CN109607680A

CN109607680A - 一种发电机内冷水处理方法及其装置

Info

Publication number: CN109607680A
Application number: CN201811550854.1A
Authority: CN
Inventors: 不公告发明人
Original assignee: Xie Cuijuan
Current assignee: Xie Cuijuan
Priority date: 2018-12-18
Filing date: 2018-12-18
Publication date: 2019-04-12

Abstract

一种发电机内冷水处理方法及其装置，通过混床(装填经过特殊处理的树脂)旁路处理发电机内冷水，除去内冷水中的碳酸，同时使内冷水中维持微量的氢氧化钠，从而使内冷水处于弱碱性（pH为8.1~8.6），而且内冷水电导率在合格范围内（DD为1.0~1.3μS/cm），保证发电机铜导线的腐蚀速率降至最低。本发明具有系统简单、水质稳定、水质好、没有排污、运行维护费用低的特点，设备投运后，发电机内冷水水质长期稳定，并符合GB/T 12145‑2016《火力发电机组及蒸汽动力设备水汽质量》规定的水内冷发电机的冷却水质量标准。

Description

一种发电机内冷水处理方法及其装置

技术领域

本发明涉及电机技术领域，具体涉及一种发电机内冷水处理方法及其装置。

背景技术

大、中型发电机的定子或转子线圈通常是采用高纯水循环冷却。由于发电机冷却系统密封性能差异，冷却水中难免会漏入空气，空气中的二氧化碳溶解后，因为高纯水没有缓冲性能，少量的二氧化碳就会导致内冷水电导率大幅上升，pH大幅下降。pH降低增加了发电机铜线圈的腐蚀，内冷水电导率增加降低了发电机的绝缘性能。运行过程中，内冷水的随着腐蚀产物的积累，铜离子浓度越来越高，容易在空芯铜线圈内沉积，造成冷却水冷却效果降低，进而导致线圈过热而威胁发电机的安全运行。研究表明，调节和控制内冷水的pH值在8.0～9.0之间（最佳值为8.5），内冷水对空心铜导线的腐蚀速率最低。

目前的内冷水处理方法有，普通小混床法、钠型小混床法（微碱法）、加碱法、缓蚀剂法等。这些方法实际运用时，设备复杂，运行和维护的工作量大，增加运行成本，而且有些方法并不能有效地控制铜导线的腐蚀。比如腐蚀产生的较高含量的铜离子被处理装置除去，虽然经处理的部分内冷水水质较好，内冷水水质仍然对铜存在明显的腐蚀，腐蚀并没有有效地控制。

1、普通小混床法

该方法在小混床中装填强阳H型树脂和强阴OH型树脂。运行时，内冷水流量的5~10%经过小混床处理，由于强阳H型树脂比强阴OH型树脂的交换能力强，混床的出水pH一般在7.0以下，这时水对铜的腐蚀非常严重。

2、钠型小混床法（微碱法）

钠型小混床法是让部分内冷水经过RNa/ROH型小混床对内冷水进行碱化处理，其原理是让内冷水中腐蚀下来的Cu²⁺或其它阳离子与R-Na交换产生Na⁺，阴离子(如CO₃ ^2-、HCO₃ ^-) 与R-OH交换产生OH^-，最终在混床出水中产生微量的NaOH，即间接向内冷水中加NaOH，从而提高内冷水的pH。

然而，通过铜离子与交换树脂中R-Na交换来维持内冷水的Na+浓度，需要源源不断的腐蚀产生铜离子，这与控制腐蚀矛盾。中国内部分电厂的运行实践表明，这种小混床运用于内冷水处理，一般出水pH不高（不超过7.8），而且运行时间不长，pH就会降到7.0左右。对铜导线仍有较高的腐蚀性。

3、加碱法

系统中增加一套加NaOH装置提高内冷水的pH值，同时通过普通小混床净化内冷水。这种方法基本能满足水质标准，但增加了设备，增加运行和维护的工作，而且小混床树脂的运行周期短，需要定期更换树脂，而且pH较难控制在8.5左右的最佳区域。

