一般大型發(fā)電機常采用雙水內(nèi)冷式,即發(fā)電機定子和轉(zhuǎn)子全部采用水冷卻,也有的是定子用水冷卻,轉(zhuǎn)子和鐵芯采用氫冷卻的。發(fā)電機內(nèi)冷水通常選用除鹽水作為冷卻水質(zhì),凝結(jié)水作為備用水源。除鹽水純度高,能夠滿足絕緣要求,但是ph值較低,一般在6.0~6.8之間,使得發(fā)電機定子線棒始終處于熱力學不穩(wěn)定區(qū),(根據(jù)cu—h2o體系的電位—ph平衡圖)對系統(tǒng)有一定的侵蝕性,據(jù)介紹:銅、鐵金屬在水中遭受的腐蝕是隨著水溶液ph值的降低而增大的。銅、鐵在ph=8左右為腐蝕的鈍化區(qū),見圖1。 由于內(nèi)冷水的ph低,使水中含銅量及電導率均在高限,腐蝕產(chǎn)物還可能在線棒的通流部分沉積,引起局部過熱,甚至造成局部堵死,影響發(fā)電機組的安全運行。運行過程中水冷器的泄漏以及水冷器投運前未經(jīng)沖洗或沖洗不徹底等都會使生水中的雜質(zhì)進入內(nèi)冷水系統(tǒng),造成系統(tǒng)腐蝕和堵塞,因此對發(fā)電機內(nèi)冷水進行處理是十分必要的。
1發(fā)電機內(nèi)冷水的水質(zhì)要求
大中型發(fā)電機組設備普遍采用水-氫冷卻方式,發(fā)電機內(nèi)冷水選用除鹽水或凝結(jié)水作冷卻介質(zhì)。冷卻水的水質(zhì)對保證發(fā)電機組設備的安全經(jīng)濟運行是非常重要的。近年來隨著大容量、亞臨界、超臨界發(fā)電機組的投入運行,為了確保發(fā)電機組設備的安全運行,對發(fā)電機內(nèi)冷水品質(zhì)的要求越來越高,國標gb/t12145—1999《火力發(fā)電機組及蒸汽動力設備水汽質(zhì)量》,對發(fā)電機內(nèi)冷水質(zhì)量標準有如下規(guī)定:
a)對雙水內(nèi)冷和轉(zhuǎn)子獨立循環(huán)的發(fā)電機組,在25℃溫度下,冷卻水電導率不大于5μs/cm,銅的質(zhì)量濃度不大于40μg/l,ph值大于6.8;
b)機組功率為200 mw以下時,發(fā)電機冷卻水的硬度(水中鈣和鎂陽離子的總濃度)不大于10μmol/l,機組功率為200 mw及以上時,發(fā)電機冷卻水的硬度不大于2μmol/l;
c)汽輪發(fā)電機定子繞組采用獨立密閉循環(huán)水系統(tǒng)時,其冷卻水的電導率小于2.0μs/cm。
2目前國內(nèi)外發(fā)電機內(nèi)冷水處理的方法及存在問題
為了改善發(fā)電機內(nèi)冷水的水質(zhì),目前國內(nèi)外發(fā)電機組普遍采取的防腐、凈化處理的方式主要有單純補充除鹽水或凝結(jié)水運行方式、內(nèi)冷水加銅緩蝕劑法、小混床處理法和雙小混床處理法。這些方法在實際生產(chǎn)中難以解決內(nèi)冷水中的電導率和ph值機內(nèi)冷水的關(guān)鍵技術(shù)是解決現(xiàn)有小混床處理法中電導率、銅離子指標必須長期合格的問題,即發(fā)電機的內(nèi)冷水ph不小于7.0,并穩(wěn)定在7~8之間;解決小混床偏流、漏樹脂而導致出水p h值偏低引起循環(huán)系統(tǒng)酸性腐蝕問題;解決小混床樹脂交換容量小,機械強度低,易破碎問題;實現(xiàn)閉式循環(huán)系統(tǒng)及防止補水對循環(huán)內(nèi)冷水產(chǎn)生受沖擊性污染問題,實現(xiàn)長周期穩(wěn)定運行及免維護等功能。
3發(fā)電機內(nèi)冷水超凈化處理的創(chuàng)新技術(shù)
西北電力試驗研究院研究開發(fā)的發(fā)電機內(nèi)冷水超凈化處理技術(shù),是在現(xiàn)有的小混床處理技術(shù)的基礎上,實現(xiàn)發(fā)電機內(nèi)冷水處理技術(shù)的創(chuàng)新。
3.1系統(tǒng)總體設計創(chuàng)新
系統(tǒng)設計時,在小混床進、出入口處加裝樹脂捕捉器,確保在運行或停運狀態(tài)下,樹脂不會漏入發(fā)電機內(nèi);水箱增加呼吸組件,有效減少空氣中co2對水質(zhì)的污染,提高內(nèi)冷水ph值;系統(tǒng)配置監(jiān)測電導率和ph值的測量儀表。
3.2混床交換器內(nèi)部結(jié)構(gòu)創(chuàng)新
a)將混床的單室結(jié)構(gòu)改造成雙室結(jié)構(gòu),即將交換器內(nèi)的多孔板分隔成上下兩個室,孔上安裝不銹鋼水帽,上下兩室中填充特制離子交換樹脂,上、下兩室可以獨立再生和反洗,有效地解決了單室結(jié)構(gòu)在反沖洗時,因上部失效樹脂混入下部未失效高再生的樹脂層中,影響出水水質(zhì)的問題;
b)交換器進水安裝了布水裝置,使進水均勻分布,減少了水流沖擊而產(chǎn)生的偏流;
c)下部出水孔板均勻鉆孔,孔上加裝特制不銹鋼水帽,杜絕了漏樹脂的問題;
d)床內(nèi)加裝樹脂攪拌噴嘴,利用壓力水或壓縮空氣從噴嘴噴射中產(chǎn)生的動力混合攪拌陰陽樹脂,使兩種樹脂在罐體內(nèi)均勻混合,從而提高出水水質(zhì)。
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