CN112960804B - 一种发电机内冷水旁路处理装置及控制方法 - Google Patents

一种发电机内冷水旁路处理装置及控制方法 Download PDF

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Abstract

本发明涉及一种发电机内冷水旁路处理装置及控制方法，技术方案是，该旁路处理装置包括内冷水旁路进水通道、内冷水补充水通道、纳滤阴离子交换处理通道、EDI微碱化处理通道、内冷水处理装置出水通道、水质监测设备和控制器；所述内冷水旁路进水通道的入口与内冷水冷却器的出水口相连接，所述内冷水补充水通道的入口与内冷水补充水母管相连接；本发明在持续去除铜离子、降低电导率的同时，保留内冷水中的碱化剂，从而长期稳定地将内冷水pH值和电导率控制在目标范围内，设备可以长期运行且维护量低，确保内冷水补入水时内冷水pH和电导率不会超标，日常运行操作简单、自动化程度高，碱化剂溶液可长期稳定存储。

Description

一种发电机内冷水旁路处理装置及控制方法
技术领域
本发明涉及一种水处理装置及控制方法，具体涉及一种发电机内冷水旁路处理装置及控制系统。
背景技术
大型发电机组目前普遍采用水-氢-氢的冷却方式，其中在定子绕组中采用水通过空心铜导线冷却，该冷却水就简称为内冷水或者定冷水。由于发电机内冷水的运行环境是高压电场，该特殊环境需要内冷水无机械杂质、具有足够的绝缘性、对发电机铜导线无腐蚀性。内冷水电导率影响发电机的接地电阻，pH的高低直接影响腐蚀情况，如果腐蚀产物沉积造成铜管路堵塞，对发电机的安全运行构成威胁。为了保证发电机的运行安全，DL/T 801—2010《大型发电机内冷却水质及系统技术要求》标准规定发电机定子空心铜导线冷却水水质控制指标为：pH(25℃)8.0～9.0，电导率0.4～2.0μS/cm，铜离子含量≤20μg/L。
目前，发电机内冷水处理主要是调节pH和电导率，实际应用的主要技术有：离子交换除盐-加碱碱化处理法、微碱化混床处理法、氢型混床-钠型混床处理法。
离子交换除盐-加碱碱化处理法，其利用氢型混床(RH/ROH)去除内冷水中的阴阳离子，在混床出水管上设置碱化剂加药点，碱化剂通常为NaOH。由于混床将包括碱化剂在内的各种阴阳离子一同去除，消耗了树脂的交换容量，导致树脂使用周期短，同时碱化剂需持续加入。
微碱化混床处理法，其混床内同时填装有钠型阳树脂、氢型阳树脂和强碱氢氧性阴树脂这三类树脂，通过调节树脂的比例使混床出水中产生微量NaOH，从而调节pH和电导率。由于树脂比例固定，该方法的缺点是水质超标时调控能力差。
氢型混床-钠型混床处理法，其同时配有氢型混床(RH/ROH)和钠型混床(RNa/ROH)，采取并联方式布置，通过调节两个混床的处理水量，来实现对内冷水pH和电导率的调控。在该调控技术基础上，也可将上述两个混床设置为多个单床离子交换器，即氢型阳床RH、钠型阳床RNa和氢氧性阴床ROH，其中两个阳床并联后与阴床串联，通过调节两个阳床的处理水量来实现水质调控，调控原理与两个混床相同。该方法的不足：氢型树脂会产生氢离子，与内冷水中本身存在的氢氧根以及ROH树脂产生的氢氧根发生中和，故设备本身会消耗部分碱化剂；水质异常时需要手工多次调节两个混床或者阳床处理水量的比例，直至水质合格，未实现自动控制，操作不便；由于树脂使用量大且通常使用的是专用树脂，同时为保证处理效果，电厂待树脂失效后通常不对树脂进行再生重复利用而直接更换新树脂，为此更换树脂费用较高。
CO2是影响内冷水水质异常、系统腐蚀的重要因素，内冷水系统中CO2的来源通常有三处：外界空气漏入、内冷水补充的除盐水携带空气、氢气置换时未完全置换完毕的CO2的部分随氢气漏入内冷水系统中。尤其，国内大部分机组的内冷水箱未采用氮气密封、安装二氧化碳呼吸器等隔绝CO2的密封措施，外界CO2可进入内冷水箱。因而，在机组运行过程中，CO2会不可避免溶入到碱性的内冷水中，可导致内冷水pH降低、电导率升高、铜线圈腐蚀、铜离子含量升高等。CO2溶入到碱性内冷水中可形成碳酸根(CO3 2-)和碳酸氢根(HCO3 -)，当pH为8.0～9.0时，HCO3 -的占比可达94.5％～97.1％；当pH低于8.0时，内冷水中的HCO3 -和CO3 2-占比逐渐降低，同时H2CO3占比逐渐升高。
前述三种内冷水处理技术在处理过程中，虽然内冷水中的铜离子、CO3 2-和HCO3 -等影响内冷水水质的物质去除了，但同时将用于维持内冷水pH的碱化物质全部或者部分去除，一方面消耗了离子交换树脂的交换容量，导致树脂使用周期缩短，另一方面增加了碱化剂的加入量且需反复调节水质至合格。
此外，内冷水系统补水时，作为补充水的除盐水普遍未经碱化处理而直接补入内冷水箱，造成内冷水pH迅速降低甚至超标。如果除盐水受到了污染，甚至会导致内冷水电导率上涨甚至超标，对机组安全运行构成威胁。
理想的内冷水处理方法是去除内冷水中影响水质异常的铜离子、CO3 2-、HCO3 -，保留用于维持内冷水pH的碱化物质，并且可长时间维持内冷水pH和电导率在合格范围内，从而解决前述三种内冷水处理技术的缺陷。
发明内容
针对现有技术的不足，本发明的目的是提供提出一种操作简捷、运行成本低、可长时间稳定内冷水pH和电导率在合格范围内的发电机内冷水旁路处理装置及控制方法。
