發(fā)電機內冷水處理技術淺析

卞玉芳，李旭同

（1.新疆哈密神華電廠，新疆 哈密 839000；2.北京清新環(huán)境科技股份有限公司徐州分公司，江蘇 徐州 221000）

0 引言

隨著科學技術水平的不斷提升， 高參數(shù)大容量發(fā)電機設備被應用到實際生產經(jīng)營工作中， 目前使用內冷水冷卻發(fā)電機的方法較為普及， 但也存在一些問題。為了保證內冷水的絕緣性，有效避免內冷水系統(tǒng)出現(xiàn)水質問題， 采用適當?shù)姆椒▽壤渌M行處理與實時監(jiān)控是非常關鍵的。

1 發(fā)電機內冷水系統(tǒng)的現(xiàn)狀

發(fā)電機內冷水水質指標對絕緣起到至關重要的作用， 內冷水水質指標在正常范圍內對于發(fā)電機內的各種線路不會產生侵蝕。 發(fā)電機運行時內冷水中通常存在一些雜質，需要采用適當?shù)姆椒ㄟM行過濾，確保不會在發(fā)電機線路上沉積結垢。 為了避免這種情況的發(fā)生， 需在原有的標準中對內冷水的各項指標給予準確的界定。 結合實際情況，pH 值與電導率如果發(fā)生異常情況時， 可以適當補充除鹽水進行換水，并通過微堿化裝置調節(jié)pH 值，使水質達到規(guī)定的要求。由于人為操作失誤，造成不合格水進入除鹽水箱， 或除鹽水箱浮頂損壞， 造成水箱密封效果變差，使外界空氣進入到除鹽水中，除鹽水指標超標。通常來說每升除鹽水至多能夠溶解1 mg 的二氧化碳，完成溶解之后會使得其 pH 值下降至 5.5［1］。 pH值如果不能達到規(guī)定標準就會造成線路腐蝕， 進而會致發(fā)動機損壞。

凝結水是將蒸汽進行冷凝之后收集到熱井內的水， 其pH 值及導電率都保持在規(guī)定的范圍之內，凝結水中會含有少量的氨， 水中溶解的氨對電導率有較大影響。發(fā)電機的內冷水補充的是凝結水，內冷水與空氣中的二氧化碳不斷融合，電導率不斷增大，最終會超出規(guī)定的范圍引發(fā)不良的后果。 將凝結水作為補充水時，如果發(fā)生凝汽器外泄問題，循環(huán)水中存在的雜質就會與凝結水融合而進入內冷水， 勢必影響內冷水的水質。當下大部分電廠的運營情況來看，上述問題的發(fā)生會引發(fā)銅線腐蝕， 所以需要重點關注，并采用適當?shù)姆椒右灶A防。

向發(fā)電機內冷水中加入氨， 可以提高內冷水的pH 值，但是由于系統(tǒng)嚴密性不強，需要經(jīng)常補充藥液，實際運行中工作量較大，不易控制加藥量及加藥時間，會導致發(fā)電機內冷水出現(xiàn)水質不穩(wěn)定等問題。

2 發(fā)電機內冷水的水質要求

通常高參數(shù)的發(fā)電機都會使用水氫氫的冷卻方法， 發(fā)電機內冷水通常會使用除鹽水或凝結水作為補充水。 內冷水的水質與整個發(fā)電機穩(wěn)定運行密切相連，伴隨著最近幾年科學技術的快速發(fā)展，新型發(fā)電機組被研發(fā)出來，并運用到生產中，為了更好地保證發(fā)電機組設備正常穩(wěn)定的運行，對發(fā)電機內冷水的水質提出了更高的要求， 并在相關文獻中不同參數(shù)的發(fā)電機組所用內冷水水質進行了詳細的規(guī)定［2］。

