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发电机内冷水处理技术

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发电机内冷水处理技术

发布日期:2019-07-09 作者: 点击:

从原理上,内冷水处理技术可以分为5类:缓蚀剂法、换水法、普通小混床法、碱性处理法和氧含量控制法。


1 缓蚀剂法


铜缓蚀剂可以与水中的铜离子发生络合反应,生成保护膜覆盖在铜表面,从而减缓铜的腐蚀,常用的缓蚀剂有2-疏基苯并噻唑(MBT)、苯并三氮唑(BTA)、甲基苯并三唑(TTA)及其他复合缓蚀剂。内冷水加入缓蚀剂存在浓度检测困难、电导率和Cu2+易超标、铜导线堵塞等风险,1998年某厂1台使用BTA处理的发电机曾发生铜导线堵塞烧毁的事故,现在大型机组已很少使用此方法。最新电力标准DL/T 801—2010《大型发电机内冷却水质及系统技术要求》中明确指出不推荐对内冷却水添加缓蚀剂以调控水质。


2 换水法

向发电机内冷水箱连续补入大量凝结水或除盐水同时排掉溢流水,使内冷水的电导率和离子含量合格。当补水为除盐水时,弱酸性并含有溶解氧的除盐水会加速铜导线的腐蚀。当补水为凝结水时,凝结水中含有氨,可以升高内冷水pH,抑制铜导线腐蚀,但凝汽器发生泄漏或水质变化将引起内冷水水质恶化,因此不利于发电机的安全。除此之外,连续排水的水量损耗很大,不够经济。


3 普通小混床法

将部分内冷水通过装有氢型树脂(RH)和氢氧型树脂(ROH)的混床,以除去杂质离子,降低电导率和Cu2+含量。由于混床出水缓冲性能差,空气中CO2漏入后出水呈酸性,会加速铜导线的腐蚀。某电厂采用H-OH型旁路小混床,冷却水pH大多在5.3~6.3范围内,铜导线腐蚀严重,水中Cu2+有时高达1 000 μg/L。可以看出这种处理方法无法满足内冷水水质要求。


4 简化处理法

碱化处理是通过向内冷水中添加碱化剂提高pH来达到减缓铜腐蚀的目的。根据碱化剂加入方式的不同,可以分为直接加碱法和离子交换微碱化法,前者是将配好的NaOH或氨水通过加药泵加入系统,后者是通过离子交换树脂将NaOH缓慢释放。内冷水中添加的碱化剂包括NaOH和氨,由于Na+对电导率的贡献小于NH4+,因此在同一pH下,NaOH溶液比氨溶液电导率低[9],在敞开系统中,高温下氨的溢出会造成pH的波动,从这两方面看用NaOH比氨更合适。


4.1 直接加碱法


(1)凝结水调配法。这种方法是将凝结水精处理出口加氨和未加氨的水进行调配,通过电脑智能配比控制其pH在8.5左右,然后对内冷水箱进行补水,溢流水排入凝汽器与凝结水一起进入凝结水精处理系统进行处理。国内多台机组使用该方法后,内冷水pH、电导率和含铜量均能达到国家标准。由于该方法使用凝结水作为补水,因此存在凝结水泄漏使内冷水水质恶化的隐患,将溢出水回收至凝结水精处理系统,铜腐蚀产物可能会污染锅炉给水系统。


(2)小混床加碱碱化法。混床可以除去水中的杂质和离子,加碱可以提高内冷水的pH,因此让内冷水通过装有氢型树脂(RH)和氢氧型树脂(ROH)的混床,再向出水中加入NaOH或氨溶液调节pH可以保证电导率和pH合格。某厂1 000 MW机组内冷水水质长期不合格,改造后使用该方法,系统出水pH为8.0~9.0,电导率为1.0~2.0 μS/cm,Cu2+在10 μg/L以下。这种方法需要严格控制运行指标,并且对设备的可靠性要求很高,否则将可能造成pH和电导率的突然增高,威胁机组的安全。


(3)EDI加碱碱化法。由于双水内冷机组的密闭性不好,漏入的空气量非常大,内冷水甚至是空气的过饱和溶液,通过小混床加碱碱化法处理,小混床的运行周期很短,树脂将很快失效,为此裴峰等提出了一种电除盐技术(EDI)加碱的内冷水处理方法。运行时,加入0.2% NaOH溶液维持内冷水的pH在7.60~7.80,当系统电导率升高到设定值后,启动EDI,运行一定时间待电导率降到某一值后,停运EDI,当电导率再次升高到上限值时,重新启动EDI,如此循环。与混床相比,EDI的运行周期几乎是无限的,其只消耗电能,不需要酸或碱对树脂进行再生,所以无酸碱废水排放,更加环保。EDI还具有调节能力强的特点,可以通过调节投运时间来控制水质。