为了实现上述目的，本发明的技术方案是：
一种发电机内冷水旁路处理装置，该旁路处理装置包括内冷水旁路进水通道、内冷水补充水通道、纳滤阴离子交换处理通道、EDI微碱化处理通道、内冷水处理装置出水通道、水质监测设备和控制器；
所述内冷水旁路进水通道的入口与内冷水冷却器的出水口相连接，并设有依次相连的第一手动阀、第一精密过滤器、第一电动调节阀和第一流量计；所述内冷水补充水通道的入口与内冷水补充水母管相连接，并设有依次相连的第二手动阀、第二精密过滤器、第二电动调节阀和第二流量计；第一流量计的出口与第一电磁阀的进口相连，第二流量计的出口与第一电磁阀的出口相连；
所述纳滤阴离子交换处理通道包括依次相连的第二电磁阀、第三手动阀、纳滤设备、第四手动阀、第五手动阀、阴离子交换器、树脂捕捉器、第六手动阀、第三电磁阀，第二电磁阀的进口为纳滤阴离子交换处理通道的入口，且入口与第一流量计的出口相连接，接口位于第一流量计与第一电磁阀之间，第三电磁阀的出口为纳滤阴离子交换处理通道的出口，且出口与内冷水处理装置出水通道上的第七手动阀的进口相连；
所述纳滤设备为可截留水中的多价离子而保留单价离子的纳滤设备；
所述阴离子交换器设置在纳滤设备之后，其中填充有强碱性OH型阴离子交换树脂，用于将氢氧根之外的、纳滤设备未截留的单价阴离子去除并转化为用于维持pH的碱化剂；
所述EDI微碱化处理通道包括碱液箱以及依次相连的第十手动阀、EDI设备、第十一手动阀和混合器，第十一手动阀与混合器之间的管路上设有碱化剂加药口，碱液箱经依次相连的微计量泵、止回阀、第十二手动阀与碱化剂加药口相连，第十手动阀的进口为EDI微碱化处理通道的入口，且入口第二流量计的出口相连接，接口位于第二流量计与第一电磁阀之间，混合器的出口为EDI微碱化处理通道的出口，且出口与内冷水处理装置出水通道上的第七手动阀的进口相连；
所述EDI设备用于去除水中的阴阳离子；
所述的微量计量泵用于根据混合器出口水质的电导率和pH自动调整碱化剂的加药量；
所述内冷水处理装置出水通道上的第七手动阀的出口与内冷水箱的进口相连；
所述水质监测设备包括第一电导率表、第一pH表、第二电导率表和第二pH表，第一电导率表和第一pH表布置在内冷水旁路进水通道的进口，具体为：在第一精密过滤器的出口设置第一取样管路，第一取样管路上依次设有第一针阀、第一电导率表和第一pH表，用于监测发电机内冷水电导率和pH值；
第二电导率表和第二pH表布置在纳滤阴离子交换处理通道出口和EDI微碱化处理通道出口，具体为：在第三电磁阀的出口设置有与其相连的第二取样管路，第二取样管路上依次设有第五电磁阀和第二针阀，在混合器的出口设置有与其相连第三取样管路，第三取样管路上依次设有第六电磁阀和第三针阀，第二针阀的出口和第三针阀的出口通过一个三通接口汇集成一个管路后与依次相连的第二电导率表和第二pH表连接在一起，用于监测纳滤阴离子交换处理通道或EDI微碱化处理通道的出水电导率和pH值；所述的第二电导率表和第二pH表通过控制第五电磁阀、第六电磁阀的开与关来切换检测纳滤阴离子交换处理通道或EDI微碱化处理通道的出水水质，实现了一表多用，所述的水质监测设备在内冷水旁路处理装置运行时一直处于投运状态；
所述控制器分别与第一电磁阀、第二电磁阀、第三电磁阀、第四电磁阀、第五电磁阀、第六电磁阀、第一电导率表、第一pH表、第二电导率表、第二pH表、第一电动调节阀、第二电动调节阀、微计量泵、第一流量计、第二流量计、显示器和操作按键相连，
所述控制器用于接收第一电导率表、第一pH表、第二电导率表和第二pH表采集的电导率数据和pH值数据，并根据电导率数据和pH值数据的大小与预先输入的目标值比对，对微计量泵以及各个电磁阀进行启闭操作，pH值和电导率超出预先设定的设定控制范围时发出提醒；还用于接收第一流量计和第二流量计采集到的流量数据，并根据该数据调节第一电动调节阀、第二电动调节阀的开度，从而控制内冷水或补充水的流量；经碱化处理后的内冷水的pH值设定控制范围为8.0～8.9，电导率设定控制范围为0.5μS/cm～2μS/cm。
优选的，所述纳滤设备和阴离子交换器均设有旁路管路，旁路管路与相应设备并联设置。具体为：第八手动阀的入口、出口分别与第三手动阀的入口、第四手动阀的出口相连接，第九手动阀的入口、出口分别与第五手动阀的入口、第六手动阀的出口相连接，第六手动阀的出口和第十一手动阀的出口之间设有第四电磁阀，当纳滤设备或阴离子交换器不运行时，水可分别通过旁路管路经第八手动阀或第九手动阀进入后续处理设备。
一种基于上述装置的内冷水旁路处理控制方法，包括以下步骤：
(1)当发电机内冷水系统投入运行的初期，内冷水经内冷水旁路进水通道、EDI微碱化处理通道、内冷水处理装置出水通道后返回内冷水箱；设定内冷水旁路进水流量Q1、经碱化处理后的内冷水的pH值设定控制范围为8.1～8.6，电导率设定控制范围为小于1.6μS/cm后，控制器自动控制打开第一电磁阀和第六电磁阀，关闭第二电磁阀、第三电磁阀、第四电磁阀和第五电磁阀，调节第二电动调节阀和微量计量泵，再通过EDI设备去除阴阳离子，加入微量碱化剂后，最终第一流量计的示值、混合器出水电导率和pH值(第二电导率表102和第二pH表112的示值)自动控制至设设定控制范围；
