ED-2018型内冷水处理系统在 300MW机组的应用

王玉利

(中国华电齐齐哈尔热电厂,黑龙江齐齐哈尔 161000)

ED-2018型内冷水处理系统在 300MW机组的应用

王玉利

(中国华电齐齐哈尔热电厂,黑龙江齐齐哈尔 161000)

通过 ED-2018设备在 300MW机组的应用情况分析,得出了发电机内冷水的处理方法,实际运行表明,铜含量在合格范围内,内冷水水质情况良好。

发电机;内冷水;pH值控制

随着电力工业的迅速发展,关于发电机内冷水水质标准及水质异常引发的事故已引起人们高度的重视,对机内冷水质的控制已势在必行。目前国内大型发电机内冷水普遍存在 pH值偏低、铜含量超标的问题,并出现由于内冷水水质不良引发腐蚀,腐蚀产物即而堵塞系统,严重威胁机组的安全稳定运行。内冷水的 pH值、电导率和铜离子浓度三者既相互关联又相互制约,其中 pH值和铜离子浓度控制着系统铜导线的腐蚀速率,电导率影响着发电机的绝缘。如果采用凝结水做机内冷水,pH值能满足要求电导率却难合格;如果采用除盐水做水源,电导率满足要求 pH值却易偏低。鉴于此,开展了一系列的工作。

1 机内冷水的水质要求

国家标准 GB/T12145—1999《火力发电机组及蒸汽动力设备水汽质量》对发电机内冷水质量标准有如下规定:

a.对双水内冷和转子独立循环的发电机组,在25℃温度下,冷却水电导率不大于 5μS/cm,铜的质量浓度不大于 40μg/L,pH值大于 6.8。

b.机组功率为 200 MW以下时,发电机冷却水的硬度(水中钙和镁阳离子的总浓度)不大于 10 μmol/L,机组功率为 200 MW及以上时,发电机冷却水的硬度不大于 2μmol/L。

c.汽轮发电机定子绕组采用独立密闭循环水系统时,其冷却水的电导率小于 2.0μS/cm。

2 国外、国内发电机内冷水处理的方法及存在问题

为改善发电机内冷水的水质,目前,国内外发电机组普遍采取的防腐、净化处理的方式主要有单纯补充除盐水或凝结水运行方式、内冷水加铜缓蚀剂法、小混床处理法和双小混床处理法。这些方法在实际生产中难以解决内冷水中的电导率和 pH值,机内冷水的关键技术是解决现有小混床处理法中电导率、铜离子指标必须长期合格的问题,即发电机的内冷水 pH不小于 7.0,并稳定在 7～8;解决小混床偏流、漏树脂而导致出水 pH值偏低引起循环系统酸性腐蚀问题;解决小混床树脂交换容量小,机械强度低,易破碎问题;实现闭式循环系统及防止补水对循环内冷水产生受冲击性污染问题,实现长周期稳定运行及免维护等功能。

2.1 溢流排水法

发电机内冷水箱采取连续大量补入除盐水或凝结水,并保持溢流排水的运行方式,来控制内冷水导电率≤2.0μS/cm。该方法简单,但存在着不可改变的弊端:

a.通过连续的补水,使得内冷水质指标达到合格范围内,但由于补水和系统中水质的 pH值较低,因此并未真正抑制铜导线的腐蚀,只是将腐蚀过程转化为连续稀释过程。

b.水资源浪费严重,连续大量的排水,造成除盐水、凝结水的浪费。

c.系统安全性差,除盐水、凝结水一旦受到污染,发电机内冷水水质也随之遭受冲击污染,危及设备的安全运行。

2.2 添加铜缓蚀剂处理法

向内冷水中投加一定量的铜缓蚀剂,如 MBT、BTA、TTA等,其作用是铜缓蚀剂与水中铜离子结合生成难溶沉淀,覆盖在铜表面,形成暂时保护膜,以减缓铜基体的腐蚀。这种方法简单,实施方便,价格低廉。可以减轻和抑制内冷水对铜导线的腐蚀,但加入铜缓蚀剂后,水的电导率会升高,易造成电导率超标,而且缓蚀剂的最佳剂量和控制标准及药品浓度的现场检测较为困难。同时各项指标难以控制容易导致事故的发生。

2.3 小混床(氢型离子交换器)旁路处理法

让部分内冷水通过装有阴、阳离子交换树脂的混合离子交换器,以除去水中各种阴、阳离子,达到净化水质的处理方法。该处理方法能够达到净化内冷水质的目的,使内冷水导电率维持在合格范围内。

