發電機定冷水系統微堿化加藥處理裝置的應用

張彥馨

（蘭州西固熱電有限責任公司 甘肅蘭州 730060）

發電機定冷水系統微堿化加藥處理裝置的應用

張彥馨

（蘭州西固熱電有限責任公司 甘肅蘭州 730060）

定冷水系統是發電機的重要組成部分，雖然經過一定時間的發展，但是傳統的冷水系統水質處理中還是存在PH值較低、換水量比較大、銅離子含量比較高等方面的問題，這些都急需解決。本文根據相關研究提出了微堿化加藥處理的方式來解決問題。通過此方法的處理，定冷水系統的水質得到了非常明顯的改善，達到了定冷水的標準。通過實際應用可知，此種方法操作較為簡便、易于人工控制、效果較為穩定、相關設備安裝比較方便、不會占用較大面積的土地等等，非常適合用在機組定冷水系統的水質處理方面。

定冷水；腐蝕；微堿化裝置

大唐甘肅西固熱電廠2×330MW機組發電機定冷水系統受到客觀因素的影響而出現了pH值較低、換水量比較大、銅離子含量比較高、混合離子交換器運行周期較短等方面的問題，同時在系統經過加藥之后由于CO2較快的溶解造成的電導率上升，這些都造成了混合離子交換器出現了較大的承載，也增加了運行以及檢修方面的費用，甚至造成了腐蝕速度加快，從而造成線棒腐蝕加快、腐蝕物加快沉積的問題，進而造成了發電機定冷水的正常運行和加藥處理的矛盾，嚴重威脅著發電機的安全性和可靠性。該方法操作簡單、易于實施、水處理方式可人工控制、穩定有效，設備安裝方便、占地面積小，適用于機組定冷水系統水質優化處理。

為了有效解決上述這些問題，對于傳統的發電機定冷水系統處理方法進行了分析研究，在找出其中不足的基礎上研究出全新的定冷水處理方法。

1 原因分析

大唐甘肅西固熱電廠2×330MW亞臨界抽汽式發電機組，2臺機組于2008年10月投產，為東方汽輪機有限責任公司生產的QFSN-330-2-20型發電機。此種型號的發電機冷卻方式為定子線圈水冷卻方式，而轉子以及鐵芯采用的是氫氣冷卻的方式。從現階段來看，最為常用的定冷水處理方式主要包括混合離子交換法、鈉型混合離子交換法、添加緩蝕劑法等等，其中混合離子交換法的問題在于腐蝕性比較嚴重，而且出水pH值相對較低；鈉型混合離子交換法雖然能夠在短時間內改善水質問題，但是隨著時間的增加水質惡化情況就會出現，特別是電導率會有較大的上升；而添加緩蝕劑和混合離子交換器同時使用的方法，不但要消耗緩蝕劑的有效性，同時還會造成銅線線槽的堵塞，從而造成溫升過高，進而將發電機燒毀。

這些定冷水水質處理方式在實際操作中可能造成水質含銅量不高的假象，雖然從表面上能夠控制在標準范圍內，但是卻出現了銅線棒腐蝕的情況，這不但會增加系統運行風險，同時也會消耗大量的維修費用。與此同時，相關工作人員不能對銅的腐蝕性進行有效控制，這就會使得問題向著更加嚴重的程度發展。而微堿化加藥處理方式是一種能夠受到人為控制、比較穩定有效的水質優化處理方法，這就需要更加深入的研究。

2 解決方案

2016年7月開始對大唐甘肅西固熱電廠1、2號機組發電機定冷水系統加裝了微堿化加藥處理裝置。此種系統主要包括幾種裝置，分別有：混合離子交換器、冷卻器、發電機內冷水水箱、自動加堿調節裝置等等，除了這些裝置之外還具有在線電導率儀以及pH表計，主要是用于檢測和提升內冷水的pH值，防止出現內冷水系統的腐蝕問題。內冷水水箱內的水受到冷凍后會向不同的區域流動，其中的一向是進入到發電機的內部對其實施冷卻，之后會將發電機內的熱量從其內部帶回到水箱。另外就是要進入到自動加堿調節裝置實施微堿化加藥處理。在完成了處理之后冷卻水就會流回到內冷水的水箱內，這樣就完成了微堿化加藥處理的全過程，從而有效提高了冷卻水的pH值（見圖1～2）。

