ED-2018型內冷水處理系統在 300MW機組的應用

王玉利

(中國華電齊齊哈爾熱電廠,黑龍江齊齊哈爾 161000)

ED-2018型內冷水處理系統在 300MW機組的應用

王玉利

(中國華電齊齊哈爾熱電廠,黑龍江齊齊哈爾 161000)

通過 ED-2018設備在 300MW機組的應用情況分析,得出了發電機內冷水的處理方法,實際運行表明,銅含量在合格范圍內,內冷水水質情況良好。

發電機;內冷水;pH值控制

隨著電力工業的迅速發展,關于發電機內冷水水質標準及水質異常引發的事故已引起人們高度的重視,對機內冷水質的控制已勢在必行。目前國內大型發電機內冷水普遍存在 pH值偏低、銅含量超標的問題,并出現由于內冷水水質不良引發腐蝕,腐蝕產物即而堵塞系統,嚴重威脅機組的安全穩定運行。內冷水的 pH值、電導率和銅離子濃度三者既相互關聯又相互制約,其中 pH值和銅離子濃度控制著系統銅導線的腐蝕速率,電導率影響著發電機的絕緣。如果采用凝結水做機內冷水,pH值能滿足要求電導率卻難合格;如果采用除鹽水做水源,電導率滿足要求 pH值卻易偏低。鑒于此,開展了一系列的工作。

1 機內冷水的水質要求

國家標準 GB/T12145—1999《火力發電機組及蒸汽動力設備水汽質量》對發電機內冷水質量標準有如下規定:

a.對雙水內冷和轉子獨立循環的發電機組,在25℃溫度下,冷卻水電導率不大于 5μS/cm,銅的質量濃度不大于 40μg/L,pH值大于 6.8。

b.機組功率為 200 MW以下時,發電機冷卻水的硬度(水中鈣和鎂陽離子的總濃度)不大于 10 μmol/L,機組功率為 200 MW及以上時,發電機冷卻水的硬度不大于 2μmol/L。

c.汽輪發電機定子繞組采用獨立密閉循環水系統時,其冷卻水的電導率小于 2.0μS/cm。

2 國外、國內發電機內冷水處理的方法及存在問題

為改善發電機內冷水的水質,目前,國內外發電機組普遍采取的防腐、凈化處理的方式主要有單純補充除鹽水或凝結水運行方式、內冷水加銅緩蝕劑法、小混床處理法和雙小混床處理法。這些方法在實際生產中難以解決內冷水中的電導率和 pH值,機內冷水的關鍵技術是解決現有小混床處理法中電導率、銅離子指標必須長期合格的問題,即發電機的內冷水 pH不小于 7.0,并穩定在 7～8;解決小混床偏流、漏樹脂而導致出水 pH值偏低引起循環系統酸性腐蝕問題;解決小混床樹脂交換容量小,機械強度低,易破碎問題;實現閉式循環系統及防止補水對循環內冷水產生受沖擊性污染問題,實現長周期穩定運行及免維護等功能。

2.1 溢流排水法

發電機內冷水箱采取連續大量補入除鹽水或凝結水,并保持溢流排水的運行方式,來控制內冷水導電率≤2.0μS/cm。該方法簡單,但存在著不可改變的弊端:

a.通過連續的補水,使得內冷水質指標達到合格范圍內,但由于補水和系統中水質的 pH值較低,因此并未真正抑制銅導線的腐蝕,只是將腐蝕過程轉化為連續稀釋過程。

b.水資源浪費嚴重,連續大量的排水,造成除鹽水、凝結水的浪費。

c.系統安全性差,除鹽水、凝結水一旦受到污染,發電機內冷水水質也隨之遭受沖擊污染,危及設備的安全運行。

2.2 添加銅緩蝕劑處理法

向內冷水中投加一定量的銅緩蝕劑,如 MBT、BTA、TTA等,其作用是銅緩蝕劑與水中銅離子結合生成難溶沉淀,覆蓋在銅表面,形成暫時保護膜,以減緩銅基體的腐蝕。這種方法簡單,實施方便,價格低廉。可以減輕和抑制內冷水對銅導線的腐蝕,但加入銅緩蝕劑后,水的電導率會升高,易造成電導率超標,而且緩蝕劑的最佳劑量和控制標準及藥品濃度的現場檢測較為困難。同時各項指標難以控制容易導致事故的發生。

