發(fā)電機內冷卻水處理

1、發(fā)電機內冷卻水處理第一節(jié) 有關內冷卻水的標準1 有關發(fā)電機內冷卻水水質標準有四個標準涉及到發(fā)電機內冷水的指標，它們是火力發(fā)電廠水汽化學監(jiān)督導則DL/T 561-95、火力發(fā)電機組及蒸汽動力設備水汽質量標準GB/T 12145-1999、大型發(fā)電機內冷卻水質及系統(tǒng)技術要求DL/T 801-2002和電力基本建設熱力設備化學監(jiān)督導則DL/T 889-2004。為了減輕發(fā)電機銅線棒的腐蝕，應盡量提高發(fā)電機內冷卻水的pH值。除了要嚴格控制補充水的質量外，有條件時還應對冷卻水系統(tǒng)采取密封措施。對于采用凝結水作為補充水時，應注意硬度指標，在凝汽器泄漏時不得用凝結水作為補充水。在以上四個標準中，DL/T 8

2、01-2002規(guī)定的化學指標最為嚴格，但規(guī)定的銅指標偏高，如果偏上限運行，容易發(fā)生銅腐蝕產物的沉積，最好控制在20g/L以下。1.1 DL/T 561-95中的規(guī)定DL/T 561-95中第項規(guī)定見表10-1。表10-1水內冷發(fā)電機的冷卻水質量標準處理方式電導率 (25) S/cm銅 g/LpH (25) 添加緩蝕劑1040 6.8不加緩蝕劑1040 7.01.2 GB/T 12145-1999中的規(guī)定在GB/T 12145-1999中第11項規(guī)定見表10-2。表10-2 雙水內冷和轉子獨立循環(huán)的冷卻水質量標準電導率 (25) S/cm銅 g/LpH (25) 2.040 6.8冷卻水的硬度按

3、發(fā)電機的功率規(guī)定為：200MW以下不大于10mol/L；200MW以上不大于2mol/L。1.3 DL/T 801-2002中的規(guī)定在DL/T 801-2002中第3項“內冷卻水質及內冷卻水系統(tǒng)運行監(jiān)督”中規(guī)定如下。發(fā)電機內冷卻水應采用除鹽水或凝結水。當發(fā)現(xiàn)汽輪機凝汽器有循環(huán)水漏人時，內冷卻水的補充水必須用除鹽水。水質要求見表10-3。表10-3 發(fā)電機內冷卻水水質要求pH值 (25)電導率 (25) S/cm硬度mol/L銅 g/L溶氨量g/L溶氧量g/L7.09.02.02.040 6.82.00200注1：全密閉式內冷卻水系統(tǒng)。注2：銅含量目標值為40g/L。注3：pH值 (25)目標值

4、為7.08.5。2 有關電機內冷卻水的標準對電導率的規(guī)定不同的標準，發(fā)電機內冷卻水電導率的標準值不同，這使電廠的水處理工作者感到困惑。在火力發(fā)電廠水汽化學監(jiān)督導則DL/T 561-95中規(guī)定為，在25時不大于10S/cm。在火力發(fā)電機組及蒸汽動力設備水汽質量標準GB/T 12145-1999中規(guī)定為，在25時不大于5S/cm。在大型發(fā)電機內冷卻水質及系統(tǒng)技術要求DL/T 801-2002中規(guī)定為，在25時不大于2S/cm。在電力基本建設熱力設備化學監(jiān)督導則DL/T 889-2004中規(guī)定為，在25時不大于2S/cm。也就是說隨著時間的推移，電導率的標準越來越嚴格。這主要是發(fā)電機內冷卻水的水質標

5、準不像鍋爐給水、爐水標準那樣劃分詳細的壓力等級，幾乎所有容量的發(fā)電機都使用同樣的冷卻水標準。但是，小容量的發(fā)電機，由于發(fā)出電力的原始電壓較低，所以要求的電氣絕緣等級也就相對較低。因此，內冷卻水的電導率也就可放寬些。近幾年來，機組容量向超大化發(fā)展，發(fā)電機發(fā)出電力的原始電壓提高了，發(fā)電機要求的電氣絕緣等級也就相對提高了。一般地，老機組如果沒有電氣絕緣問題，原來執(zhí)行的標準仍可繼續(xù)執(zhí)行。因為電導率指標放寬些，可給發(fā)電機內冷卻水的處理和防腐工作以寬松的空間。3 發(fā)電機內冷卻水標準中pH值范圍的上下限確定的依據銅的最佳耐腐蝕的pH值范圍是8.59.1。超過此范圍，腐蝕速率均會增加。如果按大型發(fā)電機內冷卻水