内冷水的流向为：第一手动阀、第一精密过滤器、第一电动调节阀、第一流量计、第一电磁阀、第十手动阀、EDI设备、第十一手动阀、混合器、第七手动阀和内冷水箱；
(2)经过上述步骤对内冷水连续循环处理，待第一电导率表和第一pH表的示值也达到上述设定pH值和电导率控制范围内并稳定后，通过操作控制器打开第二电磁阀、第三电磁阀和第五电磁阀，关闭第一电磁阀、第四电磁阀和第六电磁阀，将内冷水由EDI微碱化处理通道切换至纳滤阴离子交换处理通道进行处理，由纳滤设备去除内冷水中连续运行所产生的Cu2+、Fe3+、Fe2+、CO3 2-等多价离子，由阴离子交换器去除HCO3 -，并将HCO3 -重新转换为氢氧根，即重新生成了部分碱化剂，使内冷水的pH可长期稳定控制在8.1～8.6，电导率小于1.6μS/cm，铜离子含量不高于5μg/L，内冷水纳滤阴离子交换通道处理流程是发电机内冷水系统长期运行时的处理流程；
内冷水的流向为：第一手动阀、第一精密过滤器、第一电动调节阀、第一流量计、第二电磁阀、第三手动阀、纳滤设备、第四手动阀、第五手动阀、阴离子交换器、树脂捕捉器、第六手动阀、第三电磁阀、第七手动阀和内冷水箱；
(3)当内冷水系统需要进行补水时，设定补充水流量Q2、经碱化处理后的内冷水的pH值设定控制范围为8.1～8.6，电导率设定控制范围为小于1.6μS/cm后，通过控制器自动控制关闭第一电磁阀、第四电磁阀、第五电磁阀，自动打开第六电磁阀，自动调节第二电动调节阀和微量计量泵，补充水经内冷水补充水通道、EDI微碱化处理通道、内冷水处理装置出水通道后补入内冷水箱，第二流量计的示值等于设定流量Q2，混合器出水电导率和pH值自动调节至设定控制范围；
补充水的流向为：第二手动阀、第二精密过滤器、第二电动调节阀和第二流量计、第十手动阀、EDI设备、第十一手动阀和混合器、第七手动阀和内冷水箱；
(4)水质调控方法：正常运行时，内冷水采用纳滤阴离子交换处理，当用户需要调整当前内冷水的pH值或电导率，或者调整pH值或电导率的控制范围时，方法如下：如果需要手动提高pH控制值，可在纳滤阴离子交换处理的基础上补加碱化剂，通过控制器打开第四电磁阀和第六电磁阀，关闭第三电磁阀和第五电磁阀，并修改碱化处理后的内冷水pH值控制范围，控制器自动调节微量计量泵进行加碱化剂，提高pH值至目标范围；如果需要降低/或升高pH值或电导率，可重新设定碱化处理后内冷水的pH值和电导率范围，并按照步骤(1)采用EDI微碱化处理通道进行处理，待内冷水pH值、电导率达到期望值后，可按照步骤(2)恢复内冷水采用纳滤阴离子交换处理流程；
(5)内冷水采用纳滤阴离子交换处理时，当纳滤阴离子交换处理通道的出水pH值(第二pH表的示值)降至8.1时，采用步骤(4)的方法向内冷水中加入碱化剂来提高pH值至期望值，然后再恢复内冷水采用纳滤阴离子交换处理流程；
(6)当纳滤设备需要停运时，可打开第八手动阀，关闭第三手动阀和第四手动阀，内冷水经纳滤设备的旁路进入后续设备；当阴离子交换器需要停运时，可打开第九手动阀，关闭第五手动阀和第六手动阀，内冷水经阴离子交换器的旁路进入后续设备；当纳滤设备、阴离子交换器都需要停运时，可按照步骤(1)采用EDI微碱化处理通道代替纳滤阴离子交换处理通道进行处理。
在任何一个处理流程中，可随时根据需求调整内冷水旁路进水流量Q1、补充水流量Q2，控制器会自动随之调整相关电动调节阀；建议在发电机内冷水系统投入运行的初期，通过提高内冷水旁路进水流量Q1，来使内冷水pH和电导率尽快达到期望值，之后再降低内冷水旁路进水流量Q1，即步骤(1)中内冷水旁路进水流量设置值可适当高于步骤(2)正常运行时内冷水旁路处理流量。
本发明控制方法的主要工作原理：
(1)先采用EDI设备并加入碱化剂将内冷水pH和电导率调整至期望合格范围内，再利用纳滤和阴离子交换器串联处理内冷水，来去除机组运行时内冷水中持续生成的多价离子(Cu2+、CO3 2-等)和单价阴离子(HCO3 -)，从而持续降低电导率，但不会去除内冷水中原用于维持pH的碱化剂。由于CO2溶入到内冷水中生成CO3 2-和HCO3 -时会消耗一定量的碱化剂OH-，而纳滤可去除CO3 2-，阴离子交换器可将HCO3 -重新转换为氢氧根(OH-)，即重新生成了部分碱化剂，但整体上内冷水中的碱化剂含量会稍有降低，但由于内冷水pH为8.0～9.0时，HCO3 -在CO2溶入到内冷水后的产物中的占比达94.5％～97.1％，即CO2消耗的那部分碱化剂中94.5％以上可通过阴离子交换器重新生成，并且由于CO2的溶入量本身都较低，因此日常运行采用纳滤和阴离子交换器串联处理内冷水可以长时间不用额外添加碱化剂，在降低电导率的同时，又可使pH长时间维持在期望的合格范围内，减缓空心铜导线腐蚀。而阴离子交换器主要处理HCO3 -，使用寿命长，避免频繁更换树脂。
(2)内冷水旁路处理装置中的EDI装置和碱化装置如果单独或联合使用，可对内冷水pH和电导率进行单独调控，提升该设备的水质调控能力。
(3)由于CO2溶入到内冷水中生成CO3 2-时消耗的那部分碱化剂无法通过纳滤阴离子交换通道重新生成，经过长期的运行，如果不加干预，内冷水pH终将会低于8.0。为此，可在pH低于8.0之前通过内冷水旁路处理设备中所带的碱化装置向内冷水中补加碱化剂来提高pH，待pH达到期望值后再停止加入碱化剂，恢复纳滤阴离子交换处理内冷水。如此操作可继续维持长周期运行。
