CN105948330B - 发电机内冷水膜净化碱化控制处理装置 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种发电机内冷水膜净化碱化控制处理装置，装置的进水管(20)与发电机内冷水旁路(23)相连接，装置的出水口直接回到发电机内冷水箱(22)，由安装在入口管路上的就地压力表(1)检测内冷水进入装置的入水压力，发电机内冷水进入装置后进入除离子部分。本发明装置具有结构简单、成本低、内冷水的电导率最低、pH值适中，铜离子含量最低，最大限度地提高了发电机的绝缘性，运行周期长的优点。本发明的方法具有工艺简单、操作方便、具有一定的自动化程度的优点。
Description
技术领域：
本发明涉及发电机内冷水膜净化碱化控制处理装置。
背景技术：
由于水内冷发电机具有单机容量大、体积小、重量轻等特点，因此，在大型发电机组中得到广泛应用。水内冷发电机组因内冷水水质差所引起的事故不胜枚举，为了防止此类事故的发生，国内外对内冷水水质和铜的腐蚀机理及防腐方法进行大量研究，得出结论：a.内冷水电导率越低，电气绝缘性能越好，不会发生电气闪络等绝缘故障；b.铜腐蚀的根本原因是内冷水中存在着溶解氧和溶解二氧化碳，此外在腐蚀过程中产生的二价铜离子对腐蚀有加速作用；c.腐蚀产物进入内冷水，在定子线棒中被发电机磁场阻挡而沉积，可能导致空心导线逐渐被铜腐蚀产物堵塞或通流面积减小，引起发电机线圈温度上升，甚至烧损。
水内冷发电机空芯导线一般使用工业纯铜制造的。纯铜在不含氧的水中的腐蚀速度是很低的，仅有10-4g/(m2·h)的数量级。由于补入发电机内冷水中含有二氧化碳和溶解氧，使水呈微酸性，并且在有氧时，铜的腐蚀速率就大大地增加。这就是由于水中游离的二氧化碳破坏了铜表面的保护膜，随着机组运行时间越长，铜的溶出量逐渐增加。当发现内冷水系统含铜量上升速度较快并且较高，就说明定子线棒内的内冷水系统发生严重的电化学腐蚀。腐蚀后的铜管表面露出基体铜合金的颜色，但无金属光泽，表面基本平整或略有凹凸不平，管壁明鲜减薄，呈均匀腐蚀的形貌。
另外，电化学腐蚀的一个重要特征是铜的腐蚀产物在低电位处发生堆积现象，腐蚀产物只有少量附着在腐蚀部位的管壁表面上，大部分都从管壁脱落而进入冷却介质中。在定子线棒中被发电机磁场阻挡而沉积，从而导致空芯导线逐渐被铜氧化物堵塞或通流面积变小，引起定子线圈温度升高，尤其在机组启停过程中有些铜垢剥落下来可能堵塞线棒流通部分，使被堵线圈或者铁芯温度升高甚至烧毁。其危害有两点：通常铜的腐蚀速率随温度的增高而急速增大。因此，线圈温度升高，会导致铜的加速腐蚀。如不及早控制，将会造成发电机线棒局部过热而损坏，严重者绝缘击穿造成接地事故。因此，控制铜的腐蚀，防止铜腐蚀产物的沉积是保证发电机安全运行的重要措施。
发明内容：
本发明的目的是为了解决目前发电机内冷水水质不合格，空心铜导线腐蚀现象的问题，提供发电机内冷水膜净化碱化控制采用的发电机内冷水膜净化碱化控制采用的处理装置。本发明的技术方案为：一种发电机内冷水膜净化碱化控制采用的处理装置，膜处理(7)和离子交换器(19)组成膜净化系统，通过将膜处理(7)的浓水侧与离子交换器(19)进行连接装置的进水管(20)与发电机内冷水旁路(23)相连接，装置的出水口直接回到发电机内冷水箱(22)，由安装在入口管路上的就地压力表(1)检测内冷水进入装置的入水压力，发电机内冷水进入装置后进入除离子部分，依次经过止回阀(2)、流量传感器(3)、入口过滤器(4)，再通过入口流量计(6)，进入到增压泵(5)再进行升压进入到膜处理(7)，入口流量计(6)显示入水流量，发电机内冷水经由膜处理(7)的处理后，一部分膜产水经由出口过滤器(10)通过出口管路(21)回到内冷水箱(22)中，出口管路(21)上装有出口压力显示(8)来检测装置的运行状态，另一部分浓水经由循环流量计(9)进入到离子交换器(19)进行离子吸附后再次回到增压泵(5)的入口，并且再次进入到膜处理(7)进行再次膜净化循环，碱化控制柜(12)通过进水管(20)上的加碱柜入水总阀(11)对发电机内冷水进行在线取样检测。