6、質及系統(tǒng)技術要求DL/T801-2002的要求，電導率不應超過2S/cm，分別采用NaOH或氨水調節(jié)pH值，理論上可分別達到8.89和8.85。這是規(guī)定pH值上限的依據。實際上內冷卻水中還含有其他離子，如Cu2+、Cu+(來自銅的腐蝕) 和HCO (來自空氣中的CO2)等，它們均會影響電導率。在保證電導率不超標的前提下pH值遠遠達不到標準所規(guī)定的9.0。因此，其他3個有關發(fā)電機內冷卻水的標準均沒有規(guī)定pH值的上限。與水汽系統(tǒng)相比，由于內冷卻水系統(tǒng)的總容積小，用氨水或其他藥劑調節(jié)pH值時所需的藥量少，pH值的控制困難，所以很多電廠都不加藥調整，并直接應采用除鹽水作為補充水。因此， DL/T801

7、-2002規(guī)定pH7.0(25)，其他3個有關內冷卻水的標準均規(guī)定pH6.8(25)。這是規(guī)定pH值下限的依據。這里需要說明的是，雖然DL/T801-2002規(guī)定的pH值比其它3個標準提高了0.2，但是具體執(zhí)行時，必須采用弱堿性混床處理或加藥的方式，否則不能保證pH7.0(25)的要求。也就是說，DL/T801-2002是最嚴格的發(fā)電機內冷卻水標準。另外，為了減少銅的腐蝕，在電導率不超標的情況下，應盡量提高pH值。4 發(fā)電機內冷卻水標準中硬度規(guī)定含義因為發(fā)電機內冷卻水有電導率的標準限制，不宜大量加藥防腐，所以就要嚴格控制水中有害物質。規(guī)定發(fā)電機內冷卻水的硬度為零，主要是控制補給水的質量。這有兩

8、方面的含義，一是不能把有凝汽器泄漏的凝結水作為補充水；二是防止因冷卻水冷卻器管泄漏，其他冷卻水串到發(fā)電機內冷卻水系統(tǒng)。5 關于發(fā)電機內冷卻水的含銅量的規(guī)定由于電導率的限制，內冷卻水的pH值比銅的最佳耐腐蝕范圍8.59.1低，所以，銅線棒有一定的腐蝕。規(guī)定發(fā)電機內冷卻水含銅量其本意是控制銅的腐蝕，但是實際上冷卻水的含銅量不能說明銅的腐蝕速率，因為含銅量與運行時間、補充水率、旁路處理以及內冷卻水的處理方式有關。由于內冷卻水是處于循環(huán)狀態(tài)，在運行過程中內冷卻水的含銅量會逐漸增高。如果不對內冷卻水進行(部分或全部) 更換或進行部分旁路處理，銅離子高到一定程度，會發(fā)生CuOH或Cu(OH)2的沉淀，輕則

9、影響傳熱，重則堵塞銅線棒的水流通道。例如：Cu(OH)2在25時，KSP=2.210-20， 在pH=6.8時水中的Cu2+超過350g/L就可能發(fā)生沉淀，在pH=7時水中的Cu2+超過140g/L就可能發(fā)生沉淀；CuOH在25時，KSP=110-14，在pH=6.8時水中的Cu+超過10g/L就可能發(fā)生沉淀，在pH=7時水中的Cu+超過6.4g/L就可能發(fā)生沉淀。各種標準中規(guī)定的含銅量是指含銅總量，包括Cu2+、Cu+以及銅的腐蝕產物等。對于內冷卻水含銅量的規(guī)定，在火力發(fā)電廠水汽化學監(jiān)督導則DL/ T 561-95中規(guī)定添加緩蝕劑時，不大于40g/L；不加緩蝕劑時不大于200g/L。在電力基

10、本建設熱力設備化學監(jiān)督導則DL/T 889-2004中規(guī)定為不大于200g/L，目標值為不大于40g/L。在火力發(fā)電機組及蒸汽動力設備水汽質量標準GB/ T 12145-1999中規(guī)定為不大于40g/L。在大型發(fā)電機內冷卻水質及系統(tǒng)技術要求DL/T801-2002中規(guī)定銅含量小于40g/L。通過以上分析可以看出，有些標準規(guī)定含銅量200g/L明顯偏高，應控制小于40g/L，甚至更低才安全。6 關于發(fā)電機內冷卻水的溶解氧的規(guī)定7 關于發(fā)電機內冷卻水含氨量的規(guī)定第二節(jié) 現(xiàn)場經常遇到的問題1 發(fā)電機中空導線的堵塞問題 發(fā)電機中空導線的堵塞的主要原因如下：(1)由于內冷卻水的銅離子超過了它的溶解度，而