(4)内冷水补充水先经EDI设备净化处理，经EDI处理并加碱化剂使pH和电导率达到内冷水水质标准后再补入内冷水箱，避免补充水直接补入到内冷水箱中造成内冷水pH迅速降低甚至超标，也可避免补充水水质较差时直接补入导致内冷水电导率上涨甚至超标。
与现有技术相比，本发明具有以下有益技术效果：
(1)采用上述发电机内冷水旁路处理装置及控制方法，在持续去除铜离子、降低电导率的同时，保留内冷水中的碱化剂，从而长期稳定地将内冷水pH值和电导率控制在目标范围内，使内冷水的pH长期稳定在8.1～8.6，电导率小于1.6μS/cm，铜离子含量不高于5μg/L，控制范围比DL/T 801—2010《大型发电机内冷却水质及系统技术要求》更严格、标准更高。
(2)设备可以长期运行且维护量低：纳滤和EDI可以全自动运行，阴离子交换器主要与内冷水中的HCO3 -进行交换，，其树脂交换容量至少满足持续工作若干年。
(3)确保内冷水补入水时内冷水pH和电导率不会超标：内冷水补充水先经EDI设备进行二次净化处理并加碱化剂使pH和电导率达到内冷水水质标准后再补入内冷水箱，避免补充水直接补入到内冷水箱中造成内冷水pH迅速降低甚至超标，也可避免补充水水质较差时直接补入导致内冷水电导率上涨甚至超标。
(4)日常运行操作简单、自动化程度高：只需设置相关目标参数，而流量调整、流路调整、加药量调整等操作均由控制器自动控制完成。
(5)一套电导率表和pH表监测两路出水：通过控制取样管路上电磁阀的开与关来使一套电导率表和pH表可监测纳滤阴离子交换处理通道出水水质，又可监测EDI微碱化处理通道出水水质。
(6)碱化剂溶液可长期稳定存储：碱液箱顶部的二氧化碳呼吸器既平衡碱液箱内外压力，又吸收空气中的二氧化碳，避免二氧化碳进入碱液箱中与碱化剂发生反应而影响碱化效果，使碱化剂溶液可长期稳定存储。
附图说明
图1为本发明发电机内冷水旁路处理装置在发电机内冷水系统中连接示意图。
图2为本发明发电机内冷水旁路处理装置的结构示意图。
图3为本发明发电机内冷水旁路处理装置电路原理框式图。
具体实施方式
以下结合实施例对本发明的具体实施方式作进一步详细说明。
实施例一
由图1-3给出，本发明一种发电机内冷水旁路处理装置，该旁路处理装置包括内冷水旁路进水通道、内冷水补充水通道、纳滤阴离子交换处理通道、EDI(电去离子)微碱化处理通道、内冷水处理装置出水通道、水质监测设备和控制器；
所述内冷水旁路进水通道的入口与内冷水冷却器的出水口相连接，并设有依次相连的第一手动阀41、第一精密过滤器51、第一电动调节阀61和第一流量计71；所述内冷水补充水通道的入口与内冷水补充水母管3相连接，并设有依次相连的第二手动阀42、第二精密过滤器52、第二电动调节阀62和第二流量计72；第一流量计71的出口与第一电磁阀81的进口相连，第二流量计72的出口与第一电磁阀81的出口相连；
所述的第一精密过滤器51和第二精密过滤器52均可过滤1μm以上的机械杂质；
所述的第一电动调节阀61和第二电动调节阀62均可在控制器的控制下分别根据内冷水旁路进水流量设定值、内冷水补充水流量设定值进行自动调节，分别使第一流量计71、第二流量计72的示值达到相应的设定值；
所述纳滤阴离子交换处理通道包括依次相连的第二电磁阀82、第三手动阀43、纳滤设备12、第四手动阀44、第五手动阀45、阴离子交换器13、树脂捕捉器14、第六手动阀46、第三电磁阀83，第二电磁阀82的进口为纳滤阴离子交换处理通道的入口，且入口与第一流量计71的出口相连接，接口位于第一流量计71与第一电磁阀81之间，第三电磁阀83的出口为纳滤阴离子交换处理通道的出口，且出口与内冷水处理装置出水通道上的第七手动阀47的进口相连；
所述纳滤设备12为可截留水中的多价离子而保留单价离子的纳滤设备；
所述阴离子交换器13设置在纳滤设备之后，其中填充有强碱性OH型阴离子交换树脂，用于将氢氧根之外的、纳滤设备未截留的单价阴离子去除并转化为用于维持pH的碱化剂；
当纳滤设备不运行时，阴离子交换器则将所有阴离子去除并转化为用于维持pH的碱化剂；
所述的树脂捕捉器14用于捕集随水带出离子交换器的树脂颗粒；
所述EDI微碱化处理通道包括碱液箱16以及依次相连的第十手动阀410、EDI设备15、第十一手动阀411和混合器19，第十一手动阀411与混合器19之间的管路上设有碱化剂加药口，碱液箱16经依次相连的微计量泵17、止回阀18、第十二手动阀412与碱化剂加药口相连，第十手动阀410的进口为EDI微碱化处理通道的入口，且入口第二流量计72的出口相连接，接口位于第二流量计72与第一电磁阀81之间，混合器19的出口为EDI微碱化处理通道的出口，且出口与内冷水处理装置出水通道上的第七手动阀47的进口相连；
所述EDI设备15用于去除水中的阴阳离子；
所述的微量计量泵用于在控制器的控制下根据混合器出口水质的电导率和pH自动调整碱化剂的加药量；
所述的碱液箱内的碱化剂为氢氧化钠或氢氧化钾溶液，配制溶液所用的固体氢氧化钠或氢氧化钾试剂的纯度不低于优级纯；