冷水处理装置

4.2 例子交换微碱化法


这种方法的特点是在混床中加入Na型树脂,利用水中阳离子与Na型树脂的反应将NaOH缓慢释放出来,降低了直接加碱存在的pH、电导率易超标的风险。


(1)Na型小混床法。Na型小混床中填充有一定比例混合的氢型树脂(RH)、钠型树脂(RNa)和氢氧型树脂(ROH),运行时将1%~5%的内冷水进行循环处理,水经过混床时部分阳离子与RNa反应,使NaOH从树脂中缓慢释放,提高内冷水pH并降低电导率。普通的Na型小混床和超净化处理都属于这种方法。这种方法可以提高内冷水的pH,同时保证电导率合格,在多个机组上使用均取得了较好的效果。对于密闭性差的系统,该方法存在pH升幅不够、树脂的运行周期短的问题。


(2)双台小混床法。此系统包括1台RH/ROH型混床和1台RNa/ROH型混床,前者作为净化单元,后者作为pH调节单元。运行时通过调节两台混床的出水比例,即可升高pH,降低电导率。某厂200 MW机组使用这种方法改进系统后,内冷水的pH保持在7.4~8.0,电导率为0.3~0.8 μS/cm,铜5~10 μg/L,系统腐蚀得到缓解[32]。此种方法具有调节灵活、安全性好等优点,但也存在系统复杂、占地多、操作繁琐等缺点。


(3)电膜微碱化法。这种系统包括除离子器和碱化器,除离子器是一个H—OH型混床,阴阳离子在这里被除去。在碱化器中,水与钠型树脂在电场作用下反应生成微量的碱性物质,通过调节电场强度实现内冷水的pH调节。碱化器内反应如下:


该方法已经在600 MW和1 000 MW机组中使用,内冷水水质良好,未出现较大波动。这种方法具有自动化程度高、调节性强的优点,但设备启动和停止检查及操作步骤较为繁琐。


5 氧含量控制法

国外机组的内冷水处理装置会控制含氧量在贫氧区(<50 μg/或<20 μg/L)或富氧区(>2 mg/L),贫氧工况和富氧工况都包括碱性和中性两种。


在系统密闭性足够好的情况下,贫氧中性工况很简单,只需要通过旁路混床维持电导率合格即可,然而保持系统的密闭性却并不简单,需要做到以下几点:(1)监测所有的空气潜在入口;(2)对补水进行除氧,否则严格限制补水量;(3)冷却水和补水水箱以超压N2或H2密封,以除去水中的气体,防止空气的进入;(4)停机期间防止接头处接触空气。贫氧碱性工况下除了要注意密闭性外,为了得到持续低溶氧量,还要保持pH稳定。富氧中性工况需要时刻保持高含氧量,除此之外,由于CO2的溶入,大的混床流量(>10%)也是必要的,当混床水流量很大时,系统中CO2的含量可忽略。富氧碱性工况需要满足上述高氧工况和碱性工况的要求。


值得注意的是,在贫氧工况下,使用还原剂或抗氧化剂会存在电导率易超标的问题,还可能使沉积物压缩从而增加去除难度,因此不推荐使用。一些使用载有除氧剂的树脂或钯树脂加氢除氧的方法也存在清洗周期的问题,当设备清洗时水中的O2会被Cu迅速消耗,因此需要额外的监督和维护。


国内的电厂很少监测和控制氧含量,近年来也开始进行这方面的尝试。国内某电厂300 MW机组采用富氧碱性工况,内冷水溶解氧为3 000~4 500 μg/L,电导率小于2 μS/cm,pH能够长期维持在8.0~9.0,内冷水含铜平均值约为5 μg/L,运行状况良好。


哈尔滨安泰利达科技开发有限公司注册资金1000万元,创建于1999年,专注于发电机内冷水处理现已十七年,是国内唯一一家专一从事发电机内冷水处理的专业技术公司。公司生产的AT系列发电机内冷水处理装置,一直保持着国内同行业技术领先的水平,自1999年启动发电机内冷水优化项目至今,已有110套以上的该系列产品安全稳定运行于全国各大火力发电厂的各类型机组。一些由于内冷水问题出现过发电机事故的电厂,自使用我公司产品后问题得到了解决,从而彻底消除了事故隐患。


哈尔滨安泰利达科技开发有限公司是专业从事工业及民用水处理工程项目和工业自动化的专业技术公司,公司以电力、化工领域的客户为主要服务对象。经过多年的拼搏,公司在行业中树立了“优质服务、诚信待人”的良好形象,特别是在电力工业领域中具有良好的口碑。


公司拥有一批专业精干的技术队伍和完善的ISO9000质量管理体系,致力于环保水处理设备专业制造。


公司以“科技创新、开拓求实、服务社会、追求卓越”为经营宗旨,严格按照现代企业制度进行管理,为用户提供全方位的水处理产品技术服务。


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关键词:内冷水处理装置,内冷水膜碱处理装置,内冷水树脂

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