本发明装置对内冷水系统存在的不溶解固态铜和其他阴阳离子由膜的选择性过滤原理进行过滤处理并同时利用离子交换的方式对铜离子进行吸附并同时去除内冷水中的阴阳离子，来达到净化水质降低电导率，并通过碱化控制系统对内冷水系统进行碱化处理。这样，通过智能控制系统进行自动调节，使内冷水pH值为7.605～9.00；电导率为0～2.00μs/cm。膜净化碱化处理装置自带的专家诊断系统会根据装置使用的实时数据作出相关判断，并根据相关的实时数据对内冷水系统的劣化原因进行数据判断，提供相应的解决方案及处理方法。
本发明原理如下：
发电机内冷水膜净化碱化控制装置是通过利用膜的净化原理对内冷水中的铜离子进行过滤处理，同时分别由离子交换树脂进行吸附降低内冷水的铜离子含量，由碱化控制柜来加入碱性物质提高内冷水的pH值来抑制内冷水系统的铜腐蚀现象。从而达到发电机内冷水系统水质合格以保障发电机的安全稳定运行。
本发明利用膜净化碱化对内冷水中的微小颗粒状的固态铜离子以及内冷水系统中的二价离子进行过滤将过滤后的杂质通过精选的离子交换树脂进行吸附，保证整体装置的出口铜离子含量为0，同时通过计量泵在智能控制器的控制下持续平稳的向内冷水系统输出碱性液体，达到降低铜离子并提高内冷水pH值，从而保证发电机内冷水系统能够在低电导高pH值得状态下安全、经济、平稳的运行。
由于发电机内冷水纯净的特性，内冷水中主要存在的一价离子以调高内冷水pH的钠离子为主，二价离子以铜离子为主。其中部分发电机内冷水由于其运行状态和工况的影响还会产生一价的铜离子。
发电机内冷水进入装置后通过增压泵(5)对发电机内冷水进行升压操作，使发电机内冷水在高压状态通过膜处理(7)。通过膜处理(7)的本身特性对内冷水中的离子进行筛选。根据膜处理(7)的特性膜处理(7)会对发电机内冷水存在一、二价铜离子进行截留。
通过将膜处理(7)的浓水侧与离子交换器(19)进行连接，使被膜处理(7)截留下的高电导、高离子浓度的内冷水在离子交换器(19)内进行反复循环吸附而装置出水的铜离子含量达到最低，从而达到膜处理(7)水利用率100％的效果无浓液排放，减少发电机内冷水水损失达到节能减排的效果。
通过对膜处理(7)的浓水在离子交换器(19)中反复循环延长了被截留下的铜离子与离子交换器(19)接触的时间，增强了离子交换器(19)对发电机内冷水中由于腐蚀产生的铜离子的吸附效果，同时还提高了离子交换器(19)的使用率。
同时根据膜处理(7)对于离子半径小的一价离子截留率低的特性，加药泵(17)向发电机内冷水添加提高pH的碱性药剂氢氧化钠则会大幅度的通过膜处理(7)，不会被膜处理(7)大量截留进入到离子交换器(19)被吸附从而降低了离子交换柱的消耗，减少加药泵(17)的工作频率降低碱性药剂的消耗。
发电机内冷水膜净化碱化控制装置的主要碱化控制部分是碱化控制柜(12)，通过碱化控制柜(12)中的在线检测控制仪表(24)对发电机内冷水的在线数据检测同时控制加药泵(17)平稳的向发电机内冷水中加入碱性物质氢氧化钠，使发电机内冷水的电导率在可控的情况下达到给定值。同时在线检测控制仪表(24)智能调控离子交换器(19)的运行状态保证发电机内冷水电导率和pH值在合理范围内波动，使发电机内冷水一直处于最优状态并同时整套装置的药品消耗和树脂损耗达到最低。
在线检测控制仪表(24)具有一定的智能性，可根据预设的给定值对发电机内冷水进行智能调控，并具有完善的报警机制使整套装置的运行更加稳定安全。
在线检测控制仪表(24)通讯功能可通过仪表内安装的sim卡进行网络数据通讯，通过数据通讯功能可以使用户通过手机app任何时候都能实时的了解到装置实际运行状况。
本发明装置具有结构简单、成本低、内冷水的电导率最低、pH值适中，铜离子含量最低，最大限度地提高了发电机的绝缘性，运行周期长的优点。本发明的方法具有工艺简单、操作方便、具有一定的自动化程度的优点。
附图说明：
图1是本发明装置在发电机内冷水系统中连接示意图。
图2是本发明装置的除离子膜净化系统连接示意图。
图3是本发明装置的碱化控制部分系统连接示意图。
具体实施方式：
如图1所示，发电机内冷水膜净化碱化控制处理装置：膜处理7和离子交换器19组成膜净化系统，通过将膜处理7的浓水侧与离子交换器19进行连接装置的进水管20与发电机内冷水旁路23相连接，装置的进水管20与发电机内冷水旁路23相连接，装置的出水口直接回到发电机内冷水箱22。
如图1所示发电机内冷水系统分别由发电机内冷水箱22、发电机水冷器25、发电机内冷水系统过滤器26、发电机内冷水泵28、定子绕组空心导线29组成。发电机内冷水膜净化碱化控制装置在发电机内冷水系统中的连接位置是在图1中所示通过发电机内冷水旁路23进行连接的27。