2.3 小混床(氫型離子交換器)旁路處理法

讓部分內冷水通過裝有陰、陽離子交換樹脂的混合離子交換器,以除去水中各種陰、陽離子,達到凈化水質的處理方法。該處理方法能夠達到凈化內冷水質的目的,使內冷水導電率維持在合格范圍內。

缺點:內冷水經小混床離子交換后,水中 H+含量增多,使水質 pH值進一步降低,有時低至 5.0左右,更加劇了對銅導線的腐蝕;而且由于內冷水中的銅離子不斷地被樹脂吸附去除,實際監測中內冷水中的銅離子含量不高,從而掩蓋了銅導線被大量腐蝕的真相,容易給人造成水質合格的錯覺。

2.4 小混床 +NaOH處理法

為提高內冷水的 pH值,現在有些新建發電廠對內冷水系統進行小混床處理的同時,加入 NaOH來達到控制內冷水水質的目的。

系統采用密閉式循環冷卻,部分發電機內冷水經過小混床處理,降低水中的離子含量,同時向系統連續加入 NaOH稀釋溶液,使內冷水 pH值保持在 8～9,以減輕內冷水對銅導線的腐蝕。該系統可使內冷水 pH值提高到 8～9,有效地抑制了內冷水對發電機銅導線的腐蝕。

缺點:由于該方式是直接加入強電解質 NaOH,對運行指標的控制和設備可靠性的要求都極高,一旦某個環節出現問題,將會引起內冷水的電導急劇上升,直接威脅機組的安全運行,因此對設備的可靠性能要求較高,且價格也較昂貴。

3 齊齊哈爾熱電廠 2×300 MW機組內冷水處理系統

齊齊哈爾熱電廠 2×300 MW發電機組設備采用的是水 -氫氫冷卻方式,發電機內冷水選用除鹽水作冷卻介質,經過我們調研后,在機組投產前,分別在 2臺發電機上安裝了哈爾濱恩達科技公司生產的 ED-2018型內冷水處理裝置,該裝置采用的是鈉床 +混床,并依據 pH自動調節鈉床和混床流量比的控制方法,該處理方法能夠達到凈化內冷水質的目的,使內冷水導電率維持在合格范圍內,投入鈉床后,經過交換,使出水中含少量的 Na+并形成 NaOH而呈弱減性,從而達到提高內冷水 pH的目的。由于水中含微量的 NaOH,會導致內冷水的電導率升高,因此控制流經陽樹脂的內冷水加入比例是關鍵,加入比例少,達不到處理的效果;多了會導致電導率升高而得不償失。實際操作中,我們使用吉林康拓電子公司生產的 KT2000A型 PID顯示控制儀,動態的調整返回內冷水箱的弱堿水,保證出水 pH滿足要求。

2008年 3～7月,齊齊哈爾熱電廠 1號、2號機組投運后,采集了表 1、表 2數據。

表1 1號機 4～7月份內冷水 pH數據

表2 2號機 4～7月份內冷水 pH數據

可以看出,各項達到了標準要求,而線圈出口水電導率雖然有所升高,但仍在合格范圍內。銅含量也在合格范圍內,目前內冷水水質情況良好。

4 結論和建議

a.采用的是鈉床 +混床并依據 pH自動調節鈉床和混床流量比的控制方法,對提高內冷水的 pH防止銅導線的腐蝕有顯著效果。該方法無需對系統進行改造,只需通過調試確定樹脂的裝填比例和定期更換樹脂即可,值得推廣。

b.投入裝置后,考慮對電導的影響,應加強對電導率的監測,當發現電導率上漲較快時,說明樹脂已近失效,應及時更換樹脂,避免水質惡化造成事故。

c.根據 DL/T801-2002《大型發電機內冷卻水質及系統技術要求》中的規定,對內冷水箱應采用全密閉充氣式系統,內冷水系統應安裝電導率、pH值的在線測量裝置。而齊齊哈爾熱電廠水箱為非密閉系統,應該在改造中改為密閉系統,在線電導率和 pH值測量裝置,在 ED-2108的設備中已經安裝,但內冷水的測量屬于高純水的測量,pH的測量的準確度還有待改進和完善。

[1] 陳志和.電廠化學設備及系統[M].北京:中國電力出版社,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年畢業于大連電力學校應用化學專業,工程師。

(責任編輯 徐秋菊)