邱成航

（華電湖北發(fā)電有限公司黃石熱電廠，湖北 黃石 435002）

黃石熱電廠發(fā)電機(jī)內(nèi)冷水處理技術(shù)改進(jìn)及應(yīng)用

邱成航

（華電湖北發(fā)電有限公司黃石熱電廠，湖北 黃石 435002）

對(duì)通常的內(nèi)冷水處理方法進(jìn)行了一般的介紹和評(píng)價(jià)，介紹了內(nèi)冷水水質(zhì)對(duì)發(fā)電機(jī)銅導(dǎo)線腐蝕機(jī)理，針對(duì)發(fā)電機(jī)內(nèi)冷水pH值偏低的問(wèn)題，結(jié)合黃石熱電廠實(shí)際情況，介紹了內(nèi)冷水處理方式的改進(jìn)經(jīng)驗(yàn)，為發(fā)電機(jī)內(nèi)冷水系統(tǒng)的處理提供借鑒與參考。

內(nèi)冷水；處理；方式；腐蝕

1 內(nèi)冷水處理的目的及原理

黃石熱電廠210號(hào)機(jī)組為1×330MW熱電聯(lián)產(chǎn)機(jī)組，其發(fā)電機(jī)組采用水-氫-氫冷卻方式。發(fā)電機(jī)內(nèi)冷水采用除鹽水作為冷卻水質(zhì)，并用精處理出口凝結(jié)水作為備用水源，采用閉式循環(huán)冷卻。在高電壓電場(chǎng)中做冷卻介質(zhì)的冷卻水純度要求高，但水的純度增高會(huì)pH值降低，繼而會(huì)腐蝕銅導(dǎo)線，腐蝕產(chǎn)物在通流過(guò)程匯總沉積，引起局部過(guò)熱，甚至造成局部堵死，影響發(fā)電機(jī)的安全運(yùn)行。此外，水冷卻器的泄漏、水冷卻器投運(yùn)前沖洗不凈導(dǎo)致雜質(zhì)進(jìn)入內(nèi)冷水系統(tǒng)，造成系統(tǒng)腐蝕和堵塞，因此對(duì)發(fā)電機(jī)內(nèi)冷水進(jìn)行處理是十分必要的。

銅導(dǎo)線的腐蝕機(jī)理：通常人們認(rèn)為銅不會(huì)產(chǎn)生酸腐蝕，但是在有氧、微酸的純水中會(huì)被腐蝕，這是因?yàn)殂~的保護(hù)膜被微酸腐蝕破壞。在有氧的純水中，銅表面會(huì)形成具有雙層結(jié)構(gòu)的氧化膜，其內(nèi)膜為CuO，外層為Cu2O-CuO，從而有效地阻止了O2與銅的接觸，防止了腐蝕。

當(dāng)pH值＜7時(shí)，會(huì)發(fā)生下列化學(xué)反應(yīng)：

CuO2+4H+→ Cu2++2H2O 銅表面的氧化膜已被腐蝕。

當(dāng)pH值＞7時(shí)，銅表面的保護(hù)膜不會(huì)被腐蝕，銅可得到保護(hù)。在中性環(huán)境中腐蝕較輕，而在微酸性的環(huán)境中有明顯的腐蝕。因此，降低內(nèi)冷水的pH值是防止銅導(dǎo)線腐蝕的有效手段之一。

2 內(nèi)冷水的水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)

3 常見(jiàn)的發(fā)電機(jī)內(nèi)冷水處理方法

3.1 溢流排水法

發(fā)電機(jī)內(nèi)冷水水箱采取連續(xù)大量補(bǔ)入除鹽水或凝結(jié)水，并保持溢流排水的運(yùn)行方式，來(lái)控制內(nèi)冷水電導(dǎo)率≤2.0μs/cm。

