申请日2015.10.28
公开(公告)日2015.12.23
IPC分类号C02F1/66; C02F1/42
摘要
本发明涉及一种发电机内冷水处理用树脂交换器，所述树脂交换器内部填充有Na型离子交换树脂、H型离子交换树脂和OH型离子交换树脂，所述Na型离子交换树脂的离子交换基团、所述H型离子交换树脂的离子交换基团和所述OH型离子交换树脂的离子交换基团的摩尔比为0.468～0.702:0.226～0.453:1，所述Na型离子交换树脂和所述H型离子交换树脂的体积之和与所述OH型离子交换树脂的体积比为1：2。该树脂交换器处理发电机内冷水后，可以有效提高内冷水pH值、降低电导率和铜离子含量、延长离子交换器的运行时间。
摘要附图
权利要求书
1.一种发电机内冷水处理用树脂交换器，其特征在于，所述树脂交换器的 内部填充有Na型离子交换树脂、H型离子交换树脂和OH型离子交换树脂，所 述Na型离子交换树脂的离子交换基团、所述H型离子交换树脂的离子交换基团 和所述OH型离子交换树脂的离子交换基团的摩尔比为0.468～0.702:0.226～ 0.453:1，所述Na型离子交换树脂和所述H型离子交换树脂的体积之和与所述 OH型离子交换树脂的体积比为1：2。
2.根据权利要求1所述的发电机内冷水处理用树脂交换器，其特征在于， 所述离子交换器内设有至少三层树脂层，且按照内冷水在所述离子交换器中的 流向，所述Na型离子交换树脂设于位于上游的所述树脂层内。
3.根据权利要求2所述的发电机内冷水处理用树脂交换器，其特征在于， 所述树脂层包括至少两层阳离子交换树脂层和至少一层阴离子交换树脂层，所 述Na型离子交换树脂和所述H型离子交换树脂分别设在所述阳离子交换树脂层 内，所述OH型离子交换树脂设在所述阴离子交换树脂层内。
4.根据权利要求3所述的发电机内冷水处理用树脂交换器，其特征在于， 相邻所述树脂层之间设有惰性树脂或隔板。
5.根据权利要求1-4任一项所述的发电机内冷水处理用树脂交换器，其特 征在于，所述Na型离子交换树脂、所述H型离子交换树脂与所述OH型离子交 换树脂的体积比为0.25～0.375:0.125～0.25:1。
6.根据权利要求1-4任一项所述的发电机内冷水处理用树脂交换器，其特 征在于，所述Na型离子交换树脂、所述H型离子交换树脂和所述OH型离子交 换树脂为凝胶型均粒离子交换树脂。
说明书
发电机内冷水处理用树脂交换器
技术领域
本发明涉及发电机内冷水处理领域，特别是涉及一种发电机内冷水处理用 树脂交换器。
背景技术
发电机内冷水作为高压电场中的冷却介质，其水质好坏对于保证发电机安 全、经济地运行具有至关重要的作用。目前，火力发电机组内冷水系统存在的 问题主要是内冷水pH值偏低，空芯铜导线发生酸性腐蚀，进而导致电导率升高。 而发电机组在这种工况下长时间运行会引发空芯铜导线水回路堵塞、定冷水流 量降低、发电机定子绕阻层间温差升高、甚至会导致发电机线圈损坏。因此， 我国加强了内冷水水质监督，在《大型发电机内冷却水质及系统技术要求》 (DL/T801-2010)标准中要求发电机内冷水水质控制指标为pH值(25℃)8.0～9.0， 电导率0.4～2.0μS/cm，铜离子含量≤20μg/L。
目前，国内外针对内冷水问题提出了多种处理方法，主要包括：缓蚀剂法、 溢流排水法、氧量控制法、凝结水与除盐水协调调节法、碱化处理法(混床— 加碱碱化法、EDI—加碱碱化法)、离子交换法(普通小混床法、RNa型小混床 法、双台小混床法)。
缓蚀剂法主要是向内冷水中添加MBT、BTA、TTA等缓蚀剂，通过络合作 用在空芯铜导线表面形成保护膜，避免铜导线腐蚀。由于铜缓蚀剂在铜表面多 形成的是单分子膜，机械性能差、易破损脱落;而添加缓蚀剂后又会增大内冷 水的电导率，无法将其控制在规定要求内，在水流缓慢的区域发现过缓蚀剂的 析出或形成粘泥，易在导线中沉积，严重时会堵塞水流，导致铜导线过热。
溢流排水法主要是在内冷水水质不合格时，向内冷水箱中大量补充除盐水， 多余的水从水箱溢流管排出，同时通过底部排污装置将腐蚀产物排掉，从而满 足规定要求。该方法虽然能满足电导率和铜离子含量的要求，但pH值偏低，并 且浪费大量除盐水，经济效益较差，且频繁操作不利于机组安全运行。
氧量控制法主要是通过除氧或加氧工况控制空芯铜导线表面生成氧化物， 从而降低腐蚀速率。除氧方法包括：钯树脂除氧、充惰性气体、加联氨除氧。 该方法对发电机组的密闭性要求很高，除氧设备价格昂贵。出于对经济性和安 全性的考虑，上述三种方法已不推荐使用。