所述碱液箱16顶部设有二氧化碳呼吸器20；所述的二氧化碳呼吸器既用于平衡碱液箱内外压力，又同时吸收空气中的二氧化碳，避免二氧化碳进入碱液箱中与碱化剂发生反应。
所述内冷水处理装置出水通道上的第七手动阀47的出口与内冷水箱的进口相连；
所述水质监测设备包括第一电导率表101、第一pH表111、第二电导率表102和第二pH表112，第一电导率表101和第一pH表111布置在内冷水旁路进水通道的进口，具体为：在第一精密过滤器51的出口设置第一取样管路211，第一取样管路上依次设有第一针阀91、第一电导率表101和第一pH表111，用于监测发电机内冷水电导率和pH值；
第二电导率表102和第二pH表112布置在纳滤阴离子交换处理通道出口和EDI微碱化处理通道出口，具体为：在第三电磁阀83的出口设置有与其相连的第二取样管路212，第二取样管路212上依次设有第五电磁阀85和第二针阀92，在混合器的出口设置有与其相连第三取样管路213，第三取样管路213上依次设有第六电磁阀86和第三针阀93，第二针阀92的出口和第三针阀93的出口通过一个三通接口汇集成一个管路后与依次相连的第二电导率表102和第二pH表112连接在一起，用于监测纳滤阴离子交换处理通道或EDI微碱化处理通道的出水电导率和pH值；所述的第二电导率表102和第二pH表112通过控制第五电磁阀85、第六电磁阀86的开与关来切换检测纳滤阴离子交换处理通道或EDI微碱化处理通道的出水水质，实现了一表多用，所述的水质监测设备在内冷水旁路处理装置运行时一直处于投运状态；
所述控制器分别与第一电磁阀81、第二电磁阀82、第三电磁阀83、第四电磁阀84、第五电磁阀85、第六电磁阀86、第一电导率表101、第一pH表111、第二电导率表102、第二pH表112、第一电动调节阀61、第二电动调节阀62、微计量泵17、第一流量计71、第二流量计72、显示器和操作按键相连，
所述控制器用于接收第一电导率表101、第一pH表111、第二电导率表102和第二pH表112采集的电导率数据和pH值数据，并根据电导率数据和pH值数据的大小与预先输入的目标值比对，对微计量泵17以及各个电磁阀进行启闭操作，pH值和电导率超出预先设定的设定控制范围时发出提醒；还用于接收第一流量计71和第二流量计72采集到的流量数据，并根据该数据调节第一电动调节阀61、第二电动调节阀62的开度，从而控制内冷水或补充水的流量；经碱化处理后的内冷水的pH值设定控制范围为8.0～8.9，电导率设定控制范围为0.5μS/cm～2μS/cm。
所述显示用于显示显示控制器接收的电导率、pH值、流量以及电磁阀启闭信息；
所述操作按键用于对微计量泵、电动调节阀或各个电磁阀进行对应操作。
为保证使用效果，所述纳滤设备和阴离子交换器均设有旁路管路，旁路管路与相应设备并联设置。具体为：第八手动阀48的入口、出口分别与第三手动阀43的入口、第四手动阀44的出口相连接，第九手动阀49的入口、出口分别与第五手动阀45的入口、第六手动阀46的出口相连接，第六手动阀46的出口和第十一手动阀411的出口之间设有第四电磁阀84，当纳滤设备或阴离子交换器不运行时，水可分别通过旁路管路经第八手动阀48或第九手动阀49进入后续处理设备。
经碱化处理后的内冷水的pH值设定控制范围为8.1～8.6，电导率设定控制范围为小于1.6μS/cm(0.5-1.6μS/cm)；
所述的发电机内冷水旁路处理装置设计最大处理流量为内冷水循环流量的8％。
所述的内冷水补充水通道的内冷水补充水设置两路水源，分别为除盐水和凝结水精处理混床出水，两路水源末端与内冷水补充水母管3相连接；两路水源均设置对应的手动阀门，分别为第一补充水手动阀门1和第二补充水手动阀门2，其中一路水源为备用水源。
所述的内冷水箱的出口经依次相连的内冷水泵、内冷水冷却器和内冷水滤网与发电机的进水口相连，发电机的出水口与内冷水箱的进水口相连。
实施例二
参见图2，以某电厂实施上述发电机内冷水旁路处理装置为例，对本发明的内冷水旁路处理控制方法进行详细说明。
采用本发明的发电机内冷水旁路处理装置对内冷水进行旁路处理，碱化剂溶液为5％的氢氧化钠溶液，采用优级纯的固体氢氧化钠配制；内冷水控制指标为：pH为8.1～8.6，电导率小于1.6μS/cm，铜离子含量不高于10μg/L；内冷水系统正常稳定运行时，内冷水旁流处理的流量为0.8m3/h，内冷水补水时的补水流量控制在0.4m3/h～0.5m3/h。以下是具体的操作步骤：
(1)当发电机内冷水系统投入运行的初期，内冷水经内冷水旁路进水通道、EDI微碱化处理通道、内冷水处理装置出水通道后返回内冷水箱；设定内冷水旁路进水流量Q1＝1.6m3/h为提高效率，使内冷水尽快达到期望值，此阶段旁流进水流量设定值高于稳定运行时内冷水旁流处理的流量0.8m3/h、经碱化处理后的pH和电导率设定范围均采用系统默认值，分别为pH＝8.1～8.6、电导率小于1.6μS/cm，控制器自动控制打开第一电磁阀81和第六电磁阀86，关闭第二电磁阀82、第三电磁阀83、第四电磁阀84和第五电磁阀85，调节第二电动调节阀62至第一流量计的示值等于设定值1.6m3/h，同时微量计量泵自动调节控制碱化剂的加入量，使内冷水依次通过第一手动阀41、第一精密过滤器51、第一电动调节阀61、第一流量计71、第一电磁阀81、第十手动阀410、EDI设备15、第十一手动阀411和混合器19，混合器后的出水pH为8.1～8.6，电导率小于1.6μS/cm，之后再经手动阀七后返回内冷水箱。
