概述
發(fā)電機(jī)內(nèi)冷水處理方法選擇不合理時(shí)，很可能導(dǎo)致水質(zhì)指標(biāo)達(dá)不到標(biāo)準(zhǔn)要求，并且容易發(fā)生空心導(dǎo)線的堵塞或腐蝕，嚴(yán)重時(shí)會(huì)使線棒發(fā)熱、甚至絕緣燒毀，導(dǎo)致事故停機(jī)。據(jù)1993～1995年不完全統(tǒng)計(jì)，全國(guó)300mw及以上容量發(fā)電機(jī)發(fā)生發(fā)電機(jī)本體事故及故障53臺(tái)次，其中發(fā)電機(jī)定子內(nèi)冷水系統(tǒng)事故及故障29次，占54.7﹪；堵塞事故9臺(tái)次，占17.0﹪。堵塞事故處理所需時(shí)間長(zhǎng)，造成的經(jīng)濟(jì)損失巨大。通常單臺(tái)機(jī)組事故處理時(shí)間長(zhǎng)達(dá)上千小時(shí)，少發(fā)電量數(shù)億千瓦。
在1998年前，國(guó)內(nèi)發(fā)電機(jī)內(nèi)冷水處理主要以加緩蝕劑處理技術(shù)為主。自1998年華能岳陽電廠發(fā)生發(fā)電機(jī)絕緣燒毀事故以來，越來越多的電廠對(duì)發(fā)電機(jī)內(nèi)冷水水質(zhì)給予了高度重視。《關(guān)于防止電力生產(chǎn)重大事故的二十項(xiàng)重點(diǎn)要求》和《大型發(fā)電機(jī)內(nèi)冷卻水質(zhì)及系統(tǒng)技術(shù)要求》dl／t80l一2002的發(fā)布和實(shí)施，對(duì)發(fā)電機(jī)內(nèi)冷水水質(zhì)提出了更高的標(biāo)準(zhǔn)，加緩蝕劑處理方案已經(jīng)不能滿足新標(biāo)準(zhǔn)的要求。
國(guó)內(nèi)經(jīng)過40余年的研究和探索，使內(nèi)冷水處理技術(shù)得到了長(zhǎng)足進(jìn)展，出現(xiàn)了多種內(nèi)冷水處理技術(shù)：加緩蝕劑處理法、小混床處理法、超凈化處理法、h／oh混床+na／oh混床交替處理法、加naoh處理法、除氧法等等。
國(guó)內(nèi)發(fā)電機(jī)內(nèi)冷水處理技術(shù)的發(fā)展?fàn)顩r
國(guó)內(nèi)發(fā)電機(jī)內(nèi)冷水處理技術(shù)的發(fā)展歷程，大致可以分為三個(gè)階段：20世紀(jì)60年代開始的初步研究階段、20世紀(jì)70年代形成的加藥處理技術(shù)為主常規(guī)離子交換處理為輔的階段和堿性離子交換處理技術(shù)為主階段。
初步研究階段(1958--1976)
1958年上海電機(jī)廠生產(chǎn)出了世界上第一臺(tái)l2mw雙水內(nèi)冷發(fā)電機(jī)，自此開始了內(nèi)冷水水質(zhì)處理技術(shù)的試驗(yàn)研究。由于當(dāng)時(shí)國(guó)外只有定子冷卻水處理的經(jīng)驗(yàn)，因此需要自行研究解決雙水水質(zhì)的處理技術(shù)和控制方法。
在上海某調(diào)峰機(jī)組進(jìn)行了最初的離子交換處理的嘗試：離子交換柱采用塑料制成，取部分內(nèi)冷水進(jìn)行凈化處理，內(nèi)冷水的電導(dǎo)率和含銅量均有明顯降低，取得了良好的效果。在當(dāng)時(shí)環(huán)境下，生產(chǎn)部門雖然取得了很好的處理效果，但是在設(shè)計(jì)制造的落實(shí)上卻遇到了困難，未能配備上這種裝置。