如图2所示，由安装在入口管路上的就地压力表1检测内冷水进入装置的入水压力，发电机内冷水进入装置后进入除离子部分，依次经过止回阀2、流量传感器3、入口过滤器4，再通过入口流量计6，进入到增压泵5再进行升压进入到膜处理7，入口流量计6显示入水流量，发电机内冷水经由膜处理7的处理后，一部分膜产水经由出口过滤器10通过出口管路21回到内冷水箱22中，出口管路21上装有出口压力显示8来检测装置的运行状态，另一部分浓水经由循环流量计9进入到离子交换器19进行离子吸附后再次回到增压泵5的入口，并且再次进入到膜处理7进行再次膜净化循环，碱化控制柜12通过进水管20上的加碱柜入水总阀11对发电机内冷水进行在线取样检测。
如图3所示，碱化控制柜12中的在线检测控制仪表24对发电机内冷水的在线数据检测，碱化控制柜12控制加药泵17平稳的向发电机内冷水中加入碱性物质氢氧化钠，使发电机内冷水的电导率在可控的情况下达到给定值，在线检测控制仪表24智能调控离子交换器19的运行状态保证发电机内冷水电导率和pH值在合理范围内波动，碱化控制柜12由电子流量计13，电导流通池14，pH流通池15，溶药箱16，加药泵17、在线检测控制仪表24组成。通过进水管20上的加碱柜入水总阀11对发电机内冷水进行在线取样，由电导流通池14，pH流通池15对发电机内冷水进行数据检测，在线检测控制仪表24通过在线检测数据对加药泵17进行控制，由加药泵17将溶药箱16内的碱性药物通过加碱柜出口总阀18加入到出口管路21中最后回到内冷水箱22中。从而达到对内冷水箱提高pH的作用。
如图3所示，除离子膜净化系统25入水口与发电机内冷水旁路23相连接，除离子膜净化系统的出水口与发电机内冷水箱22相连接。
除离子膜净化系统组成：止回阀2、流量传感器3、入口过滤器4、增压泵5、入口流量计6、膜7、出口压力显示8、循环流量计9、出口过滤器10、离子交换器19。
碱化控制部分：加碱柜入水总阀11、碱化控制柜12，加碱柜出口总阀。
Claims (2)
1.发电机内冷水膜净化碱化控制处理装置, 其特征是：膜处理(7)和离子交换器(19)组成膜净化系统，通过将膜处理(7)的浓水侧与离子交换器(19)进行连接装置的进水管(20)与发电机内冷水旁路(23)相连接，装置的出水口直接回到发电机内冷水箱(22)，由安装在入口管路上的就地压力表(1)检测内冷水进入装置的入水压力，发电机内冷水进入装置后进入除离子部分，依次经过止回阀(2)、流量传感器(3)、入口过滤器(4)，再通过入口流量计(6)，进入到增压泵(5)再进行升压进入到膜处理(7)，入口流量计(6)显示入水流量，发电机内冷水经由膜处理(7)的处理后，一部分膜产水经由出口过滤器(10)通过出口管路(21)回到内冷水箱(22)中，出口管路(21)上装有出口压力显示(8)来检测装置的运行状态，另一部分浓水经由循环流量计(9)进入到离子交换器(19)进行离子吸附后再次回到增压泵(5)的入口，并且再次进入到膜处理(7)进行再次膜净化循环，碱化控制柜(12)通过进水管(20)上的加碱柜入水总阀(11)对发电机内冷水进行在线取样检测。
2.根据权利要求1所述的发电机内冷水膜净化碱化控制处理装置，其特征是：碱化控制柜(12)中的在线检测控制仪表(24)对发电机内冷水的在线数据检测，碱化控制柜(12)控制加药泵(17)平稳的向发电机内冷水中加入碱性物质氢氧化钠，使发电机内冷水的电导率在可控的情况下达到给定值，在线检测控制仪表(24)智能调控离子交换器(19)的运行状态保证发电机内冷水电导率和pH值在合理范围内波动，碱化控制柜(12)的发电机内冷水依次通过由电子流量计(13)，电导流通池(14)，pH流通池(15)进行在线数据检测，通过在线检测控制仪表(24)对加药泵(17)进行智能调控，由加药泵(17)将溶药箱(16)内的碱性药物通过加碱柜出口总阀(18)加入到装置出口管路(21)，最终进入到内冷水箱(22)完成内冷水碱化控制的过程，除离子膜净化系统(25)入水口与发电机内冷水旁路(23)相连接，除离子膜净化系统的出水口与发电机内冷水箱(22)相连接。
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