(2)观察内冷水pH和电导率的变化，即第一电导率表101和第一pH表111的示值，待第一pH表111的示值处于8.1～8.6，第一电导率表101的示值小于1.6μS/cm并稳定后，通过操作按键一键操作控制器打开第二电磁阀82、第三电磁阀83和第五电磁阀85，关闭第一电磁阀81、第四电磁阀84和第六电磁阀86，将内冷水由EDI微碱化处理通道切换至纳滤阴离子交换处理通道进行处理，内冷水依次通过第一手动阀41、第一精密过滤器51、第一电动调节阀61、第一流量计71、第二电磁阀82、第三手动阀43、纳滤设备12、第四手动阀44、第五手动阀45、阴离子交换器13、树脂捕捉器14、第六手动阀46、第三电磁阀83、第七手动阀47后返回内冷水箱，将内冷水旁路进水流量Q1设定值由之前的1.6m3/h调整为正常运行处理流量0.8m3/h，控制器发出指令自动调节第一电动调节阀至第一流量计的示值等于设定值0.8m3/h，并保持在该状态下运行，由纳滤设备去除内冷水中连续运行所产生的Cu2+、Fe3+、Fe2+、CO3 2-等多价离子，由阴离子交换器去除HCO3 -，并将HCO3 -重新转换为氢氧根OH-，即重新生成了部分碱化剂，使内冷水的pH可长期稳定控制在8.1～8.6，电导率小于1.6μS/cm，铜离子含量不高于5μg/L；
(3)当内冷水系统需要进行补水时，设定补充水流量Q2＝0.5m3/h、经碱化处理后的内冷水的pH值设定控制范围维持上述参数不变，均仍采用系统默认值，即pH＝8.1～8.6、电导率小于1.6μS/cm，通过控制器自动控制关闭第一电磁阀81、第四电磁阀84、第五电磁阀85，自动打开第六电磁阀86，自动调节第二电动调节阀62示值等于设定值0.5m3/h，同时微量计量泵17自动调节控制碱化剂的加入量，使补充水通过第二手动阀42、第二精密过滤器52、第二电动调节阀62和第二流量计72、第十手动阀410、EDI设备15、第十一手动阀411、混合器19后的出水pH为8.1～8.6，电导率小于1.6μS/cm，之后再经第七手动阀后补入内冷水箱，补水过程中发电机内冷水pH和电导率始终合格，pH为8.1～8.6，电导率小于1.6μS/cm；
(4)水质调控方法举例：目前发电机内冷水系统处于正常运行状态，内冷水采用纳滤阴离子交换处理，当前内冷水pH为8.3，电导率为0.8μS/cm，用户想在控制电导率小于1.6μS/cm的前提下提高pH至8.5～8.6，调控方法如下：通过控制器打开第四电磁阀84和第六电磁阀86，关闭第三电磁阀83和第五电磁阀85，并修改碱化处理后的pH控制范围为8.5～8.6，电导率仍维持原设定值“小于1.6μS/cm”，控制器自动调节微量计量泵向内冷水中补加碱化剂，待内冷水pH(第一pH表的示值)达到8.5～8.6并稳定后，停止补加碱化剂，打开第三电磁阀和第五电磁阀，关闭第四电磁阀和第六电磁阀，恢复内冷水纳滤阴离子交换处理流程。也可按照本实施例中步骤(1)的方法采用EDI微碱化处理通道提高pH至8.5～8.6，只需将碱化处理后的pH控制范围为8.5～8.6，待内冷水pH(第一pH表的示值)达到8.5～8.6并稳定后，可按照本实施例中步骤(2)的方法恢复内冷水纳滤阴离子交换处理流程。
(5)当纳滤阴离子交换处理通道的出水pH(第二pH表的示值)降至8.1时，采用本实施例中步骤(4)的方法向内冷水中加入碱化剂来提高pH至期望值，然后再恢复至纳滤阴离子交换处理内冷水；
(6)当纳滤设备需要停运时，可打开第八手动阀48，关闭第三手动阀43和第四手动阀44，内冷水经纳滤设备的旁路进入后续设备；当阴离子交换器需要停运时，打开第九手动阀49，关闭第五手动阀45和第六手动阀46，内冷水经阴离子交换器的旁路进入后续设备；当纳滤设备、阴离子交换器都需要停运时，可按照本实施例中步骤(1)采用EDI微碱化处理通道代替纳滤阴离子交换处理通道进行处理。
(7)可随时根据需求调整内冷水旁路进水流量Q1、补充水流量Q2，用户只需修改设定值，控制器会自动随之调整相关电动调节阀，使流量达到设定值
该电厂采用本发明的发电机内冷水旁路处理装置及控制方法后，内冷水pH长期稳定在8.1～8.6，电导率小于1.6μS/cm，铜离子含量不高于5μg/L(行业标准要求不高于20μg/L)。日常运行操作简单、自动化程度高，设备可以长期运行且维护量低，阴离子交换器内的阴树脂的使用周期达三年，内冷水补入水时内冷水pH和电导率从未出现超标现象。

Claims (6)

1.一种发电机内冷水旁路处理装置，其特征在于，该旁路处理装置包括内冷水旁路进水通道、内冷水补充水通道、纳滤阴离子交换处理通道、EDI微碱化处理通道、内冷水处理装置出水通道、水质监测设备和控制器；
所述内冷水旁路进水通道的入口与内冷水冷却器的出水口相连接，并设有依次相连的第一手动阀（41）、第一精密过滤器（51）、第一电动调节阀（61）和第一流量计（71）；所述内冷水补充水通道的入口与内冷水补充水母管（3）相连接，并设有依次相连的第二手动阀（42）、第二精密过滤器（52）、第二电动调节阀（62）和第二流量计（72）；第一流量计（71）的出口与第一电磁阀（81）的进口相连，第二流量计（72）的出口与第一电磁阀（81）的出口相连；
