國內(nèi)外控制發(fā)電機內(nèi)冷水水質(zhì)的方法很多,主要有:混床處理法、向內(nèi)冷水補加凝結(jié)水法、堿化處理法、密閉式隔離水冷系統(tǒng)法和緩蝕劑法等。本文將對這些方法逐一進行介紹。

1　混床處理法
小混床用于除去水中的陰、陽離子及內(nèi)冷水系統(tǒng)運行中產(chǎn)生的雜質(zhì),可達到凈化水質(zhì)的目的,其主要存在的問題是運行周期短、運行費用較高,或可能由于運行終點未及時監(jiān)測,反而釋放大量的銅離子污染水質(zhì)[2]。小混床內(nèi)裝的普通型樹脂常泄漏大量低分子聚合物,它們會污染系統(tǒng)并使小混床出水ｐＨ偏低,加重銅表面的腐蝕。因此,可以增設(shè)一套ＲＮａ ＲＯＨ混床,組成雙套小混床。由于發(fā)電機內(nèi)冷水銅導(dǎo)線的腐蝕產(chǎn)物主要含Ｃｕ2 和ＨＣＯ-3,增設(shè)ＲＮａ ＲＯＨ混床后,在ＲＮａ ＲＯＨ混床內(nèi),會發(fā)生下列離子交換反應(yīng):
Ｃｕ2 2ＲＮａ——Ｒ2Ｃｕ 2Ｎａ (1)
ＨＣＯ-3 ＲＯＨ——ＲＨＣＯ3 ＯＨ-(2)
通過上述反應(yīng),內(nèi)冷水中微量溶解的中性鹽Ｃｕ(ＨＣＯ3)2轉(zhuǎn)化為ＮａＯＨ,使溶液最終呈微堿性,從而改善了內(nèi)冷水水質(zhì),抑制了銅的腐蝕。
運行時,交替投運ＲＮａ ＲＯＨ和ＲＨ ＲＯＨ小混床。當ｐＨ低時,投運ＲＮａ ＲＯＨ小混床,此時電導(dǎo)率會隨著Ｎａ 的泄漏逐漸升高;當電導(dǎo)率升到較高時,關(guān)閉ＲＮａ ＲＯＨ混床,投運ＲＨ ＲＯＨ混床,內(nèi)冷水的ｐＨ值會降低;當ｐＨ低到一定值時,再投運ＲＮａ ＲＯＨ混床,如此反復(fù)操作以使內(nèi)冷水各項指標合格。雙套小混床處理法對提高內(nèi)冷水ｐＨ值、降低銅腐蝕的效果較好,但它也有不足之處,如:在ＲＮａ ＲＯＨ運行狀態(tài),如果補充水水質(zhì)不良,將會有大量Ｎａ 短時泄漏,導(dǎo)致內(nèi)冷水電導(dǎo)率快速上升[2],這樣會使泄漏電流和損耗增加,嚴重時還會發(fā)生電氣閃絡(luò),破壞內(nèi)冷水的正常循環(huán),甚至損壞設(shè)備。

2　向內(nèi)冷水補加凝結(jié)水法
向內(nèi)冷水補加凝結(jié)水相當于向內(nèi)冷水中加入微量的氨,從而提高ｐＨ值,達到防腐的目的[3、4]。采用該方法存在的問題是:敞開式內(nèi)冷水系統(tǒng)容易使氨氣揮發(fā)、二氧化碳溶解,使內(nèi)冷水ｐＨ值降低。由于凝結(jié)水電導(dǎo)率不穩(wěn)定,易使系統(tǒng)安全性更差。若采用此法,為保持內(nèi)冷水箱水量平衡,必須放掉水箱中的一部分水。這部分水如排掉,損失大,若回收至凝汽器,銅導(dǎo)線的腐蝕產(chǎn)物會被帶入鍋爐給水系統(tǒng),造成熱力系統(tǒng)結(jié)銅垢。再者,凝結(jié)水中含有的銨離子易引起氨蝕。　　　　