11、產生氧化銅或氫氧化銅的沉淀。銅的化合物在水中的溶解度與水的溫度和pH值有關，其關系見圖10-1。圖 10-1 不同溫度和pH條件下的銅溶解度曲線（4）溶解氧。還有一個值得注意的影響因素，是水的含氧量對銅溶解度的影響，見圖10-2。圖10-2 在純水中，銅的溶出與水含氧量的關系4 內冷卻水的pH值測不準在火電廠中只有發(fā)電機內冷卻水標準要求檢測純水的pH值。盡管pH值的測量方法很簡單，但是當水的電導率為2S/cm以下時，pH值的測量就很困難。有時同一水樣，用不同pH計測量，結果相差很大，其影響因素和提高準確的方法如下：(1)水的電阻率的影響在測量純水的pH值的過程中，pH表是由測量電池和高阻抗毫伏

12、計組成。測量電池是由測量電極、參比電極和溶液構成原電池。如果毫伏計的輸入阻抗達不到1010 以上，就會影響測量精度。因此，應使用高阻抗的測量儀表。(2)測量池材質的影響如果測量池由塑料或有機玻璃制作，在電極上會產生靜電干擾信號。可選用不銹鋼材料制作。(3)電極布置方向的影響如果測量池內的測量電極和參比電極采用串聯(lián)布置，電極傳感端間的電位差要大些，因而測量誤差也就大些。應改為并聯(lián)布置，減小誤差。(4)水樣流量的影響水樣流量過大，會造成流動電勢增加。水樣流量一般控制在100200ml/min為宜。(5)參比電極內充液的液位的影響將參比電極內充液的液位灌注至最高液位，使參比電極內充液和水保持暢通，可

13、有效保持參比電極低電阻，達到穩(wěn)定測量的目的。在線pH表讀數(shù)與實驗室差別較大，有可能是在線表在測量時因水樣壓力高，電極內充液不能擴散到水樣中。采用高位瓶法可解決此問題。(6)水樣溫度的影響水樣的溫度不同，水的電離常數(shù)也不同，因而測出的pH值不同。如果水中含有弱電解質，因其電離程度隨溫度變化，所以，溶液的pH值也不同。通常根據不同的水質對測量出的pH值進行修正。為了統(tǒng)一起見，在所有的標準中都規(guī)定用25時的值表示。以25時的pH值為基準，用純水和電廠常使用的藥劑調節(jié)水的pH值時，溫度對pH值的影響見表10-6。在測量水的pH值的過程中，有一個負的溫度系數(shù)，即隨著溫度的增高而降低。不同的溫度區(qū)間，溫度

14、系數(shù)不同，見表10-7。表10-6 不同的水處理方式，溫度對pH值測量的影響溫度純水與25的差值pKwpH純水AVT(R)a)AVT(R)+胺b)磷酸鹽c)OTd)014.94127.4706-0.474-0.922-0.887-0.937-0.935514.72877.3644-0.368-0.717-0.690-0.727-0.7291014.52867.2643-0.268-0.523-0.504-0.530-0.5531514.3407.1700-0.173-0.340-0.328-0.344-0.3462014.16187.0809-0.084-0.161-0.161-0.168-0

15、.1692513.99336.99670.0000.0000.0000.0000.0003013.83376.91690.0800.1550.1480.1550.1593513.68236.84120.1560.3030.2920.3030.3114013.53856.76930.2270.4450.4290.4440.4554513.40196.70100.2960.5800.5600.5770.5915013.27186.63590.3610.7090.6850.7030.721注：a. 0.272mg/L NH3+20時pH=9.0。b. 1.832 mg/L NH3+50 10mg/L

16、嗎啉。c. 3mg/L磷酸鹽，鈉磷摩爾比為2.7+0.3mg/L NH3。d. 0.041 mg/L NH3，時pH=8.3。表10-7不同的溫度范圍內pH的平均溫度系數(shù)溫度純水AVT(R)AVT(R)+胺磷酸鹽OT025-0.019-0.037-0.035-0.037-0.0371525-0.017-0.034-0.033-0.034-0.0352550-0.014-0.028-0.027-0.028-0.0291540-0.016-0.031-0.030-0.032-0.032040-0.017-0.033-0.031-0.033-0.033常規(guī)情況下的儀表的溫度補償只是對電極本身受溫度的