3.2 添加銅緩蝕處理法

向內(nèi)冷水中投加一定量的銅緩蝕劑，如MBT、BTΑ、TΑT等，其作用是銅緩蝕劑與水中銅離子絡(luò)合生成難溶沉淀，覆蓋在銅表面，形成暫時(shí)保護(hù)膜，以減緩銅基體的腐蝕。

3.3 小混床（氫型離子交換器）旁路處理法

讓部分內(nèi)冷水通過(guò)裝有陰、陽(yáng)離子交換樹(shù)脂的混合離子交換器，以除去水中各種陰、陽(yáng)離子，達(dá)到凈化水質(zhì)的處理方法。

3.4 小混床+NaOH處理法

為提高內(nèi)冷水的pH值，有些新建發(fā)電廠對(duì)內(nèi)冷水系統(tǒng)進(jìn)行小混床處理的同時(shí)，加入NaOH來(lái)達(dá)到控制內(nèi)冷水水質(zhì)的目的。

4 黃石熱電廠的內(nèi)冷水處理方式及改造

4.1 處理方式及缺陷

本廠的凈化方式為小混床旁路處理的方式，其工作原理如下：使部分內(nèi)冷水經(jīng)過(guò)陰陽(yáng)離子樹(shù)脂交換床進(jìn)行凈化處理。采用該方法能夠有效的去除內(nèi)冷水中的陰離子、陽(yáng)離子以及各種雜志，從而達(dá)到標(biāo)準(zhǔn)的內(nèi)冷水水質(zhì)。

內(nèi)冷水在經(jīng)過(guò)離子交換床時(shí)，內(nèi)冷水內(nèi)的鈣離子、鎂離子以及銅離子與離子交換床中的氫離子進(jìn)行離子交換，其反應(yīng)式見(jiàn)下圖，圖1。

應(yīng)用小混床旁路處理法可以使內(nèi)冷水得到有效的凈化，并且還能維持內(nèi)冷水的電導(dǎo)率保持在合格狀態(tài)。然而經(jīng)小混床離子交換后的內(nèi)冷水中的氫離子明顯增加，內(nèi)冷水的酸性大大增強(qiáng)，使的內(nèi)冷水銅導(dǎo)線的酸蝕現(xiàn)象更加嚴(yán)重，同時(shí)由于離子交換床的作用， 內(nèi)冷水中的Cu2+往往會(huì)被樹(shù)脂不斷吸附，就造成了出現(xiàn)內(nèi)冷水中Cu2+含量合格的假象，而遮掩了銅導(dǎo)線被酸性增強(qiáng)的內(nèi)冷水劇烈腐蝕的實(shí)際狀況，影響檢測(cè)結(jié)果。

4.2 提高凈化的有效措施

受內(nèi)冷水系統(tǒng)不能更新且向內(nèi)冷水中加入堿性強(qiáng)的化學(xué)物質(zhì)又不能保證系統(tǒng)的安全性等現(xiàn)狀的影響，要想提高凈化的有效安全性，就必須要結(jié)合酸堿中和的化學(xué)反應(yīng)處理方案的基礎(chǔ)上，實(shí)施復(fù)床并列運(yùn)行的方案進(jìn)行內(nèi)冷水的凈化調(diào)節(jié)，增加內(nèi)冷水處理過(guò)程中的有效性和安全性。

采用符合床凈化的措施后，部分內(nèi)冷水流經(jīng)氫氧化鈉后，內(nèi)冷水中殘存的雜志會(huì)被離子交換床吸附除去，與此同時(shí)，由于氫氧化鈉的作用，內(nèi)冷水中會(huì)留有部分Na+，內(nèi)冷水凈化系統(tǒng)中始終留有NaOH，能夠及時(shí)調(diào)整內(nèi)冷水系統(tǒng)的酸堿平衡，保持內(nèi)冷水的弱堿性狀態(tài)。部分內(nèi)冷水經(jīng)過(guò)純水時(shí)，經(jīng)復(fù)合床內(nèi)流出的水里的雜志能夠在離子交換的作用下被去除，從而使內(nèi)冷水中的電導(dǎo)率顯著下降。