凝结水与除盐水协调调节法是将凝结水精处理出口加氨后的水和未加氨的 水进行调配，使调配后的水pH值大约为8.0～8.5，再用调配好的水对内冷水箱 进行大流量补水，使内冷水pH值控制在7.5～8.0之间。这种方法不使用小混床， 不排污，可以保持pH值和电导率不超标，但其对水的需求量很大，造成较大的 浪费，并且精处理的树脂处理量大，运行周期缩短。
碱化处理法是向内冷水中添加碱化剂调节pH值，使其达到减缓空芯铜导线 腐蚀的目的。添加的碱化剂通常为氨和NaOH。采用NaOH作为碱化剂时，通 常在旁路混床或EDI后直接向内冷水中添加微量NaOH溶液调节pH值。加药 前，通过混床将电导率降低到0.5μS/cm以下，加药时，控制电导率在1.0～1.5 μS/cm，当电导率超过1.5μS/cm时，停止加药。由于内冷水缓冲能力差，因此 该方法需要一套精密的加药控制装置，才能确保加药时不会对电导率产生较大 影响。
离子交换法的实质是通过混床内装填离子交换树脂去除内冷水中的铜离 子、溶解性二氧化碳和其他离子等，从而降低内冷水系统电导率，降低内冷水 中腐蚀产物含量，减小空芯铜导线发生堵塞的可能性。根据混床内填充树脂的 不同，又可分为氢型混床法、钠型混床法、微碱化处理法、双台小混床法和超 净化处理法。
目前我国大部分大型发电机内冷水系统均配置一台小混床，因此应用最广 泛的内冷水处理技术是旁路离子交换处理法，但其也存在着离子交换器运行时 间短、需频繁更换树脂等不足。
发明内容
基于此，本发明的目的在于提供一种能够提高内冷水pH值、降低内冷水电 导率和铜离子含量、延长离子交换器的运行时间的发电机内冷水处理用树脂交 换器。
具体技术方案如下。
一种发电机内冷水处理用树脂交换器，所述树脂交换器内部填充有Na型离 子交换树脂、H型离子交换树脂和OH型离子交换树脂，所述Na型离子交换树 脂的离子交换基团、所述H型离子交换树脂的离子交换基团和所述OH型离子 交换树脂的离子交换基团的摩尔比为0.468～0.702:0.226～0.453:1，所述Na型 离子交换树脂和所述H型离子交换树脂的体积之和与所述OH型离子交换树脂 的体积比为1：2。
在其中一个实施例中，所述离子交换器内设有至少三层树脂层，且按照内 冷水在所述离子交换器中的流向，所述Na型离子交换树脂设于位于上游的所述 树脂层内。
在其中一个实施例中，所述树脂层包括至少两层阳离子交换树脂层和至少 一层阴离子交换树脂层，所述Na型离子交换树脂和所述H型离子交换树脂分别 设在所述阳离子交换树脂层内，所述OH型离子交换树脂设在所述阴离子交换 树脂层内。
在其中一个实施例中，相邻所述树脂层之间设有惰性树脂或隔板。
在其中一个实施例中，所述Na型离子交换树脂、所述H型离子交换树脂与 所述OH型离子交换树脂的体积比为0.25～0.375:0.125～0.25:1。
在其中一个实施例中，所述Na型离子交换树脂、所述H型离子交换树脂和 所述OH型离子交换树脂为凝胶型均粒离子交换树脂。
本发明发电机内冷水处理用树脂交换器与现有技术相比，具有以下有益效 果：
本发明所提供的发电机内冷水处理用树脂交换器中，Na型离子交换树脂、 H型离子交换树脂和OH型离子交换树脂的交换基团的摩尔比不同使得树脂交 换器对发电机内冷水的处理效果也不同。当Na型离子交换树脂与H型离子交换 树脂的交换基团摩尔比增大时，进水中铜离子浓度恒定条件下，离子交换器出 水中钠离子的浓度会相应增加，使得出水的pH值有较为明显的提升。而OH型 离子交换树脂的交换基团所占的摩尔比增加，可明显增加离子交换器的运行时 间。
同时，Na型离子交换树脂、H型离子交换树脂和OH型离子交换树脂的体 积比以及在树脂交换器中的排布方式对发电机内冷水的处理效果也有着关键影 响。当位于上游的树脂层为H型离子交换树脂，而位于下游的树脂层中为Na 型离子交换树脂时，树脂交换器出水中将不再含有可以提高出水pH值作用的钠 离子，即失去了对内冷水pH值的调节作用。而当OH型离子交换树脂位于Na 型离子交换树脂和H型离子交换树脂上游时，OH型离子交换树脂反应产生的 OH-离子将和溶液中的Cu2+离子反应生成沉淀，被截留于树脂颗粒内部，造成树 脂交换器内压力升高，阻碍离子交换树脂的进一步反应，降低树脂交换器的运 行周期。因此，本发明提供的树脂交换器内具有独特的树脂排布方式。
采用该树脂的树脂交换器处理发电机内冷水时，在树脂交换器稳定运行后， 内冷水可在较长时间内维持pH值为8.0～8.5，电导率低于2μS/cm。
