一种发电机内冷水旁路处理装置及控制方法制造方法及图纸

本发明专利技术涉及一种发电机内冷水旁路处理装置及控制方法，技术方案是，该旁路处理装置包括内冷水旁路进水通道、内冷水补充水通道、纳滤阴离子交换处理通道、EDI微碱化处理通道、内冷水处理装置出水通道、水质监测设备和控制器；所述内冷水旁路进水通道的入口与内冷水冷却器的出水口相连接，所述内冷水补充水通道的入口与内冷水补充水母管相连接；本发明专利技术在持续去除铜离子、降低电导率的同时，保留内冷水中的碱化剂，从而长期稳定地将内冷水pH值和电导率控制在目标范围内，设备可以长期运行且维护量低，确保内冷水补入水时内冷水pH和电导率不会超标，日常运行操作简单、自动化程度高，碱化剂溶液可长期稳定存储。

【技术实现步骤摘要】
一种发电机内冷水旁路处理装置及控制方法
本专利技术涉及一种水处理装置及控制方法，具体涉及一种发电机内冷水旁路处理装置及控制系统。
技术介绍
大型发电机组目前普遍采用水-氢-氢的冷却方式，其中在定子绕组中采用水通过空心铜导线冷却，该冷却水就简称为内冷水或者定冷水。由于发电机内冷水的运行环境是高压电场，该特殊环境需要内冷水无机械杂质、具有足够的绝缘性、对发电机铜导线无腐蚀性。内冷水电导率影响发电机的接地电阻，pH的高低直接影响腐蚀情况，如果腐蚀产物沉积造成铜管路堵塞，对发电机的安全运行构成威胁。为了保证发电机的运行安全，DL/T801—2010《大型发电机内冷却水质及系统技术要求》标准规定发电机定子空心铜导线冷却水水质控制指标为：pH(25℃)8.0～9.0，电导率0.4～2.0μS/cm，铜离子含量≤20μg/L。目前，发电机内冷水处理主要是调节pH和电导率，实际应用的主要技术有：离子交换除盐-加碱碱化处理法、微碱化混床处理法、氢型混床-钠型混床处理法。离子交换除盐-加碱碱化处理法，其利用氢型混床(RH/ROH)去除内冷水中的阴阳离子，在混床出水管上设置碱化剂加药点，碱化剂通常为NaOH。由于混床将包括碱化剂在内的各种阴阳离子一同去除，消耗了树脂的交换容量，导致树脂使用周期短，同时碱化剂需持续加入。微碱化混床处理法，其混床内同时填装有钠型阳树脂、氢型阳树脂和强碱氢氧性阴树脂这三类树脂，通过调节树脂的比例使混床出水中产生微量NaOH，从而调节pH和电导率。由于树脂比例固定，该方法的缺点是水质超标时调控能力差。氢型混床-钠型混床处理法，其同时配有氢型混床(RH/ROH)和钠型混床(RNa/ROH)，采取并联方式布置，通过调节两个混床的处理水量，来实现对内冷水pH和电导率的调控。在该调控技术基础上，也可将上述两个混床设置为多个单床离子交换器，即氢型阳床RH、钠型阳床RNa和氢氧性阴床ROH，其中两个阳床并联后与阴床串联，通过调节两个阳床的处理水量来实现水质调控，调控原理与两个混床相同。该方法的不足：氢型树脂会产生氢离子，与内冷水中本身存在的氢氧根以及ROH树脂产生的氢氧根发生中和，故设备本身会消耗部分碱化剂；水质异常时需要手工多次调节两个混床或者阳床处理水量的比例，直至水质合格，未实现自动控制，操作不便；由于树脂使用量大且通常使用的是专用树脂，同时为保证处理效果，电厂待树脂失效后通常不对树脂进行再生重复利用而直接更换新树脂，为此更换树脂费用较高。CO2是影响内冷水水质异常、系统腐蚀的重要因素，内冷水系统中CO2的来源通常有三处：外界空气漏入、内冷水补充的除盐水携带空气、氢气置换时未完全置换完毕的CO2的部分随氢气漏入内冷水系统中。尤其，国内大部分机组的内冷水箱未采用氮气密封、安装二氧化碳呼吸器等隔绝CO2的密封措施，外界CO2可进入内冷水箱。