3 發(fā)電機內冷水處理技術

3.1 堿化處理法

堿化處理法的實質就是將一些堿化劑按照一定的比例添加到內冷水之中，對內冷水的pH 值、電導率起到調整的作用， 最終實現(xiàn)提升線路抗腐蝕性的目的。一般來說這些附加劑通常是氨和NaOH。因為凝結水中都或多或少存在一些氨成分， 所以部分電廠會利用凝結水來充當補充水， 通過一些操作方法來改變凝結水和除鹽水中的成分比例來實現(xiàn)對pH值和電導率的調整。 但是借助補充凝結水的形式會造成電導率和pH 值變化十分明顯，如果凝汽器出現(xiàn)外泄的問題就會對內冷水的水質造成嚴重影響。 使用NaOH 作為堿化劑時， 應在內冷水系統(tǒng)適當?shù)沫h(huán)節(jié)添加一定比例的NaOH 溶液，以實現(xiàn)改變pH 值和電導率的目的。但需注意在添加堿化劑之前，需要將電導率控制在規(guī)定的標準范圍內。 在實施添加堿化劑的時候，也要對電導率指標進行調整，使其達到需要的水平， 在電導率達到既定標準的時候需要停止添加輔助劑。 因為內冷水自身對電導率產生的影響非常大， 所以需要配置一套完整的堿化劑添加量的控制系統(tǒng)來進行實時監(jiān)控， 盡可能減少添加堿化劑對電導率的影響。 如今堿化處理法已經(jīng)在現(xiàn)實工作中得到了大范圍的運用，并且效果十分明顯［3］。

3.2 離子交換處理法

離子交換處理法其本質目的就是利用離子交換樹脂將內冷水中的雜質進行清除， 進而有效減少內冷水系統(tǒng)中存在腐蝕性物質的含量， 盡可能地避免銅導線出現(xiàn)堵塞和腐蝕的問題。 如今我國大多數(shù)的高參數(shù)發(fā)電機內冷水系統(tǒng)都會安裝一臺小混床，這些混床可以按照填充樹脂的種類來劃分為不同的類型。

3.3 氫型混床法

氫型混床法是將RH 和ROH 型樹脂裝填在混床內， 以有效地消除內冷水中的陰陽兩種類型的離子，從而起到凈化的作用。該處理法還可以減少電導率。 這種方法的弊端就在于混床出水水質屬于弱酸性，會對內部導線造成侵蝕，并且運行成本較高［4］，此方法需與微堿化法結合使用。

3.4 鈉型混床法

為盡可能保證出水pH 值的正常，可以將小混床內的陽樹脂選用RNa 型樹脂，能夠有效提升內冷水的pH 值，但是這一方法如果操作不當也會引發(fā)導電率逐漸提升的不良后果。

3.5 微堿化處理法

微堿化處理法是在氫型混床的基礎上將部分RH 型樹脂更換為RNa 型樹脂， 通過調整兩種樹脂的比例，達到調節(jié)pH 值和降低電導率的作用。 該方法是目前應用較為廣泛的一種方法。 在原有設備基礎上改造量小，操作簡便，出水易達到標準要求。

在發(fā)電機內冷水系統(tǒng)中增加微堿化處理裝置，不僅可以提升發(fā)電機內冷水的pH 值、 降低內冷水Cu2+含量，還可以有效緩解內冷水系統(tǒng)內部銅導線的腐蝕情況， 明顯提高系統(tǒng)安全性， 保證發(fā)電機組安全、經(jīng)濟、穩(wěn)定運行。

3.6 雙臺小混床法

雙臺小混床法是將氫型（RH＋ROH）混床和鈉型（RNa＋ROH）混床交替使用或并聯(lián)使用。 該方法的最大問題是系統(tǒng)過于復雜，操作繁瑣，經(jīng)常發(fā)生電導率超標報警的現(xiàn)象，且占地面積相對較大［5］。

4 結束語

我國發(fā)電機內冷水處理所采用堿化處理技術和離子交換處理技術可明顯提高內冷水水質， 但仍存在水質超標的現(xiàn)象。在采用上述方法時，均向內冷水中添加堿性物質，pH 值和電導率難以同時達標，應考慮與反滲透、電除鹽等多種技術聯(lián)合應用，從而確保內冷水水質符合國家和行業(yè)標準。 發(fā)電機內冷水中出現(xiàn)pH 值偏低、電導率超標的現(xiàn)象，主要是由于二氧化碳泄漏造成的，可采取通氮密封、添加除碳器或提高發(fā)電機密閉性等工藝來降低內冷水中二氧化碳的含量。 同時應加強對空芯銅導線腐蝕的基礎研究， 為內冷水處理技術的選擇和相關標準的制定提供理論依據(jù)。