某新建機組內冷水水質惡化及解決措施

姜麗 馬瑤瑤（河南第一火電建設公司調試所，河南鄭州 450001）

某新建機組內冷水水質惡化及解決措施

姜麗 馬瑤瑤（河南第一火電建設公司調試所，河南鄭州 450001）

針對某熱電廠啟動初期內冷水系統水質惡化的問題，結合實際，提出切實可行的方案。并為同類型機組的內冷水水質的控制提供參考。

內冷水；銅腐蝕；樹脂；小混床；pH值

1 概述

某熱電廠發電機定子繞組水冷卻系統是一個閉式循環系統，補充水源為化水母管來的除鹽水。內冷水系統設置小混床旁路處理，正常情況只需少量的冷卻水經過小混床處理，只有當定子水系統剛補水時或者補水不潔時，才有必要增多流經混床的水量，正常情況小混床能保證內冷水的水質。

2 分析

機組整啟期間pH值偏低，均值在7.0左右，銅含量嚴重超標。經分析可以得知，在水中，銅的電極電位低于氧的電極電位。從電化學的觀點看，銅是可能被氧化腐蝕的。腐蝕反應能否不斷地進行下去，取決于腐蝕產物的性質和pH、溫度、流速等環境因素，尤其是pH值。如果它在銅表面的沉積速度很快，而且又很致密，就起到了保護作用，即形成了所謂的保護膜；反之，腐蝕沉積物不能形成保護膜，腐蝕就會不斷地進行下去。所以提高發電機冷卻系統的防腐能力，關鍵在于提高水的pH值，保證未堿性運行的環境。pH對銅在水中腐蝕的影響，可以從Pourbaix圖【1】（即電位-pH平衡圖）上看出，在電位0.1-0. 38 V以上，pH在6.95以下區域，會出現Cu2+，即是銅的腐蝕區；相反，在電位低于0.1 V，或pH＞6.95，銅則不會出現腐蝕，是銅的穩定區；從Pourbaix圖（即電位-pH平衡圖）上看出，對應的pH大約是10，所以銅的穩定區間一般在7-10之間，對工業設備pH控制在7.6-9為宜。本廠運行期間內冷水pH值較低，均值在7.0左右，僅僅維持在國標7.0—9.0的下線，隨著運行時間的增加，銅腐蝕逐漸明顯，且嚴重超標。由于該電廠內冷水的pH值偏低，最重要的就是如何安全可靠地提高內冷水的pH值。

3 解決方案

為了提高內冷水的pH值，結合現場的實際情況，由于該廠內冷水設計有小混床旁路處理，系統為全封閉系統，內冷水箱采用全密閉充氣式系統，內冷水系統上安裝電導率、pH值、溫度的在線測量裝置，不需要進行系統改造直接可以進行樹脂處理。

考慮到氫型小混床的出水pH值比較低，而鈉型小混床可以提高出水的pH值，但缺點是運行周期短。結合這兩種處理的優點，采用氫型-鈉型混床聯合處理。

鈉型陽樹脂提高出水pH的原理【2】為內冷水經過交換器時，水中的陽離子與交換基團Na進行交換，經過交換，使出水中含少量的Na并形成NaOH而呈弱堿性，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，因此控制陽樹脂的比例是改進技術措施的關鍵所在，加入比例少，達不到處理的效果；多了會有導致電導率升高而得不償失。在實際操作中，采取逐步添加的辦法，最終確定加入的樹脂量。

由于內冷水專用型樹脂價格昂貴，而普通混床用的MB樹脂價格相對便宜；專用樹脂需要單獨購買，采購時間比較長，而目前倉庫就儲存有普通樹脂。考慮到現場亟需合格內冷水的情況，采用自制內冷水小混床樹脂。

具體操作如下：

3.1 陽樹脂再生

氫型陽樹脂再生方法：往帶蓋子的塑料桶里裝入適量001X7MB陽樹脂，用三倍樹脂體積5%的HCl進行浸泡4—8h，清洗快結束時再轉入浸泡1h。然后再用除鹽水洗至中性。

鈉型陽樹脂再生時用8%的NaCl溶液浸泡8h，然后再用除鹽水沖洗。

3.2 陰樹脂再生

往帶蓋子的塑料桶里裝如適量201X7MB陰樹脂，用三倍樹脂體積4%的NaHO進行浸泡4—8h，清洗快結束時再轉入浸泡1h。然后再用除鹽水洗至中性。

在混床中加入5kg鈉型陽樹脂，同時應減少相應重量氫型樹脂，并混合均勻，投入運行。溫度控制在45℃以下，連續運行監測數據如下：

時間P H 7月6日7月7日7月9日P H 7月8日0 8：0 0 7 . 2 0 8：0 0 7 . 3 5 1 4：0 0 7 . 3 1 4：0 0 7 . 3 6 2 0：0 0 7 . 2 8 2 0：0 0 7 . 3 8 0 8：0 0 7 . 4 3 0 8：0 0 7 . 3 6 1 4：0 0 7 . 3 9 1 4：0 0 7 . 3 3 2 0：0 0 7 . 4 2 2 0：0 0 7 . 3 5

從內冷水的監測情況可得出，氫型-鈉型聯合利用的方案是可行的，運行溫度控制合理時，普通樹脂完全可以替代昂貴的專用樹脂。

4 結語

在小混床交換柱中加入鈉型樹脂，對提高內冷水的pH、防止銅導線的腐蝕有顯著的效果。該方法無需對系統進行改造，只需通過試驗確定樹脂的比例即可，值得推廣。加入鈉型樹脂后，考慮對電導的影響，應加強對電導的檢測，當發現電導上升較快時，說明樹脂已接近失效，應及時更換樹脂，避免水質惡化造成事故。樹脂的加入量應根據多次試驗來確定，并逐步添加，防止盲目添加而使內冷水電導升高導致水質惡化，帶來不良后果。因為小混床用普通樹脂，鑒于普通樹脂的熱穩定性較差的缺點，在運行過程中，應注意監測系統的運行溫度。

［1］竇照英，《電力工業清洗技術》［M］化學工業出版社.北京. 2005年.

［2］中華人民共和國國家經濟貿易委員會.DL/T94-2001《鍋爐化學清洗導則》［S］北京.中國電力出版社.2001.