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定子冷却水处理系统的腐蚀与防止

北极星电力网技术频道    作者:佚名   2008/6/4 18:37:06   

 关键词:  冷却 水处理

272刘星

(宝鸡第二发电有限责任公司,陕西宝鸡721405)

宝鸡第二发电有限责任公司4300MW机组的发电机均为东方电机厂生产,型号为QFSN-300-2-20,分别于199812月至20012月投入运行。发电机采用水—氢—氢冷却方式,即定子绕组水内冷,转子氢内冷,定子铁芯及结构部件采用氢表面冷却。定子冷却水系统自成一个封闭的系统,如图1

1定子冷却水系统运行中存在的问题

(1)宝鸡第二发电公司定子冷却水系统设计采用的是小混床处理法,全套设备均为东方电机厂配套供给。自投产以来,定子冷却水的水质一直没有得到有效控制,经常因为导电度或铜离子含量超标而换水,pH值在6.38.0之间,很不稳定。为了改善水质,提高系统的可靠性,在2000年曾经2次试投小混床,由于出水电导率或pH值不能满足要求而放弃,表现为pH值小于7.0,铜离子含量大于40μg/L,电导率很不稳定。

小混床装填的是普通的凝胶型强酸、强碱混合树脂,不论比例如何,其出水都接近除盐用混床出水水质。由于强酸树脂交换能力和交换容量大大优于强碱树脂,定子冷却水中的金属阳离子与强酸树脂反应,置换出H ,而强碱树脂与阴离子反应不如前者彻底,因此,导致小混床出水中的H 含量较多,使出水显微弱的酸性。为了保证定子冷却水的水质,不得不采用大量连续补水并保持水箱溢流的开放式运行方式。

(2)定子冷却水采用化学除盐车间的Ⅱ级除盐水,由除盐水主管道引至500t贮水箱,再经定子冷却水箱进入定子冷却水系统。因为除盐水箱和500t贮水箱密封设施只是在水面敷设覆盖球,无法与大气完全隔离,结果空气中的CO2O2溶入高纯度的中性除盐水中,致使pH值降低,所以发生了定子线圈的腐蚀,冷却水中的铜离子含量经常在200

300μg/L

另外,发电机停、备用和检修期间,冷却水排空,定子线圈内残留的积水难以排干,潮湿的金属表面与不断进入的CO2O2充分接触,使线圈产生了氧腐蚀。发电机重新投运时,定子冷却水的导电度和铜离子含量比运行时大得多。如果系统在此状态下长期运行,会产生严重的腐蚀。腐蚀产物又会沉积在线圈内引起传热不良,导致发电机定子线棒超温,甚至烧毁,危害性极大。

(3)连续大量补水的开放式运行方式存在安全隐患,除盐水一旦受到污染,发电机定子冷却水也会受到冲击污染。国内曾多次发生定子冷却水箱受到污染、电导率超标引起保护动作跳机的事故。因此,这种方式的安全性极差。

(4)补水如改用凝结水,虽然提高了pH值,但电导率不稳定,机组运行的安全性仍得不到保证。

(5)大量连续补水浪费也极大,每台机组每年用除盐水4t左右。

2改造方案

为了从根本上解决定子冷却水系统存在的问题,经过充分的调研、对比,拆除了原系统中的小混床,改用比较成熟的发电机内冷水超净化装置。该装置包括超净化离子交换器、在线仪表、树脂捕捉器等设备。改造后的系统如图2所示。

2.1超净化离子交换器

超净化离子交换器为φ600×2000不锈钢离子交换器,内部装特制的高性能阳树脂250kg,阴树脂450kg。树脂经过特殊的预处理工艺和优级纯试剂的高度再生,从而大幅度降低了树脂中低分子聚合物的含量,提高了树脂的再生度,使出水水质得到有效保证。该树脂不需要再生,每年只需要更换1次,消除了再生失败后污染水质的隐患。

2.2安装在线仪表

安装2套在线电导率仪和2套在线pH表,随时监测定子冷却水系统和超净化装置出水的电导率和pH值,提高了系统的可靠性。

2.3树脂捕捉器

国内曾经出现过树脂漏入发电机引起堵塞而导致发电机过热的故障。因此,树脂捕捉器的质量好坏直接关系到系统的安全性。本装置在离子交换器出入口各安装了1台树脂捕捉器,树脂捕捉器上用激光打孔,孔径为0.25mm,外层包敷100目的不锈钢滤网,制作精良,确保各种工况下均不漏树脂。

2.4其他

由于定子冷却水系统的水质极易遭受外界空气和灰尘等杂质的污染,所以,加装了防尘、防CO2的装置,提高了水质,确保水的pH值不受CO2的污染而下降。

3系统改造后的投运与调整试验

20026月,2号机组定子冷却水超净化装置系统安装完毕,首先外接除盐水对系统进行正洗,出水经过排污管道直接排地沟。待水质合格后,开始进定子冷却水系统,出水排地沟。在不到120min的时间内,定子冷却水的电导率从1.5μs/cm降到1.1μs/cm;在线导电度表从0.30.5μs/cm降至0.10.2μs/cm,说明该系统已经开始正常工作。

超净化装置采用的是旁路处理方式,如果这部分水量太大,会影响进入发电机定子线棒的冷却水量、水压。而水压过低时,可能导致压力保护动作,发出发电机断水信号,致使机组跳闸。为了防止此类情况的发生,对超净化处理装置进行了处理流量为05m3/h的调整试验,试验结果表明,冷却水系统的压力和流量变化正常,机组运行稳定。

4系统改造后的效果

4.1超净化装置投运后水质明显好转

(1)电导率日平均值逐日下降,至第7天以后基本稳定,系统电导率在0.2μs/cm左右,交换器出口电导率在0.1μs/cm左右。

(2)日平均pH值稳定在7.88.0

(3)超净化装置运行后,从第10天开始铜离子下降至20μg/L以下,最后稳定在10μg/L左右。

4.2补水量几乎为零

超净化装置投运前每台机组的补水量平均为45t/h,现在的补水量几乎为零。

来源:中国电厂化学
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