因而，在机组运行过程中，CO2会不可避免溶入到碱性的内冷水中，可导致内冷水pH降低、电导率升高、铜线圈腐蚀、铜离子含量升高等。CO2溶入到碱性内冷水中可形成碳酸根(CO32-)和碳酸氢根(HCO3-)，当pH为8.0～9.0时，HCO3-的占比可达94.5％～97.1％；当pH低于8.0时，内冷水中的HCO3-和CO32-占比逐渐降低，同时H2CO3占比逐渐升高。前述三种内冷水处理技术在处理过程中，虽然内冷水中的铜离子、CO32-和HCO3-等影响内冷水水质的物质去除了，但同时将用于维持内冷水pH的碱化物质全部或者部分去除，一方面消耗了离子交换树脂的交换容量，导致树脂使用周期缩短，另一方面增加了碱化剂的加入量且需反复调节水质至合格。此外，内冷水系统补水时，作为补充水的除盐水普遍未经碱化处理而直接补入内冷水箱，造成内冷水pH迅速降低甚至超标。如果除盐水受到了污染，甚至会导致内冷水电导率上涨甚至超标，对机组安全运行构成威胁。理想的内冷水处理方法是去除内冷水中影响水质异常的铜离子、CO32-、HCO3-，保留用于维持内冷水pH的碱化物质，并且可长时间维持内冷水pH和电导率在合格范围内，从而解决前述三种内冷水处理技术的缺陷。
技术实现思路
针对现有技术的不足，本专利技术的目的是提供提出一种操作简捷、运行成本低、可长时间稳定内冷水pH和电导率在合格范围内的发电机内冷水旁路处理装置及控制方法。为了实现上述目的，本专利技术的技术方案是：一种发电机内冷水旁路处理装置，该旁路处理装置包括内冷水旁路进水通道、内冷水补充水通道、纳滤阴离子交换处理通道、EDI微碱化处理通道、内冷水处理装置出水通道、水质监测设备和控制器；所述内冷水旁路进水通道的入口与内冷水冷却器的出水口相连接，并设有依次相连的第一手动阀、第一精密过滤器、第一电动调节阀和第一流量计；所述内冷水补充水通道的入口与内冷水补充水母管相连接，并设有依次相连的第二手动阀、第二精密过滤器、第二电动调节阀和第二流量计；第一流量计的出口与第一电磁阀的进口相连，第二流量计的出口与第一电磁阀的出口相连；所述纳滤阴离子交换处理通道包括依次相连的第二电磁阀、第三手动阀、纳滤设备、第四手动阀、第五手动阀、阴离子交换器、树脂捕捉器、第六手动阀、第三电磁阀，第二电磁阀的进口为纳滤阴离子交换处理通道的入口，且入口与第一流量计的出口相连接，接口位于第一流量计与第一电磁阀之间，第三电磁阀的出口为纳滤阴离子交换处理通道的出口，且出口与内冷水处理装置出水通道上的第七手动阀的进口相连；所述纳滤设备为可截留水中的多价离子而保留单价离子的纳滤设备；所述阴离子交换器设置在纳滤设备之后，其中填充有强碱性OH型阴离子交换树脂，用于将氢氧根之外的、纳滤设备未截留的单价阴离子去除并转化为用于维持pH的碱化剂；所述EDI微碱化处理通道包括碱液箱以及依次相连的第十手动阀、EDI设备、第十一手动阀和混合器，第十一手动阀与混合器之间的管路上设有碱化剂加药口，碱液箱经依次相连的微计量泵、止回阀、第十二手动阀与碱化剂加药口相连，第十手动阀的进口为EDI微碱化处理通道的入口，且入口第二流量计的出口相连接，接口位于第二流量计与第一电磁阀之间，混合器的出口为EDI微碱化处理通道的出口，且出口与内冷水处理装置出水通道上的第七手动阀的进口相连；所述EDI设备用于去除水中的阴阳离子；所述的微量计量泵用于根据混合器出口水质的电导率和pH自动调整碱化剂的加药量；所述内冷水处理装置出水通道上的第七手动阀的出口与内冷水箱的进口相连；所述水质监测设备包括第一电导率表、第一pH表、第二电导率表和第二pH表，第一电导率表和第一pH表布置在内冷水旁路进水通道的进口，具体为：在第一精密过滤器的出口设置第一取样管路，第一取样管路上依次设有第一针阀、第一电导率表和第一pH表，用于监测发电机内冷水电导率和pH值；第二电导率表和第二pH表布置在纳滤阴离子交换处理通道出口和EDI微碱化处理通道出口，具体为：在第三电磁阀的出口设置有与其相连的第二取样管路，第二取样管路上依次设有第五电磁阀和第二针阀，在混合器的出口设置有与本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种发电机内冷水旁路处理装置，其特征在于，该旁路处理装置包括内冷水旁路进水通道、内冷水补充水通道、纳滤阴离子交换处理通道、EDI微碱化处理通道、内冷水处理装置出水通道、水质监测设备和控制器；/n所述内冷水旁路进水通道的入口与内冷水冷却器的出水口相连接，并设有依次相连的第一手动阀(41)、第一精密过滤器(51)、第一电动调节阀(61)和第一流量计(71)；所述内冷水补充水通道的入口与内冷水补充水母管(3)相连接，并设有依次相连的第二手动阀(42)、第二精密过滤器(52)、第二电动调节阀(62)和第二流量计(72)；第一流量计(71)的出口与第一电磁阀(81)的进口相连，第二流量计(72)的出口与第一电磁阀(81)的出口相连；/n所述纳滤阴离子交换处理通道包括依次相连的第二电磁阀(82)、第三手动阀(43)、纳滤设备(12)、第四手动阀(44)、第五手动阀(45)、阴离子交换器(13)、树脂捕捉器(14)、第六手动阀(46)、第三电磁阀(83)，第二电磁阀(82)的进口为纳滤阴离子交换处理通道的入口，且入口与第一流量计(71)的出口相连接，接口位于第一流量计(71)与第一电磁阀(81)之间，第三电磁阀(83)的出口为纳滤阴离子交换处理通道的出口，且出口与内冷水处理装置出水通道上的第七手动阀(47)的进口相连；/n所述纳滤设备(12)为可截留水中的多价离子而保留单价离子的纳滤设备；/n所述阴离子交换器(13)设置在纳滤设备之后，其中填充有强碱性OH型阴离子交换树脂，用于将氢氧根之外的、纳滤设备未截留的单价阴离子去除并转化为用于维持pH的碱化剂；/n所述EDI微碱化处理通道包括碱液箱(16)以及依次相连的第十手动阀(410)、EDI设备(15)、第十一手动阀(411)和混合器(19)，第十一手动阀(411)与混合器(19)之间的管路上设有碱化剂加药口，碱液箱(16)经依次相连的微计量泵(17)、止回阀(18)、第十二手动阀(412)与碱化剂加药口相连，第十手动阀(410)的进口为EDI微碱化处理通道的入口，且入口第二流量计(72)的出口相连接，接口位于第二流量计(72)与第一电磁阀(81)之间，混合器(19)的出口为EDI微碱化处理通道的出口，且出口与内冷水处理装置出水通道上的第七手动阀(47)的进口相连；/n所述EDI设备(15)用于去除水中的阴阳离子；/n所述的微量计量泵用于根据混合器出口水质的电导率和pH自动调整碱化剂的加药量；/n所述内冷水处理装置出水通道上的第七手动阀(47)的出口与内冷水箱的进口相连；/n所述水质监测设备包括第一电导率表(101)、第一pH表(111)、第二电导率表(102)和第二pH表(112)，第一电导率表(101)和第一pH表(111)布置在内冷水旁路进水通道的进口，具体为：在第一精密过滤器(51)的出口设置第一取样管路(211)，第一取样管路上依次设有第一针阀(91)、第一电导率表(101)和第一pH表(111)，用于监测发电机内冷水电导率和pH值；/n第二电导率表(102)和第二pH表(112)布置在纳滤阴离子交换处理通道出口和EDI微碱化处理通道出口，具体为：在第三电磁阀(83)的出口设置有与其相连的第二取样管路(212)，第二取样管路(212)上依次设有第五电磁阀(85