#1机组发电机内冷水智能净化装置改造

摘 要：文章简单介绍了一起定冷水处理采用钠型小混床树脂处理方式，运行中水质电导率和pH值两项指标在实际运行中不能达到最新电力行业标准DL/T801的要求，内冷水系统腐蚀速度很高，影响机组的安全运行。通过各种处理方式技术和经济比较该厂决定采用了定冷水智能净化法，发电机定冷水系统进行改造以及加装智能净化装置，腐蚀速率最小，完全满足新标准的要求。

关键词：内冷水；腐蚀率；智能净化

中图分类号：TM31 文献标识码：A 文章编号：1006-8937（2013）23-0138-01

发电机内冷却水系统的化学水处理方式直接影响发电机的安全经济运行。运行中发生的多种事故直接与内冷水相关或与之关系密切，对于超临界600 MW发电机组，随着大型发电机组的结构、参数、容量的变化，使得发电机转子流通部分铜腐蚀、沉积现象越来越严重。修订过的新标准DL/T 801-2012对发电机定冷水水质电导、含铜量、pH提出更高的要求，在保证发电机不发生相间短路、接地短路的危险同时，降低发电机线棒的腐蚀和腐蚀产物的沉积的产生。原因是将pH值由7升至8时，铜的腐蚀率可下降为1/6；由8升至8.5时，腐蚀率下降为1/15，从而抑制内冷水系统腐蚀速率，而不是对线棒产生腐蚀后进行处理。

1 发电机定冷水处理现状

#1机组为采用上海发电机厂生产的汽轮发电机组，采用水氢氢冷却方式，即定子绕组为水冷却，其余为氢冷却，1号机组于2006年8月投入商业运行。定子冷却水流量为105 m3/h，进水温度为45～50 ℃。

改造前定冷水处理采用钠型小混床树脂处理方式。运行中水质指标为Cu含量10～20 μg/L，电导率0.5～2.0 μS/cm，pH值为7.0～8.0，其中后两项指标在实际运行中不能达到最新电力行业标准DL/T801的要求。从2012年我厂树脂更换表看出所有运行的发电机定冷水连续定期检测，发现定冷水存在的突出问题是小混床树脂容易失效未进行再生回收，使用周期短，pH值达不到新国标的要求。不但给运行、检修增加了工作量，也增加了运行成本，更重要的是腐蚀速度仍然很高，影响机组的安全运行。

2 各种处理方法的特点

2.1 H-OH小混床法

该方法是电力设计院或发电机生产厂家配套的典型设计。小混床中装有H型阳树脂、钠型阳树脂、OH阴树脂。处理的流量一般为内冷水流量的8%，小混床出水的pH正常在6.8～7.5左右。经过试验证明这种工况的定冷水质对铜的腐蚀最严重，见图1。

由于普通小混床以每小时处理两遍系统水（约4 m3），但含铜量仍然可达到20～30 μg/L左右。新的电力行业定冷水质标准规定，在没有除氧的条件下内冷水的pH应达到8.0～9.0，期望值8.5，因为pH和电导互相制约的关系，普通的小混床法基本不了定冷水质新标准的要求。内冷水的pH控制在期望值附近，铜的腐蚀速率最低，见图2。因此不论那种方法，能使pH稳定在8.5为佳。

2.2 加碱+小混床法

该方法是发电机定冷水处理系统中在小混床（H+OH型）仍然正常投运的前提下，加装一套加碱装置向系统中加NaOH以提高内冷水的pH值。该方法能满足新的电力行业定冷水质标准规定，但是需要维护加碱系统，但是电导难调节反应慢，还需溶药配制增加了运行和维护工作量；pH难以稳定在最佳值8.5附近，且频繁更换小混床的树脂，造成检修工作量大，树脂无法再生产生二次污染。