所述纳滤阴离子交换处理通道包括依次相连的第二电磁阀（82）、第三手动阀（43）、纳滤设备（12）、第四手动阀（44）、第五手动阀（45）、阴离子交换器（13）、树脂捕捉器（14）、第六手动阀（46）、第三电磁阀（83），第二电磁阀（82）的进口为纳滤阴离子交换处理通道的入口，且入口与第一流量计（71）的出口相连接，接口位于第一流量计（71）与第一电磁阀（81）之间，第三电磁阀（83）的出口为纳滤阴离子交换处理通道的出口，且出口与内冷水处理装置出水通道上的第七手动阀（47）的进口相连；
所述纳滤设备（12）为可截留水中的多价离子而保留单价离子的纳滤设备；
所述阴离子交换器（13）设置在纳滤设备之后，其中填充有强碱性OH型阴离子交换树脂，用于将氢氧根之外的、纳滤设备未截留的单价阴离子去除并转化为用于维持pH的碱化剂；
所述EDI微碱化处理通道包括碱液箱（16）以及依次相连的第十手动阀（410）、EDI设备（15）、第十一手动阀（411）和混合器（19），第十一手动阀（411）与混合器（19）之间的管路上设有碱化剂加药口，碱液箱（16）经依次相连的微量计量泵（17）、止回阀（18）、第十二手动阀（412）与碱化剂加药口相连，第十手动阀（410）的进口为EDI微碱化处理通道的入口，且入口与第二流量计（72）的出口相连接，接口位于第二流量计（72）与第一电磁阀（81）之间，混合器（19）的出口为EDI微碱化处理通道的出口，且出口与内冷水处理装置出水通道上的第七手动阀（47）的进口相连；
所述EDI设备（15）用于去除水中的阴阳离子；
所述的微量计量泵用于根据混合器出口水质的电导率和pH自动调整碱化剂的加药量；
所述内冷水处理装置出水通道上的第七手动阀（47）的出口与内冷水箱的进口相连；
所述水质监测设备包括第一电导率表（101）、第一pH表（111）、第二电导率表（102）和第二pH表（112），第一电导率表（101）和第一pH表（111）布置在内冷水旁路进水通道的进口，具体为：在第一精密过滤器（51）的出口设置第一取样管路（211），第一取样管路上依次设有第一针阀（91）、第一电导率表（101）和第一pH表（111），用于监测发电机内冷水电导率和pH值；
第二电导率表（102）和第二pH表（112）布置在纳滤阴离子交换处理通道出口和EDI微碱化处理通道出口，具体为：在第三电磁阀（83）的出口设置有与其相连的第二取样管路（212），第二取样管路（212）上依次设有第五电磁阀（85）和第二针阀（92），在混合器的出口设置有与其相连第三取样管路（213），第三取样管路（213）上依次设有第六电磁阀（86）和第三针阀（93），第二针阀（92）的出口和第三针阀（93）的出口通过一个三通接口汇集成一个管路后与依次相连的第二电导率表（102）和第二pH表（112）连接在一起，用于监测纳滤阴离子交换处理通道或EDI微碱化处理通道的出水电导率和pH值；所述的第二电导率表（102）和第二pH表（112）通过控制第五电磁阀（85）、第六电磁阀（86）的开与关来切换检测纳滤阴离子交换处理通道或EDI微碱化处理通道的出水水质，实现了一表多用，所述的水质监测设备在内冷水旁路处理装置运行时一直处于投运状态；
所述控制器分别与第一电磁阀（81）、第二电磁阀（82）、第三电磁阀（83）、第四电磁阀（84）、第五电磁阀（85）、第六电磁阀（86）、第一电导率表（101）、第一pH表（111）、第二电导率表（102）、第二pH表（112）、第一电动调节阀（61）、第二电动调节阀（62）、微量计量泵（17）、第一流量计（71）、第二流量计（72）、显示器和操作按键相连，
所述控制器用于接收第一电导率表（101）、第一pH表（111）、第二电导率表（102）和第二pH表（112）采集的电导率数据和pH值数据，并根据电导率数据和pH值数据的大小与预先输入的目标值比对，对微量计量泵（17）以及各个电磁阀进行启闭操作，pH值和电导率超出预先设定的设定控制范围时发出提醒；还用于接收第一流量计（71）和第二流量计（72）采集到的流量数据，并根据该数据调节第一电动调节阀（61）、第二电动调节阀（62）的开度，从而控制内冷水或补充水的流量；经碱化处理后的内冷水的pH值设定控制范围为8.0～8.9，电导率设定控制范围为0.5μS/cm～2μS/cm；
所述纳滤设备和阴离子交换器均设有旁路管路，旁路管路与相应设备并联设置；具体为：第八手动阀（48）的入口、出口分别与第三手动阀（43）的入口、第四手动阀（44）的出口相连接，第九手动阀（49）的入口、出口分别与第五手动阀（45）的入口、第六手动阀（46）的出口相连接，第六手动阀（46）的出口和第十一手动阀（411）的出口之间设有第四电磁阀（84），当纳滤设备或阴离子交换器不运行时，水可分别通过旁路管路经第八手动阀（48）或第九手动阀（49）进入后续处理设备。
2.根据权利要求1所述的发电机内冷水旁路处理装置，其特征在于，经碱化处理后的内冷水的pH值设定控制范围为8.1～8.6，电导率设定控制范围为小于1.6μS/cm。