另一種處理方法是降低內(nèi)冷水中的含氧量。在華北某電廠采用開放式運(yùn)行系統(tǒng)，將凝汽器凝結(jié)水通過凝結(jié)水泵直接送人發(fā)電機(jī)水系統(tǒng)，通過發(fā)電機(jī)吸收熱量后，直接送人除氧器。這樣，由于凝結(jié)水的含氧量很低，又沒有再循環(huán)，不可能有大量的氧漏人，便能保證內(nèi)冷水的低含氧量。經(jīng)過處理后，內(nèi)冷水的含氧量和含銅量均很低。但采用此方法，發(fā)電機(jī)的運(yùn)行就取于凝結(jié)水泵的狀況，很不安全。
限于當(dāng)時(shí)的情況和諸多原因，這兩種方法未能得以推廣。只能靠加強(qiáng)排污，調(diào)節(jié)水質(zhì)ph值和換水來維持內(nèi)冷水的含銅量。操作和控制均很麻煩，除鹽水損失也很大，而且每次停下吹管時(shí)，均會(huì)從中空導(dǎo)線中沖出大量黑棕色渾濁物。
內(nèi)冷水處理技術(shù)方法分類
從原理上，內(nèi)冷水處理技術(shù)可以分為5類：緩蝕劑法、換水法、普通小混床法、堿性處理法和氧含量控制法。
緩蝕劑法
銅緩蝕劑可以與水中的銅離子發(fā)生絡(luò)合反應(yīng)，生成保護(hù)膜覆蓋在銅表面，從而減緩銅的腐蝕，常用的緩蝕劑有2-疏基苯并噻唑(mbt)、苯并三氮唑(bta)、甲基苯并三唑(tta)及其他復(fù)合緩蝕劑。內(nèi)冷水加入緩蝕劑存在濃度檢測(cè)困難、電導(dǎo)率和cu2+易超標(biāo)、銅導(dǎo)線堵塞等風(fēng)險(xiǎn)，1998年某廠1臺(tái)使用bta處理的發(fā)電機(jī)曾發(fā)生銅導(dǎo)線堵塞燒毀的事故，現(xiàn)在大型機(jī)組已很少使用此方法。最新電力標(biāo)準(zhǔn)dl/t 801—2010《大型發(fā)電機(jī)內(nèi)冷卻水質(zhì)及系統(tǒng)技術(shù)要求》中明確指出不推薦對(duì)內(nèi)冷卻水添加緩蝕劑以調(diào)控水質(zhì)。
換水法
向發(fā)電機(jī)內(nèi)冷水箱連續(xù)補(bǔ)入大量凝結(jié)水或除鹽水同時(shí)排掉溢流水，使內(nèi)冷水的電導(dǎo)率和離子含量合格。當(dāng)補(bǔ)水為除鹽水時(shí)，弱酸性并含有溶解氧的除鹽水會(huì)加速銅導(dǎo)線的腐蝕。當(dāng)補(bǔ)水為凝結(jié)水時(shí)，凝結(jié)水中含有氨，可以升高內(nèi)冷水ph，抑制銅導(dǎo)線腐蝕，但凝汽器發(fā)生泄漏或水質(zhì)變化將引起內(nèi)冷水水質(zhì)惡化，因此不利于發(fā)電機(jī)的安全。除此之外，連續(xù)排水的水量損耗很大，不夠經(jīng)濟(jì)。
普通小混床法
將部分內(nèi)冷水通過裝有氫型樹脂(rh)和氫氧型樹脂(roh)的混床，以除去雜質(zhì)離子，降低電導(dǎo)率和cu2+含量。由于混床出水緩沖性能差，空氣中co2漏入后出水呈酸性，會(huì)加速銅導(dǎo)線的腐蝕。某電廠采用h-oh型旁路小混床，冷卻水ph大多在5.3~6.3范圍內(nèi)，銅導(dǎo)線腐蝕嚴(yán)重，水中cu2+有時(shí)高達(dá)1 000 μg/l。可以看出這種處理方法無法滿足內(nèi)冷水水質(zhì)要求。