4、加缓蚀剂法

系统中增加一套缓蚀剂加药装置，目前用到的缓蚀剂主要是BTA和MBT。这两种缓蚀剂的水溶性很差，容易堵塞空心铜导线，导致导线温度升高，威胁发电机安全运行。

发明内容

为了解决上述现有技术存在的问题，本发明提供一种发电机内冷水处理方法及其装置，经本系统处理的发电机内冷水电导率小于1.5us/cm，pH达到8.1~8.6（通常可调节至8.5左右），发电机内冷水铜含量小于2ug/L。

本发明的技术方案如下：

一种发电机内冷水处理系统，包括混床31，流量计14和流量计进口门13、流量计出口门15组成混床的进水管路，并设置流量计旁路门16，分流的部分内冷水，经进水管路进入混床31处理，处理后的水经混床出口门17及其后的滤网25，返回至内冷水箱。若设备故障、检修或更换树脂，混床可走旁路门18。通过进脂门21和出脂门22可以更换树脂。另外混床31设有放水门19和排气门20。混床31出口安装电导率表29和pH表30，在线连续监测内冷水水质。

所述混床31内装有均匀混合的弱酸性Na型阳离子交换树脂，弱酸性H型阳离子交换树脂和强碱性OH型阴离子交换树脂。

所述树脂比例为：弱酸性Na型阳离子交换树脂，弱酸性H型阳离子交换树脂和强碱性OH型阴离子交换树脂的体积比为2：（1~2）：4。

所述的一种发电机内冷水处理系统的工作原理：树脂再生好后，按照一定比例均匀混合，装入混床31。打开流量计进口门13、流量计出口门15和混床排气门20，排尽混床31内空气，关排气门20。开混床放水门19，通过调节流量计进口门13、流量计出口门15，控制处理水量为内冷水总流量的5%~10%，冲洗至出水水质稳定（在最佳范围内pH：8.1~8.6，DD<1.5uS/cm），关闭混床放水门19。打开混床出口门17，通过调节流量计进口门13、流量计出口门15，重新调节处理水量为内冷水总流量的5%~10%。投运出口在线电导率表29和pH表30，实现在线连续监测。

本发明通过处理发电机部分内冷水（内冷水总流量的5%~10%），水经过按照一定比例均匀混合的弱酸性Na型阳离子交换树脂、弱酸性H型阳离子交换树脂和强碱性OH型阴离子交换树脂，由于弱酸性H阳离子交换树脂只有在偏碱性的水中才有交换能力，弱酸性Na型阳离子交换树脂在酸性或很弱的碱性水中会与H⁺交换，吸附H⁺并置换下来微量Na⁺，而强碱性OH型阴离子交换树脂在酸、碱性水中均具有交换能力，能持续去除水中的HCO₃ ^-，进而降低CO₂含量，并置换下来OH^-，与水中的微量Na⁺结合生成NaOH，使水呈弱碱性。通过强碱性OH型阴离子交换树脂，可以较为彻底的除去水中的HCO₃ ^-和CO₂，控制弱酸性Na型阳离子交换树脂和弱酸性H型阳离子交换树脂的比例，就可以控制出水的Na⁺含量，从而控制pH值，并使内冷水得到净化，保证电导率在合格范围内。

本发明通过监测内冷水混床31出口的电导率和pH值，将内冷水的水质指标控制在铜导线腐蚀速率最低的范围内。电导率可控制在1.0uS/cm~1.3uS/cm，pH可控制在8.1~8.6（通常可控制在8.5左右）。

附图说明

图1是本发明的系统图。

图中符号说明：#1除盐水母管补水门1、#2除盐水母管补水门2、内冷水箱补水总门3、排污门4、内冷水箱补水电磁阀前手动门5、内冷水箱补水电磁阀6、内冷水箱补水电磁阀出口逆止门7、内冷水箱补水电磁阀后手动门8、内冷水箱补水电磁阀旁路门9、内冷水泵出口旁路门10、内冷水泵出口旁路逆止门11、混床入口压力表12、流量计进口门13、流量计14、流量计出口门15、流量计旁路门16、混床出口门17、混床旁路门18、混床放水门19、混床排气门20、混床进脂门21、混床出脂门22、混床出口压力表23、滤网前手动门24、滤网25、滤网后手动门26、滤网旁路门27、在线表手动门28、电导率表29、pH表30、混床31。

本发明对内冷水系统要求不高，只需安装一个混床，或在现有混床的基础上做简单改造，采用二级除盐水作为内冷水的补给水，再生好后的树脂，投运后4~5小时内便可使内冷水稳定在最佳的水质范围。