缺点:内冷水经小混床离子交换后,水中 H+含量增多,使水质 pH值进一步降低,有时低至 5.0左右,更加剧了对铜导线的腐蚀;而且由于内冷水中的铜离子不断地被树脂吸附去除,实际监测中内冷水中的铜离子含量不高,从而掩盖了铜导线被大量腐蚀的真相,容易给人造成水质合格的错觉。

2.4 小混床 +NaOH处理法

为提高内冷水的 pH值,现在有些新建发电厂对内冷水系统进行小混床处理的同时,加入 NaOH来达到控制内冷水水质的目的。

系统采用密闭式循环冷却,部分发电机内冷水经过小混床处理,降低水中的离子含量,同时向系统连续加入 NaOH稀释溶液,使内冷水 pH值保持在 8～9,以减轻内冷水对铜导线的腐蚀。该系统可使内冷水 pH值提高到 8～9,有效地抑制了内冷水对发电机铜导线的腐蚀。

缺点:由于该方式是直接加入强电解质 NaOH,对运行指标的控制和设备可靠性的要求都极高,一旦某个环节出现问题,将会引起内冷水的电导急剧上升,直接威胁机组的安全运行,因此对设备的可靠性能要求较高,且价格也较昂贵。

3 齐齐哈尔热电厂 2×300 MW机组内冷水处理系统

齐齐哈尔热电厂 2×300 MW发电机组设备采用的是水 -氢氢冷却方式,发电机内冷水选用除盐水作冷却介质,经过我们调研后,在机组投产前,分别在 2台发电机上安装了哈尔滨恩达科技公司生产的 ED-2018型内冷水处理装置,该装置采用的是钠床 +混床,并依据 pH自动调节钠床和混床流量比的控制方法,该处理方法能够达到净化内冷水质的目的,使内冷水导电率维持在合格范围内,投入钠床后,经过交换,使出水中含少量的 Na+并形成 NaOH而呈弱减性,从而达到提高内冷水 pH的目的。由于水中含微量的 NaOH,会导致内冷水的电导率升高,因此控制流经阳树脂的内冷水加入比例是关键,加入比例少,达不到处理的效果;多了会导致电导率升高而得不偿失。实际操作中,我们使用吉林康拓电子公司生产的 KT2000A型 PID显示控制仪,动态的调整返回内冷水箱的弱碱水,保证出水 pH满足要求。

2008年 3～7月,齐齐哈尔热电厂 1号、2号机组投运后,采集了表 1、表 2数据。

表1 1号机 4～7月份内冷水 pH数据

表2 2号机 4～7月份内冷水 pH数据

可以看出,各项达到了标准要求,而线圈出口水电导率虽然有所升高,但仍在合格范围内。铜含量也在合格范围内,目前内冷水水质情况良好。

4 结论和建议

a.采用的是钠床 +混床并依据 pH自动调节钠床和混床流量比的控制方法,对提高内冷水的 pH防止铜导线的腐蚀有显著效果。该方法无需对系统进行改造,只需通过调试确定树脂的装填比例和定期更换树脂即可,值得推广。

b.投入装置后,考虑对电导的影响,应加强对电导率的监测,当发现电导率上涨较快时,说明树脂已近失效,应及时更换树脂,避免水质恶化造成事故。

c.根据 DL/T801-2002《大型发电机内冷却水质及系统技术要求》中的规定,对内冷水箱应采用全密闭充气式系统,内冷水系统应安装电导率、pH值的在线测量装置。而齐齐哈尔热电厂水箱为非密闭系统,应该在改造中改为密闭系统,在线电导率和 pH值测量装置,在 ED-2108的设备中已经安装,但内冷水的测量属于高纯水的测量,pH的测量的准确度还有待改进和完善。

[1] 陈志和.电厂化学设备及系统[M].北京:中国电力出版社,2006.

Application of ED-2018 treatment system for inner cooling water in 300MW unit

WANG Yuli
(Huadian Qiqihar Thermal Power Co.,Ltd,Qiqihar 161000,China)

By analyzing the application of ED-2018 apparatus in 300 MW unit,this paper works out means to treat inner cooling water in generator.Practical operation proves that copper content iswithin accep table limit and the water quality is good.

generator;inner coolingwater;controlof pH

TQ085

B

1002-1663(2010)01-0059-02

2009-09-17

王玉利(1964-),男,1990年毕业于大连电力学校应用化学专业,工程师。

(责任编辑 徐秋菊)