簡(jiǎn)化處理法
堿化處理是通過向內(nèi)冷水中添加堿化劑提高ph來達(dá)到減緩銅腐蝕的目的。根據(jù)堿化劑加入方式的不同，可以分為直接加堿法和離子交換微堿化法，前者是將配好的naoh或氨水通過加藥泵加入系統(tǒng)，后者是通過離子交換樹脂將naoh緩慢釋放。內(nèi)冷水中添加的堿化劑包括naoh和氨，由于na+對(duì)電導(dǎo)率的貢獻(xiàn)小于nh4+，因此在同一ph下，naoh溶液比氨溶液電導(dǎo)率低[9]，在敞開系統(tǒng)中，高溫下氨的溢出會(huì)造成ph的波動(dòng)，從這兩方面看用naoh比氨更合適。
直接加堿法
(1)凝結(jié)水調(diào)配法。這種方法是將凝結(jié)水精處理出口加氨和未加氨的水進(jìn)行調(diào)配，通過電腦智能配比控制其ph在8.5左右，然后對(duì)內(nèi)冷水箱進(jìn)行補(bǔ)水，溢流水排入凝汽器與凝結(jié)水一起進(jìn)入凝結(jié)水精處理系統(tǒng)進(jìn)行處理。國(guó)內(nèi)多臺(tái)機(jī)組使用該方法后，內(nèi)冷水ph、電導(dǎo)率和含銅量均能達(dá)到國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)。由于該方法使用凝結(jié)水作為補(bǔ)水，因此存在凝結(jié)水泄漏使內(nèi)冷水水質(zhì)惡化的隱患，將溢出水回收至凝結(jié)水精處理系統(tǒng)，銅腐蝕產(chǎn)物可能會(huì)污染鍋爐給水系統(tǒng)。
(2)小混床加堿堿化法。混床可以除去水中的雜質(zhì)和離子，加堿可以提高內(nèi)冷水的ph，因此讓內(nèi)冷水通過裝有氫型樹脂(rh)和氫氧型樹脂(roh)的混床，再向出水中加入naoh或氨溶液調(diào)節(jié)ph可以保證電導(dǎo)率和ph合格。某廠1 000 mw機(jī)組內(nèi)冷水水質(zhì)長(zhǎng)期不合格，改造后使用該方法，系統(tǒng)出水ph為8.0~9.0，電導(dǎo)率為1.0~2.0 μs/cm，cu2+在10 μg/l以下。這種方法需要嚴(yán)格控制運(yùn)行指標(biāo)，并且對(duì)設(shè)備的可靠性要求很高，否則將可能造成ph和電導(dǎo)率的突然增高，威脅機(jī)組的安全。
(3)edi加堿堿化法。由于雙水內(nèi)冷機(jī)組的密閉性不好，漏入的空氣量非常大，內(nèi)冷水甚至是空氣的過飽和溶液，通過小混床加堿堿化法處理，小混床的運(yùn)行周期很短，樹脂將很快失效，為此裴峰等提出了一種電除鹽技術(shù)(edi)加堿的內(nèi)冷水處理方法。運(yùn)行時(shí)，加入0.2% naoh溶液維持內(nèi)冷水的ph在7.60~7.80，當(dāng)系統(tǒng)電導(dǎo)率升高到設(shè)定值后，啟動(dòng)edi，運(yùn)行一定時(shí)間待電導(dǎo)率降到某一值后，停運(yùn)edi，當(dāng)電導(dǎo)率再次升高到上限值時(shí)，重新啟動(dòng)edi，如此循環(huán)。與混床相比，edi的運(yùn)行周期幾乎是無限的，其只消耗電能，不需要酸或堿對(duì)樹脂進(jìn)行再生，所以無酸堿廢水排放，更加環(huán)保。edi還具有調(diào)節(jié)能力強(qiáng)的特點(diǎn)，可以通過調(diào)節(jié)投運(yùn)時(shí)間來控制水質(zhì)。
