[关键词]

发电机；内冷水；铜离子；电导率；凝结水

1  内冷水系统改造

湖北汉新发电有限公司3号发电机内冷水运行中存在pH值偏低、电导率经常超标、小混床出水呈酸性、树脂进入内冷水系统等安全隐患问题，内冷水水质靠换水来维持正常值，2003年在现有设备的基础上，对3号机组发电机内冷水水质控制进行技术改造，解决内冷水pH值偏低等问题，实现内冷水电导率、pH值和Cu²⁺三项指标同时合格，使内冷水水质符合《火力发电机组及蒸汽动力设备水汽质量》（GB/T 12145-1999）、《大型发电机内冷水质及系统技术要求》（DL/T 801-2002）和国家电网公司《防止电力生产重大事故二十五项重点要求》的有关规定，消除安全隐患、节约用水，提高发电机组运行安全性和经济性。

2  内冷水水质超标原因分析

（1）树脂原因：

内冷水通过小混床后虽然除掉了铜离子，但也使内冷水PH值降到6.5之间，在偏酸性纯水中，铜的腐蚀速度大大增加，铜离子浓度增加，加大小混床处理量，PH值继续下降，铜继续溶解，从而形成恶性循环，在这种普通树脂处理下，PH值和铜离子是种对立的关系，要降低铜含量必须牺牲PH值。

（2）化学监督表计原因：

目前PH表普遍存在误差大，不稳定，仪表标定时用的是高浓度的缓冲溶液，而测量的时低浓度的高纯水，特别是PH在7左右的超纯溶液，表计跳变比较厉害，不能准确测量，只能反映PH的趋势，离线PH表由于精度和测量电极不匹配，以及空气污染、人为误差，设备老化等原因误差更大。

（3）补充水原因

我厂内冷水补充水为凝结水，凝结水内含有氨，在PH较高情况，氨和铜形成络合物，PH大于9铜导线腐蚀加剧，而开机时使用补给水作为补充水，水质PH在6.5左右的高纯水对铜导线形成酸性腐蚀。

（4）运行控制原因

换水量少，换水不彻底，小混床进口阀门关不严，小混床流量不好调节。

（5）水量损失

人工取样和仪表分析流量在30  L/H，一天流失0.7T,而整个内冷水水箱不到3T，水质正常时一天需补充（更换）全部内冷水的1/4，经过处理的内冷水随着取样而流失，从而加大小混床的出力，缩短小混床运行周期。

3  微碱化的方法原理

我们厂采用凝结水补水—离子交换除氨微碱化处理内冷水。凝结水含有微量的NH₃，PH一般在8.6～9.2之间，电导率在2.0～5.0之间；凝结水的溶解O₂通常在30μg/L以下。若采用经特殊工艺处理的离子交换树脂对凝结水进行精密调节，使其pH在8.6以下，电导率在2.0以下，可以实现内冷水微碱化控制，特别是充分利用其溶解O₂低的特点，实现对铜导线两个主要腐蚀因素的同步控制。在纯水稀溶液中，铜导线腐蚀产生的Cu²⁺浓度与溶解O₂的基本有对应的关系，Cu²⁺浓度：随着溶解氧的增大而增大。如果将内冷水的溶解氧控制在40μg/L以下，那么Cu²⁺浓度就可以控制在40以下。

理论研究表明，随着纯水稀溶液pH值的提高，溶液中铜离子的极限溶解度迅速下降，如果将内冷水pH控制在7.2～8.6之间，那么就可以将Cu²⁺控制在20μg/L以下。

我们采用武汉大学长效自激缓释微碱化方法与工艺，离子交换法缓释NaOH，利用旁路净化系统，对循环流量为5%～10%的内冷水进行微循环处理，将小混床缓慢释放出的微量碱性物质带入内冷水箱，实现对内冷水的精细、均衡微碱化处理，经1h～2h的微循环处理，将内冷水的pH值调节到7.6～8.5范围之内，电导率不超标：正常≦2.0μS/cm; 最大≦3.0μS/cm.

内冷水因铜导线与溶解氧和溶解的CO₂发生腐蚀反应而含有Cu 和HCO 。将离子交换器内的树脂换为Na型阳离子交换树脂（RNa）和OH型阴离子交换树脂（ROH），通过旁路系统，让部分内冷水流进离子交换器，出水返回内冷水箱。在离子交换器内的混合树脂层（混床）中，发生下列离子交换反应：

Cu²⁺ + 2RNa = R₂Cu + 2Na⁺

HCO  + ROH = RHCO₃ + OH^-

经过离子交换反应，内冷水中微量的溶解中性盐Cu(HCO₃)₂转化为NaOH。

根据试验结果，可以计算出混床进水Cu²⁺浓度与出水pH值的关系，进水铜离子越大，经过碱化树脂后的出水PH就越高，计算结果表明，该方法可有效地将内冷水的pH调节成微碱性。微碱性的混床出水，进入内冷水箱后，先中和水箱内的微量酸性物质，降低内冷水的腐蚀性；然后提高水的pH值至7.6～8.5，进一步发挥以致铜导线腐蚀的作用。铜导线的腐蚀得到控制后，内冷水的pH值自动维持在一个相对稳定的最佳值附近。

4  试验和改造

取发电机内冷水、凝结水水样，在实验室做小型试验，对水样进行离子交换微碱化调节试验，研究内冷水微碱化效果及其对铜导线的腐蚀防护效果。根据水质检测分析、系统诊断和小型试验的结果，确定内冷水系统水质控制模拟试验运行工艺。利用小型试验装置在＃3机组化水取样架，对现场水样进行动态模拟试验，研究内冷水精密微碱化处理的效果，对小混床内部进水装置和排水装置进行技术改造，现场安装了DD表和PH表，最后放入经精选的微碱化树脂进行运行调试。经过调试至今小混床已经运行1年2个月没有更换碱化树脂，运行期间水质全部合格，小混床运行周期由原来的3个月提高到现在的一年多，改造效果很好。

5  存在问题：

由于内冷水经人工取样和监督仪表后流失量较大，现在已经联系运行人员不取样的时候关人工取样门，但这不是最终解决办法，建议关掉去汽水化验站的阀门，就地安装DD表和PH表，把就地PH和电导表信号引到化验站并安装记录仪，撤除化验站PH表和电导表，以减少水的浪费和补水增加污染。