2.3 智能净化法

采用发电机内冷却水智能净化装置的原理是，在机组凝结水精处理出水及旁路门前引接一路水，在加氨后的引一路水，经过智能装置就地PLC柜上电导率计算配比之后连续补水，使内冷却水处于最佳的防腐工况，即pH达到8.0～9.0，同时将补入的水经过中间水箱液位自动控制连续回收至凝汽器。对铜的腐蚀速率仅为普通小混床处理的1/100；为加碱+小混床法的1/20。其特点是：不使用小混床，不加药处理，不排污，无需更换树脂减轻维护工作量和二次污染。该装置上的pH值可以任意可调整（最佳8.5），确保电导率最佳值在0.8～1.5 μs/cm，不大于2.0 μs/cm。该净化装置适用于发电机双水内冷发电机，经过几个电厂使用和调试经验，保证发电机定冷水含铜量小于5 μg/L，最高不大于20 μg/L。

发电机定冷水净化装置智能化是指，根据发电机内冷却水的pH值自动控制补水的pH及电导率，当补水水质不合格，自动关闭补水系统，待补水水质合格后自动开启。

经过国内多台机组长期运行证明，发电机组内冷却水的平均含铜量为2～4 μg/L左右，pH为8.2～8.6左右，电导率为0.8～1.5 μs/cm，完全满足新标准的要求。

3 各种处理方式技术和经济比较决定我厂采用定冷

水智能净化法

本次定冷水加装智能净化装置是在现有定冷水系统的基础上，通过其补水系统与排水系统的改造，达到调节水质（兼顾定冷水电导率及pH值），从而降低对发电机铜绕组腐蚀性的目的。其中系统补水由传统的除盐水、精处理后补水改为从凝结水精处理出口母管加氨点前后分别取水后混合，并根据混合后水的电导率值进行自动调节补水。无专门的加药系统，无小混床系统，系统的排水由直接排地沟改为在维持定冷水水箱水位恒定的情况下经过特制中间水箱，排入凝汽器，解决了需定期对定冷水箱补水的难题，但是原补水系统仍然保留。

发电机内冷水智能装置为西安热工院化学部专利产品，经过调研同类型机组已经多台采用该装置，反映好。最关键的技术是利用凝结水精处理母管加氨点前后不同比例的水量智能调节到pH为8.5，电导率在1.00 μS/cm，不再使用小混床，不需换树脂和调配，也不浪费水。补水系统经过特制的中间水箱，连续补排水。特制的中间水箱采用浮球式设计可实现自动调节水箱液位，保证定冷水箱在安全的水位范围内运行；当发电机定冷却水箱的液位高过设定值后会自动溢流到中间水箱，进而流到凝汽器，连续补排水。当中间水箱的液位下降到一定高度后，通往凝汽器的管路自动关闭，不影响凝汽器的真空。根据运行经验同时在中间水箱加装远程液位计方便监视液位变化做到双重保护。

4 改造后定冷水控制指标完全符合新国标要求

#1机组利用大修时对定冷水系统进行了改造。2013年4月26日完成了发电机定冷水智能净化装置系统的安装，2013年5月15日～5月18日进行了运行调试，5月19日该系统转入稳定运行，改造后定冷水控制指标如表1所示。

5 结 论

通过#1机组发电机定冷水系统进行改造以及加装智能净化装置，使得该机组定冷水pH值从7.8左右调整至大于8.0，铜含量从8～10 μg/L下降到5 μg/L以下，定冷水箱液位从350～600 mm波动范围稳定到550 mm左右。该智能净化装置不加药、不排污，不用小混床，大幅度减少了运行人员对该系统的运行操作工作量。智能净化法初投资与运行成本最低，运行、检修工作量最小，技术指标最好，内冷水对铜的腐蚀比较，智能净化法腐蚀速率最小，完全满足新标准的要求。我厂根据#1机组发电机定冷水净化装置改造运行情况良好，5月和10月利用#2、4机组小修也完成了改造，目前运行情况良好稳定，#3机组也将完成改造计划。

参考文献：

[1] 孙本达，刘涛，张广文.一种新的发电机内冷却水处理技术[J].热力发电，2011，（10）.