)和第二针阀(92)，在混合器的出口设置有与其相连第三取样管路(213)，第三取样管路(213)上依次设有第六电磁阀(86)和第三针阀(93)，第二针阀(92)的出口和第三针阀(93)的出口通过一个三通接口汇集成一个管路后与依次相连的第二电导率表(102)和第二pH表(112)连接在一起，用于监测纳滤阴离子交换处理通道或EDI微碱化处理通道的出水电导率和pH值；所述的第二电导率表(102)和第二pH表(112)通过控制第五电磁阀(85)、第六电磁阀(86)的开与关来切换检测纳滤阴离子交换处理通道或EDI微碱化处理通道的出水水质，实现了一表多用，所述的水质监测设备在内冷水旁路处理装置运行时一直处于投运状态；/n所述控制器分别与第一电磁阀(81)、第二电磁阀(82)、第三电磁阀(83)、第四电磁阀(84)、第五电磁阀(85)、第六电磁阀(86)、第一电导率表(101)、第一pH表(111)、第二电导率表(102)、第二pH表(112)、第一电动调节阀(61)、第二电动调节阀(62)、微计量泵(17)、第一流量计(71)、第二流量计(72)、显示器和操作按键相连，/n所述控制器用于接收第一电导率表(101)、第一pH表(111)、第二电导率表(102)和第二pH表(112)采集的电导率数据和pH值数据，并根据电导率数据和pH值数据的大小与预先输入的目标值比对，对微计量泵(17)以及各个电磁阀进行启闭操作，pH值和电导率超出预先设定...

【技术特征摘要】
1.一种发电机内冷水旁路处理装置，其特征在于，该旁路处理装置包括内冷水旁路进水通道、内冷水补充水通道、纳滤阴离子交换处理通道、EDI微碱化处理通道、内冷水处理装置出水通道、水质监测设备和控制器；
所述内冷水旁路进水通道的入口与内冷水冷却器的出水口相连接，并设有依次相连的第一手动阀(41)、第一精密过滤器(51)、第一电动调节阀(61)和第一流量计(71)；所述内冷水补充水通道的入口与内冷水补充水母管(3)相连接，并设有依次相连的第二手动阀(42)、第二精密过滤器(52)、第二电动调节阀(62)和第二流量计(72)；第一流量计(71)的出口与第一电磁阀(81)的进口相连，第二流量计(72)的出口与第一电磁阀(81)的出口相连；
所述纳滤阴离子交换处理通道包括依次相连的第二电磁阀(82)、第三手动阀(43)、纳滤设备(12)、第四手动阀(44)、第五手动阀(45)、阴离子交换器(13)、树脂捕捉器(14)、第六手动阀(46)、第三电磁阀(83)，第二电磁阀(82)的进口为纳滤阴离子交换处理通道的入口，且入口与第一流量计(71)的出口相连接，接口位于第一流量计(71)与第一电磁阀(81)之间，第三电磁阀(83)的出口为纳滤阴离子交换处理通道的出口，且出口与内冷水处理装置出水通道上的第七手动阀(47)的进口相连；
所述纳滤设备(12)为可截留水中的多价离子而保留单价离子的纳滤设备；
所述阴离子交换器(13)设置在纳滤设备之后，其中填充有强碱性OH型阴离子交换树脂，用于将氢氧根之外的、纳滤设备未截留的单价阴离子去除并转化为用于维持pH的碱化剂；
所述EDI微碱化处理通道包括碱液箱(16)以及依次相连的第十手动阀(410)、EDI设备(15)、第十一手动阀(411)和混合器(19)，第十一手动阀(411)与混合器(19)之间的管路上设有碱化剂加药口，碱液箱(16)经依次相连的微计量泵(17)、止回阀(18)、第十二手动阀(412)与碱化剂加药口相连，第十手动阀(410)的进口为EDI微碱化处理通道的入口，且入口第二流量计(72)的出口相连接，接口位于第二流量计(72)与第一电磁阀(81)之间，混合器(19)的出口为EDI微碱化处理通道的出口，且出口与内冷水处理装置出水通道上的第七手动阀(47)的进口相连；
