今日发电机内冷水的处理方法

发电机内冷水的处理方法

国内外控制发电机内冷水水质的方法很多,主要有:混床处理法、向内冷水补加凝结水法、碱化处理法、密闭式隔离水冷系统法和缓蚀剂法等。本文将对这些方法逐一进行介绍。

1 混床处理法

小混床用于除去水中的阴、阳离子及内冷水系统运行中产生的杂质,可达到净化水质的目的,其主要存在的问题是运行周期短、运行费用较高,或可能由于运行终点未及时监测,反而释放大量的铜离子污染水质[2]。小混床内装的普通型树脂常泄漏大量低分子聚合物,它们会污染系统并使小混床出水ｐＨ偏低,加重铜表面的腐蚀。因此,可以增设一套ＲＮａ+ＲＯＨ混床,组成双套小混床。由于发电机内冷水铜导线的腐蚀产物主要含Ｃｕ2+和ＨＣＯ-3,增设ＲＮａ+ＲＯＨ混床后,在ＲＮａ+ＲＯＨ混床内,会发生下列离子交换反应:

Ｃｕ2++2ＲＮａ Ｒ2Ｃｕ+2Ｎａ+ (1)

ＨＣＯ-3+ＲＯＨ ＲＨＣＯ3+ＯＨ- (2)

通过上述反应,内冷水中微量溶解的中性盐Ｃｕ(ＨＣＯ3)2转化为ＮａＯＨ,使溶液最终呈微碱性,从而改善了内冷水水质,抑制了铜的腐蚀。

运行时,交替投运ＲＮａ+ＲＯＨ和ＲＨ+ＲＯＨ小混床。当ｐＨ低时,投运ＲＮａ+ＲＯＨ小混床,此时电导率会随着Ｎａ+的泄漏逐渐升高;当电导率升到较高时,关闭ＲＮａ+ＲＯＨ混床,投运ＲＨ+ＲＯＨ混床,内冷水的ｐＨ值会降低;当ｐＨ低到一定值时,再投运ＲＮａ+ＲＯＨ混床,如此反复操作以使内冷水各项指标合格。双套小混床处理法对提高内冷水ｐＨ值、降低铜腐蚀的效果较好,但它也有不足之处,如:在ＲＮａ+ＲＯＨ运行状态,如果补充水水质不良,将会有大量Ｎａ+短时泄漏,导致内冷水电导率快速上升[2],这样会使泄漏电流和损耗增加,严重时还会发生电气闪络,破坏内冷水的正常循环,甚至损坏设备。

2 向内冷水补加凝结水法

向内冷水补加凝结水相当于向内冷水中加入微量的氨,从而提高ｐＨ值,达到防腐的目的[3、4]。采用该方法存在的问题是:敞开式内冷水系统容易使氨气领取会议资料挥发、二氧化碳溶解,使内冷水ｐＨ值降低。由于凝结水电导率不稳定,易使系统安全性更差。若采用此法,为保持内冷水箱水量平衡,必须放掉水箱中的一部分水。这部分水如排掉,损失大,若回收至凝汽器,铜导线的腐蚀产物会被带入锅炉给水系统,造成热力系统结铜垢。再者,凝结水中含有的铵离子易引起氨蚀。

3 碱化处理法

在发电机运行温度下,内冷水最佳ｐＨ值为8.0～9.0[5]。因此,通过对发电机内冷水碱化别的处理,将ｐＨ值提高到7.0以上,使发电机铜导线进入稳定区,可以达到减缓腐蚀的目的。陈戎[6]针对华能岳阳电厂曾发生发电机线棒烧损的事故,发现在内冷水系统中添加碱性介质,将内冷水调整至碱性运行,可以降低内冷水的含铜量,且内冷水各项运行水质均符合国家标准。碱化处理有两种方式:(1)内冷水系统的离子交换混床采用钠型阳树脂;(2)向冷却水中加入一定量的稀氢氧化钠溶液,但此法在现场不常使用。

碱性处理法的优点是:(1)内冷水系统对空气的侵入不敏感,在ｐＨ为8.5～9.0时,含氧量对铜腐蚀速率的影响相对较小;(2)由于加入了微量氢氧化钠,使得整个系统具有较大的缓冲作用,二氧化碳对ｐＨ的影响较小,短时的密封失效对系统的影响不会很大。

4 采用密闭式隔离水冷系统

采用密闭式隔离水冷系统,混床运行周期长,有害物质浓度低;该系统可以实现自动控制,初投资及运行费用低。同时,机组除氧器和Ｈ/ＯＨ混床可起到过滤器的作用,截留少量腐蚀产物和粒状杂质,但此种方法须封闭内冷水箱、除盐水箱及整个供水系统。

