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2.发电机内冷水处理技术
从原理上,内冷水处理技术可以分为5类:缓蚀剂法、换水法、普通小混床法、碱性处理法和氧含量控制法。
2.1 缓蚀剂法
铜缓蚀剂可以与水中的铜离子发生络合反应,生成保护膜覆盖在铜表面,从而减缓铜的腐蚀,常用的缓蚀剂有2-疏基苯并噻唑(MBT)、苯并三氮唑(BTA)、甲基苯并三唑(TTA)及其他复合缓蚀剂。内冷水加入缓蚀剂存在浓度检测困难、电导率和Cu2+易超标、铜导线堵塞等风险,1998年某厂1台使用BTA处理的发电机曾发生铜导线堵塞烧毁的事故,现在大型机组已很少使用此方法。最新电力标准DL/T 801—2010《大型发电机内冷却水质及系统技术要求》中明确指出不推荐对内冷却水添加缓蚀剂以调控水质。
2.2 换水法
向发电机内冷水箱连续补入大量凝结水或除盐水同时排掉溢流水,使内冷水的电导率和离子含量合格。当补水为除盐水时,弱酸性并含有溶解氧的除盐水会加速铜导线的腐蚀。当补水为凝结水时,凝结水中含有氨,可以升高内冷水pH,抑制铜导线腐蚀,但凝汽器发生泄漏或水质变化将引起内冷水水质恶化,因此不利于发电机的安全。除此之外,连续排水的水量损耗很大,不够经济。
2.3 普通小混床法
将部分内冷水通过装有氢型树脂(RH)和氢氧型树脂(ROH)的混床,以除去杂质离子,降低电导率和Cu2+含量。由于混床出水缓冲性能差,空气中CO2漏入后出水呈酸性,会加速铜导线的腐蚀。某电厂采用H-OH型旁路小混床,冷却水pH大多在5.3~6.3范围内,铜导线腐蚀严重,水中Cu2+有时高达1 000 μg/L。可以看出这种处理方法无法满足内冷水水质要求。
2.4 简化处理法
碱化处理是通过向内冷水中添加碱化剂提高pH来达到减缓铜腐蚀的目的。根据碱化剂加入方式的不同,可以分为直接加碱法和离子交换微碱化法,前者是将配好的NaOH或氨水通过加药泵加入系统,后者是通过离子交换树脂将NaOH缓慢释放。内冷水中添加的碱化剂包括NaOH和氨,由于Na+对电导率的贡献小于NH4+,因此在同一pH下,NaOH溶液比氨溶液电导率低[9],在敞开系统中,高温下氨的溢出会造成pH的波动,从这两方面看用NaOH比氨更合适。
2.4.1 直接加碱法
(1)凝结水调配法。这种方法是将凝结水精处理出口加氨和未加氨的水进行调配,通过电脑智能配比控制其pH在8.5左右,然后对内冷水箱进行补水,溢流水排入凝汽器与凝结水一起进入凝结水精处理系统进行处理。国内多台机组使用该方法后,内冷水pH、电导率和含铜量均能达到国家标准。由于该方法使用凝结水作为补水,因此存在凝结水泄漏使内冷水水质恶化的隐患,将溢出水回收至凝结水精处理系统,铜腐蚀产物可能会污染锅炉给水系统。
(2)小混床加碱碱化法。混床可以除去水中的杂质和离子,加碱可以提高内冷水的pH,因此让内冷水通过装有氢型树脂(RH)和氢氧型树脂(ROH)的混床,再向出水中加入NaOH或氨溶液调节pH可以保证电导率和pH合格。某厂1 000 MW机组内冷水水质长期不合格,改造后使用该方法,系统出水pH为8.0~9.0,电导率为1.0~2.0 μS/cm,Cu2+在10 μg/L以下。这种方法需要严格控制运行指标,并且对设备的可靠性要求很高,否则将可能造成pH和电导率的突然增高,威胁机组的安全。
(3)EDI加碱碱化法。由于双水内冷机组的密闭性不好,漏入的空气量非常大,内冷水甚至是空气的过饱和溶液,通过小混床加碱碱化法处理,小混床的运行周期很短,树脂将很快失效,为此裴峰等提出了一种电除盐技术(EDI)加碱的内冷水处理方法。运行时,加入0.2% NaOH溶液维持内冷水的pH在7.60~7.80,当系统电导率升高到设定值后,启动EDI,运行一定时间待电导率降到某一值后,停运EDI,当电导率再次升高到上限值时,重新启动EDI,如此循环。与混床相比,EDI的运行周期几乎是无限的,其只消耗电能,不需要酸或碱对树脂进行再生,所以无酸碱废水排放,更加环保。EDI还具有调节能力强的特点,可以通过调节投运时间来控制水质。
2.4.2 例子交换微碱化法
这种方法的特点是在混床中加入Na型树脂,利用水中阳离子与Na型树脂的反应将NaOH缓慢释放出来,降低了直接加碱存在的pH、电导率易超标的风险。
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