所述EDI设备(15)用于去除水中的阴阳离子；
所述的微量计量泵用于根据混合器出口水质的电导率和pH自动调整碱化剂的加药量；
所述内冷水处理装置出水通道上的第七手动阀(47)的出口与内冷水箱的进口相连；
所述水质监测设备包括第一电导率表(101)、第一pH表(111)、第二电导率表(102)和第二pH表(112)，第一电导率表(101)和第一pH表(111)布置在内冷水旁路进水通道的进口，具体为：在第一精密过滤器(51)的出口设置第一取样管路(211)，第一取样管路上依次设有第一针阀(91)、第一电导率表(101)和第一pH表(111)，用于监测发电机内冷水电导率和pH值；
第二电导率表(102)和第二pH表(112)布置在纳滤阴离子交换处理通道出口和EDI微碱化处理通道出口，具体为：在第三电磁阀(83)的出口设置有与其相连的第二取样管路(212)，第二取样管路(212)上依次设有第五电磁阀(85)和第二针阀(92)，在混合器的出口设置有与其相连第三取样管路(213)，第三取样管路(213)上依次设有第六电磁阀(86)和第三针阀(93)，第二针阀(92)的出口和第三针阀(93)的出口通过一个三通接口汇集成一个管路后与依次相连的第二电导率表(102)和第二pH表(112)连接在一起，用于监测纳滤阴离子交换处理通道或EDI微碱化处理通道的出水电导率和pH值；所述的第二电导率表(102)和第二pH表(112)通过控制第五电磁阀(85)、第六电磁阀(86)的开与关来切换检测纳滤阴离子交换处理通道或EDI微碱化处理通道的出水水质，实现了一表多用，所述的水质监测设备在内冷水旁路处理装置运行时一直处于投运状态；
所述控制器分别与第一电磁阀(81)、第二电磁阀(82)、第三电磁阀(83)、第四电磁阀(84)、第五电磁阀(85)、第六电磁阀(86)、第一电导率表(101)、第一pH表(111)、第二电导率表(102)、第二pH表(112)、第一电动调节阀(61)、第二电动调节阀(62)、微计量泵(17)、第一流量计(71)、第二流量计(72)、显示器和操作按键相连，
所述控制器用于接收第一电导率表(101)、第一pH表(111)、第二电导率表(102)和第二pH表(112)采集的电导率数据和pH值数据，并根据电导率数据和pH值数据的大小与预先输入的目标值比对，对微计量泵(17)以及各个电磁阀进行启闭操作，pH值和电导率超出预先设定的设定控制范围时发出提醒；还用于接收第一流量计(71)和第二流量计(72)采集到的流量数据，并根据该数据调节第一电动调节阀(61)、第二电动调节阀(62)的开度，从而控制内冷水或补充水的流量；经碱化处理后的内冷水的pH值设定控制范围为8.0～8.9，电导率设定控制范围为0.5μS/cm～2μS/cm。


2.根据权利要求1所述的发电机内冷水旁路处理装置，其特征在于，所述纳滤设备和阴离子交换器均设有旁路管路，旁路管路与相应设备并联设置。具体为：第八手动阀(48)的入口、出口分别与第三手动阀(43)的入口、第四手动阀(44)的出口相连接，第九手动阀(49)的入口、出口分别与第五手动阀(45)的入口、第六手动阀(46)的出口相连接，第六手动阀(46)的出口和第十一手动阀(411)的出口之间设有第四电磁阀(84)，当纳滤设备...

【专利技术属性】
技术研发人员：王浩，孙勇，徐华伟，魏新达，吕小林，杜艳超，牛犇，潘振波，
申请(专利权)人：中国大唐集团科学技术研究院有限公司华中电力试验研究院，大唐三门峡电力有限责任公司，
类型：发明
国别省市：河南;41