碱性处理技术在发电机内冷水系统中的应用

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1、全国火电大机组(600MW级)竞赛第11届年会论文集化学碱性处理技术在发电机内冷水系统中的应用徐 岚 游 喆 刘文强 王安宁(上海吴泾第二发电有限责任公司)摘要:介绍了碱性处理技术改善发电机内冷水水质的基本原理和该技术在上海吴泾第二发电有限责任公司2×600MW机组上试验研究和成功应用情况,并提出了将氢型混床改为碱化混床运行时应考虑对系统改进和运行控制的若干建议。关键词:发电机;内冷水;pH值;碱性处理1 引言大中型发电机组设备普遍采用水-氢-氢冷却方式,发电机内冷水选用除盐水或凝结水作为冷却介质。

2、发电机内冷水是在高电场中作冷却介质,对内冷水的水质要求严格,除了清洁、透明、无机械杂质外,还必须要有足够的绝缘性(即极小的电导率),不结垢,并对发电机铜导线和系统无侵蚀性等,冷却水的水质对保证发电机组设备的安全运行至关重要。近年来随着大容量、亚临界、超临界发电机组的投入运行,为了确保发电机组设备的安全运行,对发电机内冷水品质的要求越来越高,我国电力行业标准《大型发电机内冷却水质及系统技术要求》(1)(DL/T801-2002)对发电机冷却水水质的要求为:电导率(25ºC)<2.0µS/cm,pH(2

3、5ºC)>7.0~9.0,Cu≤40µg/L,溶氨量<300µg/L。为了改善发电机内冷水水质,目前国内外普遍采取的防腐、净化处理方式主要有单纯补充除盐水或凝结水运行方式、内冷水加铜缓蚀剂法、小混床处理法等。1)添加铜缓蚀剂,其作用是与水中铜离子络合形成保护膜,覆盖在铜表面以减缓基体的腐蚀,但该方法可能引起电导率升高或缓蚀剂析出沉积等问题;2)大机组已不推荐使用添加缓蚀剂的方法,一般采用大量补充纯水--二级除盐水或凝结水,前者使内冷水电导率、pH偏低,后者使内冷水电导率、氨量偏高,造成铜的氨蚀。采用

4、排污换水方式维持铜含量处于标准范围内,未从根本上解决铜导线的腐蚀问题;3)小混床法一般采用H/OH型小混床旁路净化处理内冷水,采用这种运行方式内冷水pH一般处于6.5~7.0甚至更低,水化学工况的缓冲性弱。总之,上述方法普遍存在pH偏低、电导率偏高、铜含量超标等问题。国内外相关文献表明,内冷水pH、电导率、溶氧等水质指标是影响铜导线腐蚀的主要因素,其中pH是关键因素。内冷水碱性处理技术是近年发展的新技术,为协调控制内冷水pH、电导率、铜含量找到简便易行的好方法319全国火电大机组(600MW级)竞赛

5、第11届年会论文集化学。碱性处理技术采用碱化混床对内冷水进行旁路处理,基本原理在于当含微量杂质的内冷水通过碱化混床时,有微量NaOH释放,在净化水质同时流出液呈微碱性,通过合理控制碱化混床处理流量,在内冷水与碱化混床达到交换平衡时,使内冷水pH长期稳定维持在8~9(25℃)、电导率小于2µS/cm(25℃),相应地使铜处于钝化区,从根本上减缓铜导线的腐蚀,维持较低的铜含量。2 吴泾二发电内冷水系统运行状况上海吴泾第二发电有限责任公司(以下简称“吴泾二发电”)2台600MW发电机采用水-氢-氢冷却方式

6、。内冷水系统采用闭式循环(见图1)。内冷水由水箱经定冷泵、冷却器、滤网,然后进入发电机励端,流经空芯铜导线至机端,沿管路返回水箱,此为主回路;经冷却器后另引出一路通过H/OH型小混床处理返回水箱,此为旁路。设置二级除盐水和凝结水两路补水可供选择,补水全部经小混床处理后补入水箱。水箱装有通往大气的排气组件,原设计充氮密封,但未投运。设计内冷水额定循环流量105t/h,旁路流量为5~10%。该系统存在如下问题:1)系统监测手段不够完善,未安装pH值监测仪表;2)H/OH型小混床投运时,易降低内冷水pH而

7、带来系统酸性腐蚀隐患;3)系统处于半密闭方式运行,内冷水溶氧在4~5mg/L,微酸性或中性条件下,溶氧将加剧铜导线的腐蚀。图1发电机内冷水系统简图319全国火电大机组(600MW级)竞赛第11届年会论文集化学图22003年11月2号机组内冷水pH、Cu含量曲线运行数据显示(以2号机组2003年11月份内冷水水质为例,见图2),存在内冷水pH偏低、时有铜含量超标、水质不稳定等问题,采用补充凝结水提高pH和大量排污换水的方式降低内冷水铜含量,未从根本上解决铜导线的腐蚀问题。为提高内冷水pH值,稳定内冷水

8、水质,从根本上减缓铜线棒的腐蚀,吴泾二发电于2004年会同上海市电力试验研究所进行内冷水碱性处理技术研究。3 试验内容及结果分析试验分实验室和工业性试验两部分进行,通过试验掌握了不同碱化剂调节pH对铜腐蚀的影响、稀氢氧化钠溶液pH与电导率关系。试验结果还表明:通过合理控制,内冷水碱性处理技术有效解决了吴泾二发电600MW发电机内冷水水质pH偏低、电导率和铜含量偏高、水质不稳的问题。3.1 不同碱化剂的腐蚀试验取定量除盐水分别置于具塞锥形瓶中,用不同碱化剂调节pH至所需

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