圖1 儀表柜布置示意圖

圖2 自動加藥控制示意圖

化學除鹽水可以當成定冷水箱的補充水，其在經過了電磁閥以及過濾器之后就會進入到水箱當中。發電機系統運行前，對發電機進行系統沖洗和離子交換器旁路沖洗。當定冷水系統水質電導率小于0.5μs/cm時，準備投入離子交換器。如果定冷水電導率大于0.5μs/cm，應采用除鹽水對系統的水進行更換，直至水質取樣化驗合格后方可向發電機定子線圈補充定冷水。同時為了不斷提升水樣質量、延長發電機的使用壽命，要通過混合離子交換器對進入發電機的水進行不間斷的優化處理，經過一定處理之后要使其流回到內冷水的水箱之內。通過對水箱內的軟化水進行相應的升壓，在進行升壓后將其送入到過濾器、冷卻器以及定子線圈的匯流管當中，這樣就能夠將定子線圈所具有的熱量帶出到外部，實現了完整的循環過程。通過完整的閉式循環系統可以有效的將發電機線圈內部的熱量帶出，完成對發電機定子線圈的冷卻。

3 應用效果

改造前，pH值低于8，電導率、銅離子含量合格，7、8月改造后裝置運行不穩定，pH有超標現象，經過進一步調試9～11月微堿化裝置運行穩定，水質中銅離子含量、pH值、電導率數據有了明顯的好轉，銅離子含量基本控制在5μg/L以內，pH值在8.0～8.6之間呈微堿性，電導率控制在 0.5～1.1μs/cm（25℃）之間，符合標準要求。

4 運行中注意事項

雖然微堿化加藥處理裝置能夠有效處理定冷水系統問題，但是其在平常的發電機定冷水水質處理過程中會出現異常的問題，例如出現電導率上升的問題，雖然換水量較大但是效果不好的問題。因此在平常的生產過程中一定要采用合理的方式來避免事故的發生。

（1）在起機之前，一定要對定子冷卻水系統以及發電機外部連接管路和定子線圈實現較為徹底的清洗，特別是對于回路當中積累在轉彎位置的污物來說，一定要清除掉局部的阻塞，確保水流順利通過，一直到水質化驗合格為止。在進行沖洗過程中一定要設置臨時的過濾裝置，在完成了沖洗之后就要將水排除掉同時將臨時過濾裝置拆除掉。

（2）在混合離子交換器加入相應樹脂之后要馬上進行通水，并對水箱液位計進行相應調整。應注意避免樹脂被凍或過熱。反復干燥、浸濕、冷凍、融化或過熱都將對樹脂造成損害。為防止樹脂發生熱分解，應控制微堿性交換器進水溫度小于55℃，否則，應將交換器退出運行。若是在正常運行過程中還是具有非常高的定冷水電導率，就要關閉加藥泵開關而停止加藥，同時要將混合離子交換器內的樹脂置換掉，甚至可以更換樹脂。

（3）在進行閥門調整過程中，一定要按照定冷水實際的水質情況進行，這樣能夠有效對流經混合離子交換器的水量進行控制。正常情況下，混合離子交換器需要對線圈總進水量的5～10%進行相應的處理，若是在經過相應處理之后，出水的電導率還是比規定值低就需要降低出水量。若是定冷水系統發生某些異常情況就需要關閉離子交換器的進、出水閥，使得交換器停止運行。

（4）如定冷水斷水，將會導致發電機絕緣介質溫升過高、過快而損壞。為了避免出現定冷水斷水的情況出現，需要嚴格關注跨接在定子進出水管路上的壓差開關供斷水報警信號。

（5）定冷水系統進行補、換水操作時，應通過離子交換器旁路閥進行補、換水。

（6）由于定冷水系統水質較純，外界因素極易影響到電導率和pH測定的準確性，定冷水的水質測量應以校驗后在線儀表測量為準。

5 結論

（1）通過發電機定冷水系統微堿化加藥處理裝置的應用，可以良好的控制系統出水pH值在8.0～9.0范圍之內，此種情況下內冷水系統的電導率可以保持在1.1μs/cm范圍之內，冷卻水當中銅離子含量基本可以保持在5μg/L以下，這就滿足了發電機冷卻水水質的要求，從而能夠在根本上解決發電機內冷水銅導線的腐蝕問題。

（2）微堿化加藥處理方式能夠受到人為的控制，并且較為穩定有效，同時其操作較為簡便、易于人工控制、效果較為穩定、相關設備安裝比較方便、不會占用較大面積的土地等等，非常適合應用在定冷水系統水質優化處理方面，非常值得推廣。

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[2]聞人勤.發電機內冷水對銅導線腐蝕的原因影響因素分析[J].華北電力技術，2003.

[3]大型發電機內冷卻水質及系統技術要求（DL/T801-2002）[S].

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1004-7344（2016）35-0125-02

2016-11-29