黃石熱電廠210號(hào)機(jī)組內(nèi)冷水系統(tǒng)處理裝置用復(fù)床取代原有的離子交換器，同時(shí)將原水汽取樣間內(nèi)冷水在線pH表和電導(dǎo)率表停用和內(nèi)冷水人工分析取樣處閥門關(guān)閉，以減少內(nèi)冷水的外排量，在改造后的內(nèi)冷水系統(tǒng)處理裝置上加裝內(nèi)冷水在線pH表和電導(dǎo)率表，并將在線表計(jì)的排水回收至內(nèi)冷水箱中。

4.3 改造后發(fā)電機(jī)內(nèi)冷水處理裝置具有以下特點(diǎn)：

（1）采用特殊的離子交換系統(tǒng)，十分簡(jiǎn)便地進(jìn)行人工調(diào)節(jié)處理工況，使整個(gè)運(yùn)行周期內(nèi)冷水指標(biāo)穩(wěn)定在合格的范圍內(nèi)。

（2）處理量小，0.5—0.8t/h，這樣就不會(huì)因裝置的啟停而影響內(nèi)冷水系統(tǒng)壓力和流量的減小，從而保證發(fā)電機(jī)的安全；

（3）安裝、調(diào)試簡(jiǎn)單，不改變?cè)邢到y(tǒng)；

（4）運(yùn)行成本低，樹(shù)脂可以再生。

4.4 改造后內(nèi)冷水處理裝置調(diào)試運(yùn)行情況

內(nèi)冷水處理裝置的進(jìn)水壓力0.32Mpa，工作溫度39～45℃，Na床流量100L/h，H床流量400L/h，調(diào)試72小時(shí)后系統(tǒng)水質(zhì)達(dá)到pH：8.14，DD：0.76μs/cm。內(nèi)冷水水質(zhì)滿足《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》的要求。目前改造后的內(nèi)冷水處理裝置運(yùn)行穩(wěn)定，內(nèi)冷水水質(zhì)情況良好，當(dāng)內(nèi)冷水的水質(zhì)出現(xiàn)下降時(shí)，在設(shè)備運(yùn)行中可以采取增大pH值來(lái)進(jìn)行水質(zhì)的微調(diào)，加大納床流量，減少電導(dǎo)率時(shí)加大氫床流量， 電導(dǎo)的調(diào)整是綜合Na+與H+的平衡點(diǎn)，pH值的高低對(duì)電導(dǎo)也都有一定的影響，在調(diào)整過(guò)程中盡量掌握進(jìn)水流量越小越好，以延長(zhǎng)樹(shù)脂的使用周期。

5 結(jié)論和建議

在小混床中交換柱中加入鈉型樹(shù)脂，無(wú)需對(duì)內(nèi)冷水系統(tǒng)實(shí)施改進(jìn)計(jì)劃，僅僅需要以實(shí)驗(yàn)結(jié)果為依據(jù)，明確樹(shù)脂的合理比例。向內(nèi)冷水系統(tǒng)中引入鈉床，增強(qiáng)了對(duì)內(nèi)冷水電導(dǎo)率的監(jiān)測(cè)避免水質(zhì)惡化造成事故。采用復(fù)床并列運(yùn)行的方法在實(shí)際運(yùn)行中操作簡(jiǎn)單，控制水質(zhì)比較穩(wěn)定，由于在線監(jiān)測(cè)表計(jì)的排水流入內(nèi)冷水系統(tǒng)中，無(wú)外排水，因此節(jié)約了除鹽水的用量，值得推廣。

［1］DL/T801-2010 大型發(fā)電機(jī)內(nèi)冷卻水質(zhì)及系統(tǒng)技術(shù)要求［J］.

［2］龔海潔.熱力設(shè)備的腐蝕與防護(hù)［J］.北京∶中國(guó)電力出版社，1998.

10.16640/j.cnki.37-1222/t.2016.19.135

邱成航（1964-），男，本科，高級(jí)工程師。