5 加缓蚀剂法

添加铜缓蚀剂是保证内冷水水质最重要的方法之一,此法操作简便,效果好,换水少。因此,有针对性地开发和筛选高效铜缓蚀剂对于内冷水处理很有必要,以下介绍几种加缓蚀剂的方法。

(1)2 巯基苯并噻唑(ＭＢＴ)是一种可用于预膜处理的缓蚀剂。预膜处理是在发电机停运后,先对内冷水系统进行冲洗,再向系统内加入氨水,在常温下循环氨洗。氨洗结束后排尽氨液,然后进行预膜,预膜后再将系统清洗干净。机组投运后,继续向内冷水加入ＭＢＴ进行运行补膜。这样,不仅可以满足发电机电气性能的要求,同时也达到了防腐蚀的目的。宋丽莎等[7]对潍坊电厂1号机组(300ＭＷ)发电机内冷水系统进行了ＭＢＴ预膜处理试验,试验表明:发电机投入运行后,继续向内冷水中加入ＭＢＴ,其浓度控制在(0.5～2.0)ｍｇ/Ｌ,就可达到防腐防垢的目的。用ＭＢＴ处理存在一些问题,如:ＭＢＴ要靠ＮａＯＨ来溶解,会提高冷却水的电导率;ＭＢＴ有异味;ＭＢＴ浓度很小时反而会加速铜的腐蚀;在ｐＨ低、系统漏气的情况下,ＭＢＴ易形成沉淀,影响保护膜的形成,造成铜线散热不良,或者发生空心铜导线堵塞事故,故ＭＢＴ处理法现在已基本不用。

(2)江红[8]用吡咯烷二硫代氨基甲酸铵(ＡＰＤＣ)替代ＭＢＴ做铜缓蚀剂,发现ＡＰＤＣ溶解性好,不影响水质;缓蚀性稳定可靠,不会因溶解氧的增加而析出。

(3)有很多电厂采用苯并三氮唑(ＢＴＡ)做发电机铜导线的缓蚀剂[9],周国定等[10]用ＢＴＡ、ＭＢＴ作了对比试验,发现ＢＴＡ比Ｍ压针尖端面相对压足平面有1定的伸出长度LＢＴ有更多优点。韩晓东等[11]针对大坝发电厂4台300ＭＷ双水内冷发电机组内冷水铜合格率低的情况,在停机时对该发电机铜导线采用ＢＴＡ进行预膜。预膜后,机组运行时内冷水铜合格率大幅度提高,有效地控制了铜导线腐蚀。曾令梅等[12]通过防腐试验,也发现ＢＴＡ作为铜缓蚀剂可以保证发电机内冷水水质不超标,故大大降低了除盐水补充量。许美景等[13]也对秦山核电站双水内冷发电机铜导线的腐蚀情况作了研究,发现ＢＴＡ的实验效果很好。

(4)于萍等[14]用二巯基噻二唑(ＤＭＴＤ)与ＢＴＡ、ＭＢＴ做了对比试验,发现ＤＭＴＤ有很好的水溶性,缓蚀效果也较佳。

(5)内冷水加缓蚀剂处理的关键是既要防腐效果好,又要经济,还要加药量对所有实验机厂家来讲少,以防止电导率过大。因此,开发只有公道复合高效缓蚀剂成为首选。近来,研究者对一些复合高效缓蚀剂作了很多研究,如秦技强等[15]研究了新型铜缓蚀剂ＥＴ、ＥＴＢ(ＥＴ与ＢＴＡ的复合配方),研究发现在内冷水中ＥＴ对紫铜具有较好的缓蚀作用,其与ＢＴ随着我国经济的蓬勃发展Ａ复配后,在铜表面形成致密络合物膜,其缓蚀作用比ＥＴ及ＢＴＡ单独使用时都强。濮文虹等[16]将ＷＹ1复合缓蚀剂应用在华能岳阳发电机内冷水系统中防腐,发现其防腐蚀性能优于其它常用的缓蚀剂单体,能够满足发电机内冷水系统在运行中的防腐要求。林婵希等[17]也于1993年对来宾电厂1号机发电机内冷水进行了联合添加ＢＴＡ(苯并三氮唑)+ＥＡ(乙醇胺)缓蚀剂的处理,缓蚀效果较明显。彭吉民等[18]开发了一种含多种有机杂环化合物的复配体ＺＰ,并在国产100ＭＷ和200ＭＷ机组上分别进行了应用,取得了很好的效益。

6 结 语

(1)上述几种控制发电机内冷水水质的方法各有优缺点,不同电厂应酌情选用。

(2)由于发电机导线材质是紫铜,所以开发、研制铜缓蚀剂是解决发电机内冷水水质问题的一个重要方向。又因复合缓蚀剂有加药量少、使内冷水电导率增加较少、缓蚀效果比单体效果好等优点,所以开发、研制复合缓蚀剂是优化内冷水水质的有效途径。