汪坤 周金龙
（云南电力技术有限责任公司 云南昆明 650000）
摘要：介绍了发电机内冷水传统的处理方法：混床处理法、补加凝结水法、碱化处理法和加缓蚀剂法。对微滤、EDI水处理技术进行了分析，提出了采用微滤+EDI+微碱化的方法对内冷水进行处理的新技术。
关键词：内冷水；微滤；EDI
前言：
当前国内控制发电机内冷水水质的方法很多，主要有：混床处理法法、补加凝结水法法、碱化处理法和加缓蚀剂法。本文将对这些方法逐一进行介绍。
1 传统内冷水处理方法
1.1混床处理法
小混床用于除去水中的阴、阳离子及内冷水系统运行中产生的杂质，可达到净化水质的目的，其主要存在的问题是运行周期短、运行费用较高，或可能由于运行终点未及时监测，反而释放大量的铜离子污染水质。小混床内装的普通型树脂常泄漏大量低分子聚合物，它门会污染系统并使小混床出水pH偏低，加重铜表面的腐蚀。因此，可以增设一套RNa+ ROH混床，组成双套小混床。由于发电机内冷水铜导线的腐蚀产物主要含Cu2+和HC03-，增设RNa+ ROH混床后，在RNa+ ROH混床内，会发生下列离子交换反应：
Cu2+ + 2RNa====R2Cu + 2Na+ （1）
HCO3- + ROH====RHCO3 + OH- （2）
通过上述反应，内冷水中微量溶解的中性盐Cu（HC03）2转化为NaOH，使溶液最终呈微碱性，从而改善了内冷水水质，抑制了铜的腐蚀。
运行时，交替投运RNa+ ROH和RH + ROH小混床。当pH低时，投运RNa+ ROH小混床，此时电导率会随着Na+的泄漏逐渐升高；当电导率升到较高时，关闭RNa+ ROH混床，投运RH + ROH混床，内冷水的pH值会降低；当pH低到一定值时，再投运RN a+ ROH混床，如此反复操作以使内冷水各项指标合格。双套小混床处理法对提高内冷水pH值、降低铜腐蚀的效果较好，但它也有不足之处，如：在RN a+ ROH运行状态，如果补充水水质不良，将会有大量Na+短时泄漏，导致内冷水电导率快速上升，这样会使泄漏电流和损耗增加，严重时还会发生电气闪络，破坏内冷水的正常循环，甚至损坏设备。
1.2 补加凝结水法
向内冷水补加凝结水相当于向内冷水中加入微量的氨，从而提高pH值，达到防腐的目的。采用该方法存在的问题是：敞开式内冷水系统容易使氨气挥发、二氧化碳溶解，使内冷水pH值降低。由于凝结水电导率不稳定，易使系统安全性更差。若采用此法，为保持内冷水箱水量平衡，必须放掉水箱中的一部分水。
这部分水如排掉，损失大，若回收至凝汽器，铜导线的腐蚀产物会被带入锅炉给水系统，造成热力系统结铜垢。再者，凝结水中含有的铰离子易引起氨蚀。
1.3 碱化处理
在发电机运行温度下，内冷水最佳pH值为8.0-9.0。因此，通过对发电机内冷水碱化处理，将pH值提高到7.0以上，使发电机铜导线进入稳定区，可以达到减缓腐蚀的日的。文献报道，针对华能岳阳电厂曾发生发电机线棒烧损的事故，发现在内冷水系统中添加碱性介质，将内冷水调整至碱性运行，可以降低内冷水的含铜量，且内冷水各项运行水质均符合国家标准。碱化处理主要是向冷却水中加入一定量的稀氢氧化钠溶液或氨液，但此法在现场不常使用。
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碱性处理法的优点是：（1）内冷水系统对空气的侵入不敏感，在pH为8.5- 9.0时，含氧量对铜腐蚀速率的影响相对较小；（2）由于加入了微量氢氧化钠使得整个系统具有较大的缓冲作用，二氧化碳对pH的影响较小，短时的密封失效对系统的影响不会很大。但是该方法存在加药量和加药时间难以控制的缺点。
1.4 加缓蚀剂法
添加铜缓蚀剂法，该法是利用铜缓蚀剂与水中铜离子络合生产难溶物，覆盖在铜线棒表面形成保护膜以达到减缓铜基体腐蚀的目的。常有的缓蚀剂主要有苯并三氮唑（BTA）和2-巯基苯并噻唑。
BTA的缓蚀机理为BTA中N原子上的孤对电子以配位键形式与铜相连，形成保护膜。韩晓东等针对大坝发电厂4台300 MW双水内冷发电机组内冷水铜合格率低的情况，在停机时对该发电机铜导线采用BTA进行预膜。预膜后，机组运行时内冷水铜合格率大幅度提高，有效地控制了铜导线腐蚀。