3　堿化處理法
在發(fā)電機運行溫度下,內(nèi)冷水最佳ｐＨ值為8.0～9.0[5]。因此,通過對發(fā)電機內(nèi)冷水堿化處理,將ｐＨ值提高到7.0以上,使發(fā)電機銅導(dǎo)線進入穩(wěn)定區(qū),可以達到減緩腐蝕的目的。陳戎[6]針對華能岳陽電廠曾發(fā)生發(fā)電機線棒燒損的事故,發(fā)現(xiàn)在內(nèi)冷水系統(tǒng)中添加堿性介質(zhì),將內(nèi)冷水調(diào)整至堿性運行,可以降低內(nèi)冷水的含銅量,且內(nèi)冷水各項運行水質(zhì)均符合國家標準。堿化處理有兩種方式:(1)內(nèi)冷水系統(tǒng)的離子交換混床采用鈉型陽樹脂;(2)向冷卻水中加入一定量的稀氫氧化鈉溶液,但此法在現(xiàn)場不常使用。
堿性處理法的優(yōu)點是:(1)內(nèi)冷水系統(tǒng)對空氣的侵入不敏感,在ｐＨ為8.5～9.0時,含氧量對銅腐蝕速率的影響相對較小;(2)由于加入了微量氫氧化鈉,使得整個系統(tǒng)具有較大的緩沖作用,二氧化碳對ｐＨ的影響較小,短時的密封失效對系統(tǒng)的影響不會很大。

4　采用密閉式隔離水冷系統(tǒng)
采用密閉式隔離水冷系統(tǒng),混床運行周期長,有害物質(zhì)濃度低;該系統(tǒng)可以實現(xiàn)自動控制,初投資及運行費用低。同時,機組除氧器和Ｈ/ＯＨ混床可起到過濾器的作用,截留少量腐蝕產(chǎn)物和粒狀雜質(zhì),但此種方法須封閉內(nèi)冷水箱、除鹽水箱及整個供水系統(tǒng)。

5　加緩蝕劑法
添加銅緩蝕劑是保證內(nèi)冷水水質(zhì)最重要的方法之一,此法操作簡便,效果好,換水少。因此,有針對性地開發(fā)和篩選高效銅緩蝕劑對于內(nèi)冷水處理很有必要,以下介紹幾種加緩蝕劑的方法。
(1)2—巰基苯并噻唑(ＭＢＴ)是一種可用于預(yù)膜處理的緩蝕劑。預(yù)膜處理是在發(fā)電機停運后,先對內(nèi)冷水系統(tǒng)進行沖洗,再向系統(tǒng)內(nèi)加入氨水,在常溫下循環(huán)氨洗。氨洗結(jié)束后排盡氨液,然后進行預(yù)膜,預(yù)膜后再將系統(tǒng)清洗干凈。機組投運后,繼續(xù)向內(nèi)冷水加入ＭＢＴ進行運行補膜。這樣,不僅可以滿足發(fā)電機電氣性能的要求,同時也達到了防腐蝕的目的。宋麗莎等[7]對濰坊電廠1號機組(300ＭＷ)發(fā)電機內(nèi)冷水系統(tǒng)進行了ＭＢＴ預(yù)膜處理試驗,試驗表明:發(fā)電機投入運行后,繼續(xù)向內(nèi)冷水中加入ＭＢＴ,其濃度控制在(0.5～2.0)ｍｇ/Ｌ,就可達到防腐防垢的目的。用ＭＢＴ處理存在一些問題,如:ＭＢＴ要靠ＮａＯＨ來溶解,會提高冷卻水的電導(dǎo)率;ＭＢＴ有異味;ＭＢＴ濃度很小時反而會加速銅的腐蝕;在ｐＨ低、系統(tǒng)漏氣的情況下,ＭＢＴ易形成沉淀,影響保護膜的形成,造成銅線散熱不良,或者發(fā)生空心銅導(dǎo)線堵塞事故,故ＭＢＴ處理法現(xiàn)在已基本不用。
(2)江紅[8]用吡咯烷二硫代氨基甲酸銨(ＡＰＤＣ)替代ＭＢＴ做銅緩蝕劑,發(fā)現(xiàn)ＡＰＤＣ溶解性好,不影響水質(zhì);緩蝕性穩(wěn)定可靠,不會因溶解氧的增加而析出。

