发电机内冷水小混床树脂再生优化及应用

发电机内冷水小混床树脂再生优化及应用

胡秋云魏传峰

深圳妈湾电力有限公司广东深圳518052

摘要：本文从我厂内冷水处理方式及现有问题入手，简述了内冷水小混床处理工艺，并对阳树脂再生转型进行优化，重点介绍了新技术的运行效果，寻找到单体小混床工艺的最佳处理方法。

关键词：内冷水小混床再生优化

1.前言

深圳妈湾电力有限公司6X300MW机组定子冷却水采用除盐水，弱酸性阳树脂（D113）和强碱阴树脂（DOWEX*MONOSPHERE*550A）经特殊处理后装入小混床对部分内冷水进行处理。最新国标规定该类型机组内冷水控制指标：DD≤2.0µs/cm，pH=8.0～8.9，含铜量≤20µg/L。公司#1-5机组内冷水质均未达到国标要求：主要是pH值偏低（7.8以下），尤其是#3机自2015年11月15日小修启动后，内冷水系统铜腐蚀严重:Cu高达350µg/l、PH在6.5左右；#6机也曾出现过#3机类似情况，公司于2016年花30余万元购买深圳水苑水工业公司内冷水处理设备对#6机组内冷水系统进行技改，技改后投运的#6机内冷水水质符合最新国标要求。考虑到改造费用等多方面原因，化学分部决定成立内冷攻关小组，在不改变现有系统、设备的情况下，针对阳树脂转型、树脂配比等进行实验研究和探索分析，寻找单体小混床工艺的最佳处理方法。

2.现有处理工艺

用NaCL溶液浸泡预处理好的氢型树脂8小时以上，用除盐水冲洗至中性（PH试纸测试），连续三次，使其尽量转化为钠型树脂：

RCOOH+Na+≒RCOONa+H+（1）

先看下我们目前采用的特种钠型弱阳混床去除杂质和CO2的机理：

取转型完全的阳、阴树脂（阳:阴=1：2）混合均匀，装入用除盐水冲洗干净的小混床里，封闭混床后，用除盐水将混床里的空气排尽后，就可以投运混床。混床进水流量为内冷水总容量的5%左右，混床顺流运行。混床依靠机械截留方式可以除去内冷水系统产生的细小微粒，通过树脂的离子交换去除阳、阴离子等杂质。阳(Mn+)、阴(Am-)离子交换反应为

nRCOONa+Mn+=RCOOM+nNa+(2)

mROH+Am-=RmA+mOH-(3)

如果空气中的C02溶解到内冷水中，会水解电离出H+和HCO3-。对于普通混床会造成内冷水pH降低，电导率快速增大，阴树脂的交换容量大量消耗，混床过早穿透。而对于钠型弱阳树脂混床，碳酸电离出的H+被钠型弱阳树脂吸附，置换出等量的Na+；HCO3-被阴树脂吸附，置换出等量的OH-，因此，水中会增加微量的氢氧化钠，空气中C02的溶解反而会使内冷水pH提高。由于,弱酸性阳树脂对H+有特别强的亲合力，其对阳离子的选择性顺序为：

H+>Fe3+>Al3+>Ca2+>Mg2+>K+≈NH4+>Na+

钠型弱阳树脂在运行过程中会被其它阳离子交换下来微量的钠离子，相当于给内冷水系统加人微量的氢氧化钠，因此，内冷水呈弱碱性，PH>7.0，且电导率能维持在低位。

目前运行情况：DD合格，Cu大部分机组合格，PH值偏低。

3.小混床树脂再生优化

要想提高PH值，就要提高阳树脂中钠型树脂转型比例，我们采用了多种阳树脂中钠型树脂转型方案，通过三百多次实验，最终确定为氢氧化钠+氯化钠浸泡氢型阳树脂来转型为钠型阳树脂。

各种方式转型的钠型阳树脂与氢型阳树脂、氢氧型阴树脂配比实验对比，大量数据中选取几组有代表性的如下：

从以上数据可以看出，阳树脂氢型：钠型在3:7～2:8较为合适，可根据实际操作灵活调整，只要配比在此区间内。

4．实际应用：

新技术再生的树脂在#3、5机组内冷水小混床试运行，内冷水指标DD、PH、Cu含量均达到最新国标要求，运行良好，出水水质稳定。

5.结论

在不改变现有系统、设备的情况下，针对阳树脂转型、树脂配比等进行实验研究和探索分析，寻找单体小混床工艺的最佳处理方法，得出如下结论：

a.通过大量实验，确定用NaCL+NaOH溶液浸泡氢型阳树脂，将氢型阳树脂转型为钠型阳树脂；找出了阳树脂配比合理区间，即钠型：氢型在7:3～8:2之间比较合适，可根据实际操作灵活调整，只要配比在此区间内。

b.内冷水水质各指标均达到最新国标要求，彻底解决了公司多台机组内冷水系统的重大安全隐患。

c.找到了具有自主知识产权的内冷水树脂处理方法。

d.与#6机内冷水技改对比，新方案不改变现有系统、设备，只改变阳树脂转型方式、调整阳树脂配比，内冷水水质就满足最新国标要求，为公司节省技术改造费用约150万元和后续树脂更换费用（据了解每台机技改费用30万元左右，每次更换树脂8万左右）。