黃石熱電廠發電機內冷水處理技術改進及應用

邱成航

（華電湖北發電有限公司黃石熱電廠，湖北 黃石 435002）

黃石熱電廠發電機內冷水處理技術改進及應用

邱成航

（華電湖北發電有限公司黃石熱電廠，湖北 黃石 435002）

對通常的內冷水處理方法進行了一般的介紹和評價，介紹了內冷水水質對發電機銅導線腐蝕機理，針對發電機內冷水pH值偏低的問題，結合黃石熱電廠實際情況，介紹了內冷水處理方式的改進經驗，為發電機內冷水系統的處理提供借鑒與參考。

內冷水；處理；方式；腐蝕

1 內冷水處理的目的及原理

黃石熱電廠210號機組為1×330MW熱電聯產機組，其發電機組采用水-氫-氫冷卻方式。發電機內冷水采用除鹽水作為冷卻水質，并用精處理出口凝結水作為備用水源，采用閉式循環冷卻。在高電壓電場中做冷卻介質的冷卻水純度要求高，但水的純度增高會pH值降低，繼而會腐蝕銅導線，腐蝕產物在通流過程匯總沉積，引起局部過熱，甚至造成局部堵死，影響發電機的安全運行。此外，水冷卻器的泄漏、水冷卻器投運前沖洗不凈導致雜質進入內冷水系統，造成系統腐蝕和堵塞，因此對發電機內冷水進行處理是十分必要的。

銅導線的腐蝕機理：通常人們認為銅不會產生酸腐蝕，但是在有氧、微酸的純水中會被腐蝕，這是因為銅的保護膜被微酸腐蝕破壞。在有氧的純水中，銅表面會形成具有雙層結構的氧化膜，其內膜為CuO，外層為Cu2O-CuO，從而有效地阻止了O2與銅的接觸，防止了腐蝕。

當pH值＜7時，會發生下列化學反應：

CuO2+4H+→ Cu2++2H2O 銅表面的氧化膜已被腐蝕。

當pH值＞7時，銅表面的保護膜不會被腐蝕，銅可得到保護。在中性環境中腐蝕較輕，而在微酸性的環境中有明顯的腐蝕。因此，降低內冷水的pH值是防止銅導線腐蝕的有效手段之一。

2 內冷水的水質標準

3 常見的發電機內冷水處理方法

3.1 溢流排水法

發電機內冷水水箱采取連續大量補入除鹽水或凝結水，并保持溢流排水的運行方式，來控制內冷水電導率≤2.0μs/cm。

3.2 添加銅緩蝕處理法

向內冷水中投加一定量的銅緩蝕劑，如MBT、BTΑ、TΑT等，其作用是銅緩蝕劑與水中銅離子絡合生成難溶沉淀，覆蓋在銅表面，形成暫時保護膜，以減緩銅基體的腐蝕。

3.3 小混床（氫型離子交換器）旁路處理法

讓部分內冷水通過裝有陰、陽離子交換樹脂的混合離子交換器，以除去水中各種陰、陽離子，達到凈化水質的處理方法。

3.4 小混床+NaOH處理法

為提高內冷水的pH值，有些新建發電廠對內冷水系統進行小混床處理的同時，加入NaOH來達到控制內冷水水質的目的。

4 黃石熱電廠的內冷水處理方式及改造

4.1 處理方式及缺陷

本廠的凈化方式為小混床旁路處理的方式，其工作原理如下：使部分內冷水經過陰陽離子樹脂交換床進行凈化處理。采用該方法能夠有效的去除內冷水中的陰離子、陽離子以及各種雜志，從而達到標準的內冷水水質。

內冷水在經過離子交換床時，內冷水內的鈣離子、鎂離子以及銅離子與離子交換床中的氫離子進行離子交換，其反應式見下圖，圖1。

應用小混床旁路處理法可以使內冷水得到有效的凈化，并且還能維持內冷水的電導率保持在合格狀態。然而經小混床離子交換后的內冷水中的氫離子明顯增加，內冷水的酸性大大增強，使的內冷水銅導線的酸蝕現象更加嚴重，同時由于離子交換床的作用， 內冷水中的Cu2+往往會被樹脂不斷吸附，就造成了出現內冷水中Cu2+含量合格的假象，而遮掩了銅導線被酸性增強的內冷水劇烈腐蝕的實際狀況，影響檢測結果。

4.2 提高凈化的有效措施

受內冷水系統不能更新且向內冷水中加入堿性強的化學物質又不能保證系統的安全性等現狀的影響，要想提高凈化的有效安全性，就必須要結合酸堿中和的化學反應處理方案的基礎上，實施復床并列運行的方案進行內冷水的凈化調節，增加內冷水處理過程中的有效性和安全性。

采用符合床凈化的措施后，部分內冷水流經氫氧化鈉后，內冷水中殘存的雜志會被離子交換床吸附除去，與此同時，由于氫氧化鈉的作用，內冷水中會留有部分Na+，內冷水凈化系統中始終留有NaOH，能夠及時調整內冷水系統的酸堿平衡，保持內冷水的弱堿性狀態。部分內冷水經過純水時，經復合床內流出的水里的雜志能夠在離子交換的作用下被去除，從而使內冷水中的電導率顯著下降。

黃石熱電廠210號機組內冷水系統處理裝置用復床取代原有的離子交換器，同時將原水汽取樣間內冷水在線pH表和電導率表停用和內冷水人工分析取樣處閥門關閉，以減少內冷水的外排量，在改造后的內冷水系統處理裝置上加裝內冷水在線pH表和電導率表，并將在線表計的排水回收至內冷水箱中。

4.3 改造后發電機內冷水處理裝置具有以下特點：

（1）采用特殊的離子交換系統，十分簡便地進行人工調節處理工況，使整個運行周期內冷水指標穩定在合格的范圍內。

（2）處理量小，0.5—0.8t/h，這樣就不會因裝置的啟停而影響內冷水系統壓力和流量的減小，從而保證發電機的安全；

（3）安裝、調試簡單，不改變原有系統；

（4）運行成本低，樹脂可以再生。

4.4 改造后內冷水處理裝置調試運行情況

內冷水處理裝置的進水壓力0.32Mpa，工作溫度39～45℃，Na床流量100L/h，H床流量400L/h，調試72小時后系統水質達到pH：8.14，DD：0.76μs/cm。內冷水水質滿足《DL/T 801-2010大型發電機內冷卻水質及系統技術要求》的要求。目前改造后的內冷水處理裝置運行穩定，內冷水水質情況良好，當內冷水的水質出現下降時，在設備運行中可以采取增大pH值來進行水質的微調，加大納床流量，減少電導率時加大氫床流量， 電導的調整是綜合Na+與H+的平衡點，pH值的高低對電導也都有一定的影響，在調整過程中盡量掌握進水流量越小越好，以延長樹脂的使用周期。

5 結論和建議

在小混床中交換柱中加入鈉型樹脂，無需對內冷水系統實施改進計劃，僅僅需要以實驗結果為依據，明確樹脂的合理比例。向內冷水系統中引入鈉床，增強了對內冷水電導率的監測避免水質惡化造成事故。采用復床并列運行的方法在實際運行中操作簡單，控制水質比較穩定，由于在線監測表計的排水流入內冷水系統中，無外排水，因此節約了除鹽水的用量，值得推廣。

［1］DL/T801-2010 大型發電機內冷卻水質及系統技術要求［J］.

［2］龔海潔.熱力設備的腐蝕與防護［J］.北京∶中國電力出版社，1998.

10.16640/j.cnki.37-1222/t.2016.19.135

邱成航（1964-），男，本科，高級工程師。