超净化处理系统在定子冷却水系统中的应用

电力18讯：    摘要：发电机定子冷却水长期采用小混床+间断换水处理的运行方式时,pH经常小于7.0,铜离子含量大多数时间大于40μg/L,不能满足DL/T801―2002要求。采用定冷水超净化处理系统后,定冷水水质明显改善:电导率0.1μs/cm～μS/cm,pH7.2～7.8,铜离子小于40μg/L。
关键词:发电机 定子冷却水系统 超净化处理系统 pH DD 铜离子  
作者简介:吕新栋，青岛发电厂化水副主任。1993 年毕业于青岛大学化学系，同年 7 月分配至青 岛发电厂，1996年8月任化学专工。先后参加了青岛发电厂水处理的调试、改造，#2机组 的投产调试，废水处理的改造等工作。
收稿日期:2004-06-20

1 概述
    某发电厂#1、#2汽轮发电机均为上海电机厂生产，冷却方式为水-氢-氢。原有的定子冷 却水系统采用与发电机配套的小混床处理。由于小混床不能使定子冷却水水质达标，之后又 采取小混床+间断换水的处理方式。从投运以来，PH 一直处于不合格范围内，定子水的含 铜量经常处于超标状态。
    由于定子冷却水水质关系到机组安全运行，是化学监督项目的重点之一。长期以来一直 未能找到有效的解决方案，使定子冷却水的 PH、DD 和铜离子三项同时达标。为解决该问 题，化水车间曾尝试采用加药方式处理。当采用加药处理时发现，虽然铜离子含量可以达到 标准要求，但系统的电导率不能维持在标准要求之内。经调研，发现加药处理还存在加药频 繁，水质波动的缺点，并且有缓蚀剂或缓蚀剂与金属形成螯合物在空心导线中沉积的安全隐 患。1998 年，华能岳阳电厂一号发电机定子绝缘损坏重大事故的发生，使定子冷却水采用 加药处理的方式被怀疑。同时咨询发电机生产厂，生产厂表示不赞成加药处理。
    鉴于2002年一种内冷水超净化处理装置在全国数十家电厂的成功应用后，各项指标符 合标准要求，因此在2003年#1机组大修过程中，为#1对原有的小混床拆除，改装为内冷水 超净化处理装置。该装置自2003年4月投运以来，各项指标符合DL/T801-2002的要求。

2 小混床+间断换水处理定子冷却水时存在问题、原因分析及解决办法
2．1 装置概况
    某发电厂#1发电机冷却水量为55T/h。采用小混床旁路部分处理的运行方式。小混床规 格为罐体直径400mm，高度1800mm，设计压力0.6 MPa，最大处理水量为8 T/h。小混床 装填凝胶型强碱、强酸混合树脂，阴阳树脂比例为2：1。
2．2 存在问题
    小混床旁路处理装置自1995年12月投运以来，定子冷却水水质一直处于不合格范围内。 表现为PH小于7.0，铜离子含量大于40ug/l，电导率基本处于合格，但有时大于2.0us/cm， 甚至出现过严重的超标现象。
    如在#1机组投运初期的96年1-5月，含铜量一直大于200ug/l，大大超出国家标准的要 求。之后也曾发生过铜离子含量在712ug/l的现象。还有，运行过程中曾发生过CO2置换过 程中的泄漏现象，定子冷却水导电、含铜量都严重超标。针对系统中漏入 CO2 发生酸性腐 蚀的情况，在严重时，曾向系统内加入微量的 NaOH 以调节系统的 PH 值，最后使定子水 PH 值保持在 7.11，但系统的电导率偏高，有时甚至超标。
    使用小混床还存在使用周期短的缺点，一般使用周期仅为6―8个月。6―8 个月后如不 更换树脂，则电导率上升很快，含铜量也随之增长，须采取大量换水的方式来维持系统电导 率合格。即使采取更换树脂，也只能使电导率在一定时间内合格，PH 和铜离子含量仍不能 达到DL/T801-2002的要求。失效后的树脂，取出后发现阳树脂呈明显绿色，分析认为是由 于吸附过量的 Cu2+造成。可见定子冷却水系统在此运行方式下，系统的铜空心导线的腐蚀 情况比较严重。
    定子冷却水小混床+间断换水的处理虽然可以使电导率合格，含铜量维持在一定的范围 内，但是要维持这一数值需要定期进行换水，需要投入人力和大量换水，是一种浪费。另外 这种处理方式是一种被动处理方式，虽然指标控制在一定的范围，但是实际系统还是存在腐 蚀，树脂更换越频繁，换水量越大说明系统腐蚀越严重。为此曾经考虑过镀膜防护处理，但 由于发电机厂家要求DD严格控制在2.0 us/cm以下以及其他一些原因，所以此种防护处理 未能实施。
    因此，在以前的工作中只能加强定子冷却水水质监督，增加化验频度，在定子冷却水电 导率上升时大量换水。采取以上措施后，保证了电导率在合格范围内，杜绝了由于电导率超 标引起的不安全事故发生，PH 和铜离子虽然达不到标准要求，但基本处于稳定，一般 PH 可维持在6.4，铜离子小于200ug/l。因此采取小混床+间断换水的处理方式处理定子冷却水， 有一定的效果，但不能使定子冷却水水质达标。即给机组的安全经济运行造成了隐患，又浪 费了大量的除盐水，并且还增加了工人的劳动强度。 表1统计了2002年―20