3.根据权利要求1所述的发电机内冷水旁路处理装置，其特征在于，所述的发电机内冷水旁路处理装置设计最大处理流量为内冷水循环流量的8%。
4.根据权利要求1所述的发电机内冷水旁路处理装置，其特征在于，所述的内冷水补充水通道的内冷水补充水设置两路水源，分别为除盐水和凝结水精处理混床出水，两路水源末端与内冷水补充水母管（3）相连接。
5.根据权利要求1所述的发电机内冷水旁路处理装置，其特征在于，所述的内冷水箱的出口经依次相连的内冷水泵、内冷水冷却器和内冷水滤网与发电机的进水口相连，发电机的出水口与内冷水箱的进水口相连。
6.一种基于权利要求1所述装置的内冷水旁路处理控制方法，其特征在于，包括以下步骤：
（1）当发电机内冷水系统投入运行的初期，内冷水经内冷水旁路进水通道、EDI微碱化处理通道、内冷水处理装置出水通道后返回内冷水箱；设定内冷水旁路进水流量Q1、经碱化处理后的内冷水的pH值设定控制范围为8.1～8.6，电导率设定控制范围为小于1.6μS/cm后，控制器自动控制打开第一电磁阀（81）和第六电磁阀（86），关闭第二电磁阀（82）、第三电磁阀（83）、第四电磁阀（84）和第五电磁阀（85），调节第二电动调节阀（62）和微量计量泵（17），再通过EDI设备去除阴阳离子，加入微量碱化剂后，最终第一流量计（71）的示值、混合器出水电导率和pH值自动控制至设定控制范围；
内冷水的流向为：第一手动阀（41）、第一精密过滤器（51）、第一电动调节阀（61）、第一流量计（71）、第一电磁阀（81）、第十手动阀（410）、EDI设备（15）、第十一手动阀（411）、混合器（19）、第七手动阀（47）和内冷水箱；
（2）经过上述步骤对内冷水连续循环处理，待第一电导率表（101）和第一pH表（111）的示值也达到上述设定pH值和电导率控制范围内并稳定后，通过操作控制器打开第二电磁阀（82）、第三电磁阀（83）和第五电磁阀（85），关闭第一电磁阀（81）、第四电磁阀（84）和第六电磁阀（86），将内冷水由EDI微碱化处理通道切换至纳滤阴离子交换处理通道进行处理，由纳滤设备去除内冷水中连续运行所产生的Cu2+、Fe3+、Fe2+、CO3 2-多价离子，由阴离子交换器去除HCO3 -，并将HCO3 -重新转换为OH-，即重新生成了部分碱化剂，使内冷水的pH可长期稳定控制在8.1～8.6，电导率小于1.6μS/cm，铜离子含量不高于5μg/L，内冷水纳滤阴离子交换通道处理流程是发电机内冷水系统长期运行时的处理流程；
内冷水的流向为：第一手动阀（41）、第一精密过滤器（51）、第一电动调节阀（61）、第一流量计（71）、第二电磁阀（82）、第三手动阀（43）、纳滤设备（12）、第四手动阀（44）、第五手动阀（45）、阴离子交换器（13）、树脂捕捉器（14）、第六手动阀（46）、第三电磁阀（83）、第七手动阀（47）和内冷水箱；
（3）当内冷水系统需要进行补水时，设定补充水流量Q2、经碱化处理后的内冷水的pH值设定控制范围为8.1～8.6，电导率设定控制范围为小于1.6μS/cm后，通过控制器自动控制关闭第一电磁阀（81）、第四电磁阀（84）、第五电磁阀（85），自动打开第六电磁阀（86），自动调节第二电动调节阀（62）和微量计量泵（17），补充水经内冷水补充水通道、EDI微碱化处理通道、内冷水处理装置出水通道后补入内冷水箱，第二流量计的示值等于设定补充水流量Q2，混合器出水电导率和pH值自动调节至设定控制范围；
补充水的流向为：第二手动阀（42）、第二精密过滤器（52）、第二电动调节阀（62）和第二流量计（72）、第十手动阀（410）、EDI设备（15）、第十一手动阀（411）和混合器（19）、第七手动阀（47）和内冷水箱；
（4）正常运行时，内冷水采用纳滤阴离子交换处理，当用户需要调整当前内冷水的pH值或电导率，或者调整pH值或电导率的控制范围时，方法如下：如果需要手动提高pH控制值，可在纳滤阴离子交换处理的基础上补加碱化剂，通过控制器打开第四电磁阀（84）和第六电磁阀（86），关闭第三电磁阀（83）和第五电磁阀（85），并修改碱化处理后的内冷水pH值控制范围，控制器自动调节微量计量泵进行加碱化剂，提高pH值至目标范围；如果需要降低/或升高pH值或电导率，可重新设定碱化处理后内冷水的pH值和电导率范围，并按照步骤（1）采用EDI微碱化处理通道进行处理，待内冷水pH值、电导率达到期望值后，可按照步骤（2）恢复内冷水采用纳滤阴离子交换处理流程；
（5）内冷水采用纳滤阴离子交换处理时，当纳滤阴离子交换处理通道的出水pH值降至8.1时，采用步骤（4）的方法向内冷水中加入碱化剂来提高pH值至期望值，然后再恢复内冷水采用纳滤阴离子交换处理流程；
（6）当纳滤设备需要停运时，可打开第八手动阀（48），关闭第三手动阀（43）和第四手动阀（44），内冷水经纳滤设备的旁路进入后续设备；当阴离子交换器需要停运时，可打开第九手动阀（49），关闭第五手动阀（45）和第六手动阀（46），内冷水经阴离子交换器的旁路进入后续设备；当纳滤设备、阴离子交换器都需要停运时，可按照步骤（1）采用EDI微碱化处理通道代替纳滤阴离子交换处理通道进行处理。
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