[發明專利]發電機內冷水處理用樹脂交換器

在審

• 申請號: 201510719002.0
• 申請日: 2015-10-28
• 公開（公告）號: CN105174377A
• 公開（公告）日: 2015-12-23
• 發明（設計）人: 范圣平;曹順安;胡新榮;蘇偉;陳天生;張芮源;錢藝華;付強;呂旺燕;張麗;鐘國彬;李欣;王夢君;牛勇
• 申請（專利權）人: 廣東電網有限責任公司電力科學研究院;武漢大學
• 主分類號: C02F1/42
• 分類號: C02F1/42;C02F1/66
• 代理公司: 廣州華進聯合專利商標代理有限公司 44224
• 代理人: 王園園

技術領域

本發明涉及發電機內冷水處理領域，特別是涉及一種發電機內冷水處理用樹脂交換器。

背景技術

發電機內冷水作為高壓電場中的冷卻介質，其水質好壞對于保證發電機安全、經濟地運行具有至關重要的作用。目前，火力發電機組內冷水系統存在的問題主要是內冷水pH值偏低，空芯銅導線發生酸性腐蝕，進而導致電導率升高。而發電機組在這種工況下長時間運行會引發空芯銅導線水回路堵塞、定冷水流量降低、發電機定子繞阻層間溫差升高、甚至會導致發電機線圈損壞。因此，我國加強了內冷水水質監督，在《大型發電機內冷卻水質及系統技術要求》(DL/T801-2010)標準中要求發電機內冷水水質控制指標為pH值(25℃)8.0～9.0，電導率0.4～2.0μS/cm，銅離子含量≤20μg/L。

目前，國內外針對內冷水問題提出了多種處理方法，主要包括：緩蝕劑法、溢流排水法、氧量控制法、凝結水與除鹽水協調調節法、堿化處理法(混床—加堿堿化法、EDI—加堿堿化法)、離子交換法(普通小混床法、RNa型小混床法、雙臺小混床法)。

緩蝕劑法主要是向內冷水中添加MBT、BTA、TTA等緩蝕劑，通過絡合作用在空芯銅導線表面形成保護膜，避免銅導線腐蝕。由于銅緩蝕劑在銅表面多形成的是單分子膜，機械性能差、易破損脫落；而添加緩蝕劑后又會增大內冷水的電導率，無法將其控制在規定要求內，在水流緩慢的區域發現過緩蝕劑的析出或形成粘泥，易在導線中沉積，嚴重時會堵塞水流，導致銅導線過熱。

溢流排水法主要是在內冷水水質不合格時，向內冷水箱中大量補充除鹽水，多余的水從水箱溢流管排出，同時通過底部排污裝置將腐蝕產物排掉，從而滿足規定要求。該方法雖然能滿足電導率和銅離子含量的要求，但pH值偏低，并且浪費大量除鹽水，經濟效益較差，且頻繁操作不利于機組安全運行。

氧量控制法主要是通過除氧或加氧工況控制空芯銅導線表面生成氧化物，從而降低腐蝕速率。除氧方法包括：鈀樹脂除氧、充惰性氣體、加聯氨除氧。該方法對發電機組的密閉性要求很高，除氧設備價格昂貴。出于對經濟性和安全性的考慮，上述三種方法已不推薦使用。

凝結水與除鹽水協調調節法是將凝結水精處理出口加氨后的水和未加氨的水進行調配，使調配后的水pH值大約為8.0～8.5，再用調配好的水對內冷水箱進行大流量補水，使內冷水pH值控制在7.5～8.0之間。這種方法不使用小混床，不排污，可以保持pH值和電導率不超標，但其對水的需求量很大，造成較大的浪費，并且精處理的樹脂處理量大，運行周期縮短。

堿化處理法是向內冷水中添加堿化劑調節pH值，使其達到減緩空芯銅導線腐蝕的目的。添加的堿化劑通常為氨和NaOH。采用NaOH作為堿化劑時，通常在旁路混床或EDI后直接向內冷水中添加微量NaOH溶液調節pH值。加藥前，通過混床將電導率降低到0.5μS/cm以下，加藥時，控制電導率在1.0～1.5μS/cm，當電導率超過1.5μS/cm時，停止加藥。由于內冷水緩沖能力差，因此該方法需要一套精密的加藥控制裝置，才能確保加藥時不會對電導率產生較大影響。

離子交換法的實質是通過混床內裝填離子交換樹脂去除內冷水中的銅離子、溶解性二氧化碳和其他離子等，從而降低內冷水系統電導率，降低內冷水中腐蝕產物含量，減小空芯銅導線發生堵塞的可能性。根據混床內填充樹脂的不同，又可分為氫型混床法、鈉型混床法、微堿化處理法、雙臺小混床法和超凈化處理法。

目前我國大部分大型發電機內冷水系統均配置一臺小混床，因此應用最廣泛的內冷水處理技術是旁路離子交換處理法，但其也存在著離子交換器運行時間短、需頻繁更換樹脂等不足。

發明內容

基于此，本發明的目的在于提供一種能夠提高內冷水pH值、降低內冷水電導率和銅離子含量、延長離子交換器的運行時間的發電機內冷水處理用樹脂交換器。

具體技術方案如下。

一種發電機內冷水處理用樹脂交換器，所述樹脂交換器內部填充有Na型離子交換樹脂、H型離子交換樹脂和OH型離子交換樹脂，所述Na型離子交換樹脂的離子交換基團、所述H型離子交換樹脂的離子交換基團和所述OH型離子交換樹脂的離子交換基團的摩爾比為0.468～0.702:0.226～0.453:1，所述Na型離子交換樹脂和所述H型離子交換樹脂的體積之和與所述OH型離子交換樹脂的體積比為1：2。

在其中一個實施例中，所述離子交換器內設有至少三層樹脂層，且按照內冷水在所述離子交換器中的流向，所述Na型離子交換樹脂設于位于上游的所述樹脂層內。