氢氧化钠处理在发电机内冷水系统的应用效果

2018-03-13王凯波

山西电力 2018年1期

王凯波

（山西漳电蒲洲热电有限公司，山西永济 044500）

0 引言

随着国民经济的发展，我国火电机组装机容量迅速增加。在运行过程中，很多电厂都不同程度地出现过发电机冷却水铜含量超标的问题，威胁到机组的安全运行。如何解决这一问题，有效防止铜导线的腐蚀，就显得尤为重要。针对蒲洲发电2台空冷机组发电机内冷水处理方式进行了分析研究。

1 系统介绍

蒲洲发电分公司1、2号机组为哈尔滨汽轮机有限责任公司制造的300 MW亚临界、一次中间再热、单轴、双缸、双排汽、反动式直接空冷凝汽式机组，分别于2006年10月和12月正式投产发电。

发电机采用水—氢—氢冷却方式，即定子绕组为水冷却，转子绕组为氢气内部冷却，铁芯为氢气冷却。内冷水系统自成一个独立的自循环系统，内冷水从内冷水箱中吸出，升压后进入冷却器，经过滤网，进入发电机线圈，出水流回水箱，如此不断循环。补充水为二级除盐水，定子冷却水流量为48 m3/h，发电机内冷水采用小混床旁路处理工艺，处理水量3～6 t/h，系统中设有温度、压力、液位、流量、电导率、pH值等表计。

2 运行中存在的问题分析

2.1 铜的腐蚀与pH值的关系

据《电厂化学设备运行》一书介绍[1]:铜、铁金属在水中遭受的腐蚀是随着水溶液pH值的降低而增大的，铜在pH=8.5左右为腐蚀的钝化区，当pH值低于7时，铜将遭受严重的腐蚀。

2.2 运行实际状况

自蒲洲发电分公司2台机组投入运行，内冷水处理一直采用常规的旁路混床处理。采用该方式运行，发电机内冷水的电导率一般小于1.0 μS/cm，符合DL/T801—2002《大型发电机内冷水水质及系统技术要求》的标准要求（25℃时电导率≤2.0 μS/cm），但是pH值却在6.0～6.5之间，使铜线棒遭受着严重的腐蚀，铜含量经常超标，有时高达 300 μg/L。

2.3 铜含量超标的危害

发电机内冷水系统是很小的用水系统 (系统总容积约8 m3)，对水质要求较高。如果内冷水处理监督和控制不当，特别是铜含量超标会造成以下危害,影响发电机的安全运行。

a)导致定冷水的电导率上升，绝缘性能下降，易造成发电机线圈短路。

b)腐蚀产物容易在发电机空心铜导线中沉积而发生堵塞，影响发电机的冷却效果。

3 采取的处理方案

3.1 处理方案的确定

pH值偏低是造成铜线棒腐蚀的主要原因，有3种解决方案可供选择。

a）将小混床改为弱碱性处理方式，但是改造费用较高，单机改造费用在20万元以上，而且还要定期更换树脂，检修维护费用较高。

b）向系统中添加一定浓度、剂量的氢氧化钠溶液。

c）向系统中加一定浓度、剂量的氨水。

经过比较论证：方案1考虑到资金问题被否定，方案3考虑到铜部件对铵离子较敏感，易造成氨腐蚀被否定。采取第2方案向系统中添加氢氧化钠溶液。

3.2 小型试验

为控制内冷水pH值在7.0以上，同时又要兼顾电导率不超过2.0 μS/cm，实验室进行了一系列小型试验，以寻求合适的NaOH加入剂量。

称取一定量的NaOH配成浓溶液，然后用除盐水稀释，配成不同浓度的稀溶液，同时检测溶液的pH值和电导率，试验情况见表1。

表1 不同浓度氢氧化钠水溶液的试验情况

根据小型试验结果，定子冷却水pH值控制在7～9 范围内时，NaOH 浓度控制在 4×10-6～2×10-5内，其pH值、电导率最符合铜稳定的水质要求，加入10%的NaOH溶液在13～60 mL之间。

3.3 工业试验

选取内冷水箱顶部排空气门为加药点，加药方式用移液管人工定量加入。试验前对定冷水系统的渗漏点进行检查处理，确保系统严密性，退出旁路小混床运行。定期对在线pH、电导率表计进行校验，确保监测的准确性，每班对内冷水铜含量进行化验。

首先在1号定冷水系统开始正式工业试验，加10%的NaOH调整定冷水的pH值为7.0～9.0，Cu离子含量由105 μg/L下降到5 μg/L以下。经过1个月的调整，开始对2号定冷水系统投加NaOH进行处理，Cu离子含量由72 μg/L下降到5 μg/L 以下。

机组启动时定子冷却水系统先进行大流量冲洗，待硬度、电导率合格合格后，添加10%的NaOH溶液，进行跟踪化验，直至电导率≤2 μS/cm （25 ℃），pH 值＞7.0，含 Cu2+≤30 μg/L。当定冷水pH值低于标准7.0，或者铜含量有上升趋势（一般达到10 μg/L），适量补加NaOH进行调整。当电导率达到2 μS/cm，适当进行排污换水进行调整即可。

4 结论

经过几年运行证明：在保证定冷水系统严密性的前提下，退出旁路小混床运行，通过向定冷水系统添加适当浓度、适当剂量的NaOH溶液，能够使定子冷却水的硬度、pH值、电导率、铜含量控制在DL/T1039—2007《发电机内冷水处理导则》[2]要求的标准范围内，有效解决铜导线腐蚀的问题，保证机组的安全稳定运行。化验统计结果见表2。