本发明与现有技术比较，具备如下优点：

1、可靠性高，树脂装填好后，混床出水水质由树脂的性能和混合树脂的比例决定，长期稳定。

2、出水水质好，具备混床除盐的优点，对内冷水进行深度处理，水中只保持微量的NaOH。

3、采用二级除盐水作为补给水，避免了其它水源水质不稳定，以及可能的污染问题。

4、运行过程中不需要排污，补水量很小。

5、系统简单，占地面积小，只需一个混床，或在现有混床基础上简单改造。

6、运行维护费用低，系统一旦投运，水质长期稳定，不需要加药、排污及自动控制等干预。

7、几乎可以满足所有机组的要求，包括定子冷却水系统和双水内冷系统。

Claims

1.一种发电机内冷水处理方法及其装置，其特征在于：包括混床（31），混床（31）的入口设置流量计（14），流量计进口门（13），流量计出口门（15）及流量计旁路门（16）组成进水管路，流量计（14）监视混床（31）处理的内冷水流量，另外混床还设置旁路门（18），混床出口门（17），混床进口压力表（12），及混床出口压力表（23），排气门（20）用于投运前排出床体内空气，放水门（19）用于投运前冲洗树脂至出水合格，进脂门（21）和出脂门（22）用于装载新树脂或更换树脂，滤网（25）用于拦截运行中可能漏出的树脂，电导率表（29）用于监测出水电导率，pH表用于监测出水pH值。

2.根据权利要求1所述的一种发电机内冷水处理方法及其装置，其特征在于：所述混床（31）内装有按一定比例均匀混合的弱酸性Na型阳离子交换树脂，弱酸性H型阳离子交换树脂和强碱性OH型阴离子交换树脂。

3.根据权利要求2所述的一种发电机内冷水处理方法及其装置，其特征在于：所述比例的弱酸性Na型阳离子交换树脂，弱酸性H型阳离子交换树脂和强碱性OH型阴离子交换树脂的体积比为2：（1~2）：4。

4.根据权利要求1所述的一种发电机内冷水处理方法及其装置，其特征在于：混床（31）的进水装置包括流量计（14）、流量计进口门（13）、流量计出口门（15）和流量计旁路门（16），混床（31）设置有放水门（19）、排空气门（20）、进脂门（21）和出脂门（22），混床（31）出口设有滤网（25），混床（31）出口设有电导率（29）和pH表（30）在线连续监测出水水质。

5.根据权利要求4所述的一种发电机内冷水处理方法及其装置，其特征在于：树脂再生好后，按照一定比例均匀混合，装入混床31；打开流量计进口门13、流量计出口门15和混床排气门20，排尽混床31内空气，关排气门20；开混床放水门19，通过调节流量计进口门13、流量计出口门15，控制处理水量为内冷水总流量的5%~10%，冲洗至出水水质稳定（在最佳范围内pH：8.1~8.6，DD<1.5uS/cm），关闭混床放水门19；打开混床出口门17，通过调节流量计进口门13、流量计出口门15，重新调节处理水量为内冷水总流量的5%~10%；投运出口在线电导率表29和pH表30，实现在线连续监测。

6.根据权利要求4所述的一种发电机内冷水处理方法及其装置，其特征在于：水经过按照一定比例混合的弱酸性Na型阳离子交换树脂、弱酸性H型阳离子交换树脂和强碱性OH型阴离子交换树脂，由于弱酸性H阳离子交换树脂只有在偏碱性的水中才有交换能力，弱酸性Na型阳离子交换树脂在酸性或很弱的碱性水中会与H⁺交换，吸附H⁺并置换下来微量Na⁺，而强碱性OH型阴离子交换树脂在酸、碱性水中均具有交换能力，能持续去除水中的HCO₃ ^-，进而降低CO₂含量，并置换下来OH^-，与水中的微量Na⁺结合生成NaOH，使水呈弱碱性；通过强碱性OH型阴离子交换树脂，可以较为彻底的除去水中的HCO₃ ^-和CO₂，控制弱酸性Na型阳离子交换树脂和弱酸性H型阳离子交换树脂的比例，就可以控制出水的Na⁺含量，从而控制pH值，并使内冷水得到净化，保证电导率在合格范围内。