例子交換微堿化法
這種方法的特點(diǎn)是在混床中加入na型樹脂，利用水中陽離子與na型樹脂的反應(yīng)將naoh緩慢釋放出來，降低了直接加堿存在的ph、電導(dǎo)率易超標(biāo)的風(fēng)險(xiǎn)。
(1)na型小混床法。na型小混床中填充有一定比例混合的氫型樹脂(rh)、鈉型樹脂(rna)和氫氧型樹脂(roh)，運(yùn)行時(shí)將1%~5%的內(nèi)冷水進(jìn)行循環(huán)處理，水經(jīng)過混床時(shí)部分陽離子與rna反應(yīng)，使naoh從樹脂中緩慢釋放，提高內(nèi)冷水ph并降低電導(dǎo)率。普通的na型小混床和超凈化處理都屬于這種方法。這種方法可以提高內(nèi)冷水的ph，同時(shí)保證電導(dǎo)率合格，在多個(gè)機(jī)組上使用均取得了較好的效果。對(duì)于密閉性差的系統(tǒng)，該方法存在ph升幅不夠、樹脂的運(yùn)行周期短的問題。
(2)雙臺(tái)小混床法。此系統(tǒng)包括1臺(tái)rh/roh型混床和1臺(tái)rna/roh型混床，前者作為凈化單元，后者作為ph調(diào)節(jié)單元。運(yùn)行時(shí)通過調(diào)節(jié)兩臺(tái)混床的出水比例，即可升高ph，降低電導(dǎo)率。某廠200 mw機(jī)組使用這種方法改進(jìn)系統(tǒng)后，內(nèi)冷水的ph保持在7.4~8.0，電導(dǎo)率為0.3~0.8 μs/cm，銅5~10 μg/l，系統(tǒng)腐蝕得到緩解[32]。此種方法具有調(diào)節(jié)靈活、安全性好等優(yōu)點(diǎn)，但也存在系統(tǒng)復(fù)雜、占地多、操作繁瑣等缺點(diǎn)。
(3)電膜微堿化法。這種系統(tǒng)包括除離子器和堿化器，除離子器是一個(gè)h—oh型混床，陰陽離子在這里被除去。在堿化器中，水與鈉型樹脂在電場(chǎng)作用下反應(yīng)生成微量的堿性物質(zhì)，通過調(diào)節(jié)電場(chǎng)強(qiáng)度實(shí)現(xiàn)內(nèi)冷水的ph調(diào)節(jié)。堿化器內(nèi)反應(yīng)如下：
該方法已經(jīng)在600 mw和1 000 mw機(jī)組中使用，內(nèi)冷水水質(zhì)良好，未出現(xiàn)較大波動(dòng)。這種方法具有自動(dòng)化程度高、調(diào)節(jié)性強(qiáng)的優(yōu)點(diǎn)，但設(shè)備啟動(dòng)和停止檢查及操作步驟較為繁瑣。
氧含量控制法
國(guó)外機(jī)組的內(nèi)冷水處理會(huì)控制含氧量在貧氧區(qū)(<50 μg/或<20 μg/l)或富氧區(qū)(>2 mg/l)，貧氧工況和富氧工況都包括堿性和中性兩種。
