换除盐水溢流有的电厂当内冷水水质不合格时采用换除盐水和溢流的方式来使其满足要求。这种处理方式简单易行,不需设备投资和维护,但是一种消极的处理方式。
冷却水系统中铜的腐蚀是一个不断进行的过程,换水后从测定的数据看铜可能合格,但实际上只是将铜的腐蚀产物在连续稀释,铜的腐蚀反而加剧,而且pH也难合格。如某水-氢-氢600MW亚临界机组的定子冷却水补水方式为疏水经定子冷却水除盐装置补充,换水至电导率小于15s/cm、铜离子含量<100g/L,不投内冷水除盐装置运行,结果pH(25)一般为6670,而且在3天4天内电导率由066s/cm升至15s/cm,难以维持电导率<15s/cm的发电机制造厂家标准<8>.因此此法不能达到国家和行业的最新标准。
小混床旁路处理小混床旁路处理是在小混床中填充H/OH型树脂,运行中让部分内冷水(一般不超过内冷水流量的10%)通过小混床以除去水中的杂质,再与其它未经过小混床的水混合。
由于小混床能除去水中的杂质,因此小混床旁路处理对降低内冷水电导率有利,但出水偏酸性,pH难合格,不能抑制铜的腐蚀<911>.如某双水内冷机组安装H-OH型小混床,出水pH65左右,造成内冷水含铜量急剧上升,树脂被污染呈绿色<12>.某300MW水-氢-氢冷却机组内冷水处理投入小混床后,内冷水pH呈降低趋势,最低达到58,水质呈酸性,加重了铜表面的腐蚀<13>.这类例子多不胜举<1416>.
而且小混床本身结构的设计也不合理,如小混床内部结构和树脂捕捉器不合理,小混床内存在偏流、漏树脂,装前未经严格检验的普通树脂,装入后混脂不均匀,树脂机械强度低、易破碎,常泄漏大量低分子聚合物,对系统存在污染,使出水pH偏低,树脂交换容量小、运行周期不稳定,运行3个6个月后需体外再生,费时费力,偶尔再生不理想投运后水质严重不合格,需重新再生,缺少必要的在线仪表,无法连续监测,设备费用也高<17,18>.因此我国300MW及以上机组的发电机,虽然大部分都是定子水冷密闭循环配备小混床旁路处理,但这些小混床投运的不多,单独运行的更少,总是和其它内冷水处理方式如保持系统密闭处理、碱化处理等联合运用,以保证内冷水水质合格<9,11,1921>.如某水-氢-氢冷却机组,定子线圈冷却水系统全密封(氢气充当密封气体),冷却水含氧很低,安装小混床,运行时冷却水电导率<05s/cm,pH不高,含铜量合格<12>.
为保持系统密闭,有的将内冷水系统充惰性气体如氮气维持正压,有的在内冷水箱排气孔上安装除二氧化碳呼吸器,有的将溢流管改成倒U型管水封,如果内冷水补水为除盐水,还要保持补水系统包括除盐水箱密封,以减少补水带进的氧和二氧化碳量,或补高混出水。如某300MW水-氢-氢冷却机组,内冷水水箱容积为2m3,连续取样监测内冷水电导率、pH,取样流量为500ml/min700ml/min,每天需补水072t,高速混床出水不含NH+4、电导率02s/cm、pH703710,溶解氧浓度很低,只20g/L30g/L,作为内冷水补水,运行效果很好:电导率02s/cm、pH700711,铜985g/L164g/L<22>.
由于除盐水、高混出水为中性,内冷水系统也不可能完全保持密闭,因而很难维持内冷水pH>68,因此保持系统密闭处理总是与碱化处理、小混床旁路处理等联合运用<9,11,20,21>.
碱化处理由Cu-H2O体系的电位-pH图<4>可知,当pH较高(处于710)时,紫铜处于免蚀区或钝化区。因此我们可采用提高内冷水pH值的方式来防止铜导线的腐蚀。具体的pH调节方式有:加氢氧化钠、直接加氨、补凝结水或凝结水与除盐水的混合水及换凝结水或凝结水与除盐水的混合水溢流、钠型小混床旁路处理等。
直接加氢氧化钠处理向内冷水中加入一定量的某种碱性物质,调节内冷水pH处于79之间。对于这种处理方式,内冷水pH容易合格(符合所列的发电机内冷水水质标准),而电导率和铜含量是否合格,取决于内冷水的实际pH控制值和系统的严密性。系统的严密性包括系统与大气的通气状况和系统水的损失情况(如人工取样和流过在线仪表损耗的水),也包括补充水水源与大气的通气状况。系统pH控制低,电导率易于合格,但铜含量难于合格;系统pH控制高,有利于铜含量控制合格,但电导率易于偏高。
同样由于pH为708894时纯水完全由氢氧化钠引起的理论电导率为00560s/cm20s/cm,因此采用钠型小混床旁路处理调内冷水pH为7090,要控制电导率20s/cm,也必须系统密封性要好。
钠型小混床旁路处理包括普通钠型小混床、氢型-钠型小混床和超净化处理装置。
普通钠型小混床中填充的是普通Na/OH型树脂,混合树脂的交换容量较小,运行周期短。有人认为采用普通钠型小混床可将式水箱内冷水系统pH提高到8590,控制电导率15s/cm20s/cm,铜含量<5g/L,钠离子浓度70g/L250g/L<21>.如某水-氢-氢冷330MW机组(除盐水为补充水)采用钠型小混床(阴、阳树脂比为271)处理,可控制内冷水电导率05s/cm,硬度=0mol/L,pH78,铜含量10g/L,当小混床出水电导率03s/cm时树脂失效,体外再生<20>.
尽管内冷水的处理方式有好多种,但只采用一种很难保证内冷水水质符合国家和行业的最新标准。将一些处理方式联合运用,可以提高内冷水水质,使之符合国家和行业的最新标准,从而保证发电机的安全经济运行。实际运行中,可根据机组的具体情况,选用合适的处理方式联合运用。