17、影響進行修正，而不是對溶液進行修正。在溫度增高時，電極的輸出電位也增高，這種增高與溶液本身的pH值無關。因此常規(guī)的pH值溫度補償，僅僅是考慮了電極輸出增高的這部分的影響，不能對整體進行補償。因此，測量出的pH值需按以下公式進行修正。pH25 = pHt + (25-t)pH25 ：水樣校正到25時的pH值t：水樣的攝氏溫度pHt：水樣在t時的pH的測量值Cf：溫度系數(shù)溫度每變化1引起溶液pH值的變化盡管可在不同溫度下測量水樣的pH值，然后換算成25，但是還是將水樣的溫度控制在25檢測為宜。5 發(fā)電機中空導線清洗困難第三節(jié)發(fā)電機內冷卻水的處理方法1 HOH型混床旁路處理法使用HOH型旁路小混床對

18、部分內冷卻水進行處理，以降低電導率和含銅量。采用此方法處理時，一般內冷卻水的pH值低于7.0，當水箱密封不嚴，水中溶有二氧化碳和氧氣時，銅線棒的腐蝕較嚴重，同時混床運行的周期短，需經常更換離子交換樹脂。我國容量在200MW以上的發(fā)電機基本上都配備了小型內冷卻水混床，但能正常運行的較少。2 Na型+H型雙混床旁路處理法使用Na型混床(R-Na/R-OH) 和H型混床(R-H/R-OH) 雙混床并聯(lián)運行的堿性運行方式，對部分內冷卻水進行處理。當內冷卻水pH值偏低時，通過加大鈉型混床的流量來提高pH值；當內冷卻水電導率偏高時，可通過加大氫型混床水流量來降低電導率。 這種運行方式雖然具有調節(jié)靈活、無需

19、加藥、安全性好等優(yōu)點，3 Na型+H型單混床旁路處理法根據以上兩種方法的原理，將原混床H型陽樹脂和強堿OH型陰樹脂混合運行方式改造為特殊三種樹脂并聯(lián)分層運行的方式，樹脂填裝示意圖見圖10-3?？稍诓辉黾影l(fā)電機內冷卻水系統(tǒng)設備的條件下，將原設計配備的一臺小混床進行內部改造，使得只通過離子交換的方式就能使內冷卻水中含有微量的氫氧化鈉，達到pH、電導率和含銅量同時合格的要求。采用這種處理方法銅線棒的腐蝕速度相對低些，混床的運行周期也相對較長，目前被廣泛采用。圖10-3微堿性循環(huán)處理改造原理圖4 添加緩蝕劑法向內冷卻水中加入適量的銅緩蝕劑和堿化劑以減少銅線棒的腐蝕。銅緩蝕劑以BTA(苯駢三唑) 、MB

20、T(2-硫醇基苯駢噻唑) 為主，堿化劑以氫氧化鈉為主。該處理方法存在的問題是，內冷卻水的pH值和電導率難以同時合格、水質不穩(wěn)定，緩蝕劑和銅離子易發(fā)生絡合反應，在線棒內產生沉積，影響發(fā)電機安全穩(wěn)定運行。國內某電廠300MW發(fā)電機曾因添加的緩蝕劑與銅離子發(fā)生絡合，產生沉積物，造成定子線棒燒毀的事故。但目前國內仍有部分電廠采用該項技術。5 換水法當內冷卻水水質接近標準值時，用除鹽水或凝結水精或凝結水精處理出水對內冷卻水進行部分或全部換水。該方式不僅對系統(tǒng)的安全穩(wěn)定運行不利，而且浪費了大量的除鹽水或凝結水，再加上除鹽水中含有大量的溶解氧和二氧化碳，凝結水中氨含量相對較高，都易使銅線棒發(fā)生腐蝕。這種方法

21、因需頻繁換水運行，工作量較大，操作不當有可能影響發(fā)電機的安全運行。6 微堿處理法加微量氫氧化鈉邯峰電廠6 采用Na型+H型單混床處理發(fā)電機內冷卻水的應用實例應用實例1： 某電廠#1、#2機組發(fā)電容量均為200MW，發(fā)電機型號為QFSN-210-2型，采用水、氫、氫冷卻方式，即定子繞組采用水冷，轉子繞組為氫氣內部冷卻，鐵芯為氫氣冷卻。該發(fā)電機原設計有一臺小型混床(3001600mm) ，選用的離子交換樹脂為0017和2017，設計運行周期為3個月，由于混床出水的pH值小于7.0，銅含量超標嚴重，自機組投產以來，一直采用向內冷卻水箱中添加緩蝕劑和堿化劑的運行方式，冷卻水水質合格率較低對這兩臺機進行了微堿性循環(huán)水處理技術改造，即將原H型小混床改造為Na型+H型單混床；內冷卻水箱加裝二氧化碳呼吸器；化學在線儀表水樣引回內冷卻水