在系統(tǒng)密閉性足夠好的情況下，貧氧中性工況很簡(jiǎn)單，只需要通過旁路混床維持電導(dǎo)率合格即可，然而保持系統(tǒng)的密閉性卻并不簡(jiǎn)單，需要做到以下幾點(diǎn)：(1)監(jiān)測(cè)所有的空氣潛在入口;(2)對(duì)補(bǔ)水進(jìn)行除氧，否則嚴(yán)格限制補(bǔ)水量;(3)冷卻水和補(bǔ)水水箱以超壓n2或h2密封，以除去水中的氣體，防止空氣的進(jìn)入;(4)停機(jī)期間防止接頭處接觸空氣。貧氧堿性工況下除了要注意密閉性外，為了得到持續(xù)低溶氧量，還要保持ph穩(wěn)定。富氧中性工況需要時(shí)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，當(dāng)混床水流量很大時(shí)，系統(tǒng)中co2的含量可忽略。富氧堿性工況需要滿足上述高氧工況和堿性工況的要求。
值得注意的是，在貧氧工況下，使用還原劑或抗氧化劑會(huì)存在電導(dǎo)率易超標(biāo)的問題，還可能使沉積物壓縮從而增加去除難度，因此不推薦使用。一些使用載有除氧劑的樹脂或鈀樹脂加氫除氧的方法也存在清洗周期的問題，當(dāng)設(shè)備清洗時(shí)水中的o2會(huì)被cu迅速消耗，因此需要額外的監(jiān)督和維護(hù)。
國(guó)內(nèi)的電廠很少監(jiān)測(cè)和控制氧含量，近年來也開始進(jìn)行這方面的嘗試。國(guó)內(nèi)某電廠300 mw機(jī)組采用富氧堿性工況，內(nèi)冷水溶解氧為3 000~4 500 μg/l，電導(dǎo)率小于2 μs/cm，ph能夠長(zhǎng)期維持在8.0~9.0，內(nèi)冷水含銅平均值約為5 μg/l，運(yùn)行狀況良好。
結(jié)語
目前國(guó)內(nèi)機(jī)組的內(nèi)冷水系統(tǒng)普遍采用堿性處理法，這些方法有效地緩解了銅導(dǎo)線的腐蝕情況，在實(shí)際應(yīng)用中取得了不錯(cuò)的效果。但對(duì)于密閉性不好的系統(tǒng)，由空氣漏入引起的小混床周期短、ph偏低、o2含量難以控制等問題仍需要進(jìn)一步解決。在以后的內(nèi)冷水處理中，可以從以下幾個(gè)方面進(jìn)行改善。
(1)在系統(tǒng)中增加co2吸收和脫除設(shè)備，比如內(nèi)冷水箱加裝co2吸收器，減少co2的影響;(2)機(jī)組停機(jī)檢修時(shí)應(yīng)盡量使內(nèi)冷水系統(tǒng)正常運(yùn)行或?qū)?dǎo)線進(jìn)行充氮保護(hù)，降低導(dǎo)線內(nèi)部與潮濕空氣接觸的時(shí)間，以免造成停備腐蝕;(3)對(duì)氧含量進(jìn)行監(jiān)測(cè)和控制，改善系統(tǒng)的密閉性，比如水箱液面上方用氮?dú)饣驓錃饷芊庖猿パ鯕猓乐瓜到y(tǒng)在中氧(100~500 μg/l)工況下運(yùn)行。


康明斯柴油發(fā)電機(jī)組訂貨須知,哪家售后服務(wù)好？
柴油發(fā)電機(jī)VE分配泵故障案例分析——VE泵油量控制套卡滯導(dǎo)致某個(gè)轉(zhuǎn)速“游車”
發(fā)電機(jī)組燃油泵供油壓力低為何數(shù)據(jù)有效但低于正常工作范圍
你知道柴油發(fā)電機(jī)組的油箱有哪幾種類型嗎？
發(fā)電機(jī)租賃后，必須注意這些維護(hù)事項(xiàng)！
柴油發(fā)電機(jī)組技術(shù)人員了解的20條電工常識(shí)
柴油發(fā)電機(jī)出租機(jī)組的使用為什么要限制海拔
沃爾沃發(fā)電機(jī)品質(zhì)到底如何？如何正確安裝機(jī)組？