冷卻水箱的液位高過(guò)設(shè)定值后會(huì)自動(dòng)溢流到中間水箱，進(jìn)而流到凝汽器，連續(xù)補(bǔ)排水。當(dāng)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(dòng)關(guān)閉，不影響凝汽器的真空。根據(jù)運(yùn)行經(jīng)驗(yàn)同時(shí)在中間水箱加裝遠(yuǎn)程液位計(jì)方便監(jiān)視液位變化做到雙重保護(hù)。

4 改造后定冷水控制指標(biāo)完全符合新國(guó)標(biāo)要求

#1機(jī)組利用大修時(shí)對(duì)定冷水系統(tǒng)進(jìn)行了改造。2013年4月26日完成了發(fā)電機(jī)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(jìn)行了運(yùn)行調(diào)試，5月19日該系統(tǒng)轉(zhuǎn)入穩(wěn)定運(yùn)行，改造后定冷水控制指標(biāo)如表1所示。

5 結(jié) 論

通過(guò)#1機(jī)組發(fā)電機(jī)定冷水系統(tǒng)進(jìn)行改造以及加裝智能凈化裝置，使得該機(jī)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(dòng)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(yùn)行人員對(duì)該系統(tǒng)的運(yùn)行操作工作量。智能凈化法初投資與運(yùn)行成本最低，運(yùn)行、檢修工作量最小，技術(shù)指標(biāo)最好，內(nèi)冷水對(duì)銅的腐蝕比較，智能凈化法腐蝕速率最小，完全滿足新標(biāo)準(zhǔn)的要求。我廠根據(jù)#1機(jī)組發(fā)電機(jī)定冷水凈化裝置改造運(yùn)行情況良好，5月和10月利用#2、4機(jī)組小修也完成了改造，目前運(yùn)行情況良好穩(wěn)定，#3機(jī)組也將完成改造計(jì)劃。

參考文獻(xiàn)：

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