(3)有很多電廠采用苯并三氮唑(ＢＴＡ)做發(fā)電機銅導(dǎo)線的緩蝕劑[9],周國定等[10]用ＢＴＡ、ＭＢＴ作了對比試驗,發(fā)現(xiàn)ＢＴＡ比ＭＢＴ有更多優(yōu)點。韓曉東等[11]針對大壩發(fā)電廠4臺300ＭＷ雙水內(nèi)冷發(fā)電機組內(nèi)冷水銅合格率低的情況,在停機時對該發(fā)電機銅導(dǎo)線采用ＢＴＡ進行預(yù)膜。預(yù)膜后,機組運行時內(nèi)冷水銅合格率大幅度提高,有效地控制了銅導(dǎo)線腐蝕。曾令梅等[12]通過防腐試驗,也發(fā)現(xiàn)ＢＴＡ作為銅緩蝕劑可以保證發(fā)電機內(nèi)冷水水質(zhì)不超標,故大大降低了除鹽水補充量。許美景等[13]也對秦山核電站雙水內(nèi)冷發(fā)電機銅導(dǎo)線的腐蝕情況作了研究,發(fā)現(xiàn)ＢＴＡ的實驗效果很好。
(4)于萍等[14]用二巰基噻二唑(ＤＭＴＤ)與ＢＴＡ、ＭＢＴ做了對比試驗,發(fā)現(xiàn)ＤＭＴＤ有很好的水溶性,緩蝕效果也較佳。
(5)內(nèi)冷水加緩蝕劑處理的關(guān)鍵是既要防腐效果好,又要經(jīng)濟,還要加藥量少,以防止電導(dǎo)率過大。因此,開發(fā)復(fù)合高效緩蝕劑成為首選。近來,研究者對一些復(fù)合高效緩蝕劑作了很多研究,如秦技強等[15]研究了新型銅緩蝕劑ＥＴ、ＥＴＢ(ＥＴ與ＢＴＡ的復(fù)合配方),研究發(fā)現(xiàn)在內(nèi)冷水中ＥＴ對紫銅具有較好的緩蝕作用,其與ＢＴＡ復(fù)配后,在銅表面形成致密絡(luò)合物膜,其緩蝕作用比ＥＴ及ＢＴＡ單獨使用時都強。濮文虹等[16]將ＷＹ1復(fù)合緩蝕劑應(yīng)用在華能岳陽發(fā)電機內(nèi)冷水系統(tǒng)中防腐,發(fā)現(xiàn)其防腐蝕性能優(yōu)于其它常用的緩蝕劑單體,能夠滿足發(fā)電機內(nèi)冷水系統(tǒng)在運行中的防腐要求。林嬋希等[17]也于1993年對來賓電廠1號機發(fā)電機內(nèi)冷水進行了聯(lián)合添加ＢＴＡ(苯并三氮唑) ＥＡ(乙醇胺)緩蝕劑的處理,緩蝕效果較明顯。彭吉民等[18]開發(fā)了一種含多種有機雜環(huán)化合物的復(fù)配體ＺＰ,并在國產(chǎn)100ＭＷ和200ＭＷ機組上分別進行了應(yīng)用,取得了很好的效益。

6　結(jié)　語
(1)上述幾種控制發(fā)電機內(nèi)冷水水質(zhì)的方法各有優(yōu)缺點,不同電廠應(yīng)酌情選用。
(2)由于發(fā)電機導(dǎo)線材質(zhì)是紫銅,所以開發(fā)、研制銅緩蝕劑是解決發(fā)電機內(nèi)冷水水質(zhì)問題的一個重要方向。又因復(fù)合緩蝕劑有加藥量少、使內(nèi)冷水電導(dǎo)率增加較少、緩蝕效果比單體效果好等優(yōu)點,所以開發(fā)、研制復(fù)合緩蝕劑是優(yōu)化內(nèi)冷水水質(zhì)的有效途徑。