MBT的缓蚀机理是利用分子中巯基氢离子在水中解离，带负电荷的巯原子与铜之间由于电化学吸附而形成十分牢固的络合物保护膜。MBT是一种可用于预膜处理的缓蚀剂。预膜处理是在发电机停运后，先对内冷水系统进行冲洗，再向系统内加入氨水，在常温下循环氨洗。氨洗结束后排尽氨液，然后进行预膜，预膜后再将系统清洗干净。机组投运后，继续向内冷水加入MBT进行运行补膜。这样，不仅可以满足发电机电气性能的要求，同时也达到了防腐蚀的日的。宋丽莎等对潍坊电厂1号机组（300 MW）发电机内冷水系统进行了MBT预膜处理试验，试验表明：发电机投入运行后，继续向内冷水中加入M BT，其浓度控制在（0.5-2.0）mg/L，就可达到防腐防垢的目的。
向内冷水系统添加铜缓蚀剂可以有效地抑制铜导线的腐蚀，但是该方法也存在着加铜缓蚀剂后，铜离子含量急剧降低，电导率却容易超标，而且铜缓蚀剂与铜离子形成的沉积物易发生内部沉积，对发电机安全运行产生威胁的缺点。
2 微滤技术
微滤技术是膜技术的一种，它以压力为推动力，通过膜对0.1-10μm大小的颗粒、细菌、胶体进行筛分、过滤，使其与流体分离的过程，称为微孔过滤或精过滤（micro filtration 缩写为MF），简称微滤。
流体通过滤膜时，由于膜的机械截流、内部截流作用以及微粒的架桥作用，比膜孔径大的微粒不能通过滤膜而被截流在膜孔或膜面上形成滤饼，而滤饼的形成又导致更精细的过滤。它是深层过滤技术的发展，使过滤从一般性、粗糙性、相对性过渡到精密性、绝对性。在静压差作用下，小于膜孔的粒子通过滤膜，比滤膜孔径大的粒子被截流在膜面上，使大小不同的组分得以分离、钝化与浓缩。
3 电除盐（EDI）技术
EDI是一种将离子交换技术、离子交换膜技术和离子电迁移技术相结合的纯水制造技术。它巧妙的将电渗析和离子交换技术相结合，利用两端电极高压使水中带电离子移动，并配合离子交换树脂及选择性树脂膜以加速离子移动去除，从而达到水纯化的目的。
在EDI除盐过程中，离子在电场作用下通过离子交换膜被清除。同时，水分子在电场作用下产生H+和OH-，这些离子对离子交换树脂进行连续再生，以使离子交换树脂保持最佳状态。
EDI的除盐过程中，在阴、阳电极提供的直流电场作用下，使淡水室中的离子流进到邻近的浓水室。在淡水室中所填充的混合好的阴、阳离子交换树脂中的阴离子交换树脂中的OH-同水中的阴离子（如Cl-）交换，同时阳离子交换树脂中的H+同水中的阳离子（如Na+）交换。
被交换的离子在直流电场的作用下，沿着树脂球的表面迅速迁移，分别通过阴、阳离子交换膜进入浓水室，因而在淡水室中所填充的混合好的阴、阳离子交换树脂的存在可以大大提高离子的迁移速度。在较高的电场作用下，水会被电解，产生大量的H+和OH-，这些就地产生的H+和OH-对离子交换树脂进行连续再生。
4 微滤+EDI+微碱化技术
通过对微滤技术和EDI技术的分析发现，微滤+EDI+微碱化处理技术可以用于内冷水处理技术中。内冷水通过微滤装置处理后，可以过滤除去粒径在5μm以上的机械杂质，微滤装置兼作EDI的保安过滤器，可以满足EDI装置进水水质要求。通过EDI处理后的水电阻率提高到18MΩ·cm以上，同时为后续加碱提高pH值创造了良好的条件。EDI出水通过微型计量泵调节加碱量，使回到内冷水水箱的水质pH值在8.5-9.5之间。最终使内冷水箱出口水pH维持在8.0-9.0之间，电导维持在0.4-2.0μs/cm，进而确保含铜量小于20μg/L。
结束语：
随着电力相关标准对内冷水水质要求的不断提高，采取传统的内冷水处理方法已经不能满足内冷水水质控制的要求。微滤+EDI+微碱化处理内冷水技术是一种能控制电导率在0.4-2.0μs/cm之间的同时有效提高内冷水的pH在8.0-9.0之间，从而防止发电机铜线棒被腐蚀的新型技术，对提高发电厂内冷水水质具有重要意义。
参考文献：
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[3]陈志和主编.电厂化学设备及系统.中国电力出版社，2006；
[4]王淑勤，赵毅主编.电厂化学技术.中国电力出版社，2007.
论文作者:汪坤,周金龙
论文发表刊物:《河南电力》2018年6期
论文发表时间:2018/9/10
标签：冷水论文; 发电机论文; 离子论文; 水质论文; 系统论文; 滤膜论文; 技术论文; 《河南电力》2018年6期论文;