间冷循环水离子交换处理装置的应用与功效

1、 间冷循环水离子交换处理装置的应用与功效 摘要：内蒙古京能康巴什热电有限公司间接空冷系统在投运初期，由于循环水ph值升高，2台机组间接空冷系统272个冷三角管束在底部管箱与管板接口处均发生局部腐蚀并泄漏。对泄漏的管束进行检查，分析出铝管腐蚀的原因，提出了不吊装冷三角、对局部腐蚀管束的腐蚀部位加装衬管的方案，为避免同类型事件发生在本项目，我公司专门对此进行分析并自行设计了小阳床装置，安装在主机间冷塔内，有效控制了循环水的ph值，保证了机组的正常稳定运行。关键词：间冷循环；水离子；交换处理装置1概述内蒙古京能康巴什热电有限公司2350mw超临界机组主机循环水通过2个独立的间冷塔冷却，每个间冷塔散热

2、器由136个24m高的独立冷三角组成，冷三角散热管规格为25mm1mm（直径壁厚），（补充管材材质及型号）管束内壁采用了一种弱碱性的钝化方法mbv法。2013年11月，2台机组168h试运期间，主机间接空冷循环水ph值一周内由7.0上升至9.2，虽然进行了大量的换水，但由于受化学制水量所限，间接空冷循环水水质仍不能得到有效控制，冷三角底部管束与管箱接口处出现腐蚀现象，并逐渐发生泄漏。管束泄漏部位及腐蚀情况分别见图1、图2。内蒙古京能康巴什热电有限公司1号、2号机组循环水系统储水量约为15000t、19000t，每台机换水量约20t/h，换水周期为15d，且效果还不明显。若循环水ph值不能得到及

3、时的控制，不仅会浪费大量除盐水，而且会导致间冷塔冷三角管束二次泄漏，造成机组长时间停用。2腐蚀原因分析循环水ph值的高低直接影响着间接空冷冷三角管束的腐蚀性能，当循环水ph值控制在48.5时（补充ph值处于该阶段时不容易腐蚀），ph值越高，冷三角管束的腐蚀速度越快。综合分析间接空冷系统设备制造、安装、运行情况，认为循环水ph值升高的原因主要有以下几方面的可能。（1）铝管质量铁是铝硅合金中最为常见的一种杂质，通常以粗大针状晶体割裂基体，损害合金的力学性能，对铝的强度与塑性、抗腐蚀性能、加工性能以及高温性能等均有影响。查阅厂家提供的铝管质量证明书，得知铝管中铁含量为0.13%0.15%，符合gb/

4、t31902008变形铝及铝合金化学成分对1050a牌号铝合金成分的技术要求。（2）生产加工过程中的某个环节或工序对铝管质量产生影响经了解，生产厂家管束内壁处理工艺如下：管束穿胀除去制作过程中的油污2遍水洗（清洗脱脂残留）酸洗（将材料表面氧化物除去）清水洗钝化（材料表面形成钝化保护层）清水洗（洗去钝化残留）加热封孔（加强保护层的防腐能力）。从管束出厂前的加工流程中可以看出，为了使铝管内壁不受水或其他腐蚀介质的影响，出厂前对管束内壁采用了一种弱碱性的钝化方法mbv法，钝化完毕后采用自来水对管束内壁进行了简单地冲洗，再未做任何处理，残留在管内的na+、cl-为腐蚀创造了最基本的条件。在设备投运初期

5、将会使循环水的ph值逐步升高，随着运行时间的延长，ph值升高的速度逐步减慢。这也说明了在无任何水质污染的情况下，循环水ph值升高的原因。（3）系统问题间接空冷循环水系统虽然总体来说是闭式循环系统，但地下水箱、高位水箱人孔及每个扇区的排空管道均与大气相通，空气中的氧气进入循环水后，与残留在铝管束内壁的na+、cl-发生化学反应，导致间接空冷冷三角铝管产生腐蚀。其化学反应基本原理如下：（1）o22h2o4e4oh-；na+oh-naoh；2al2naoh2h2o2naalo23h2。（2）al3eal3+；o22h2o4e4oh-；al3+3oh-al（oh）3；al（oh）3aloohh2o2a

6、l（oh）3al2o3+3h2o；al（oh）3cl-al（oh）2cloh-；al（oh）2clcl-al（oh）cl2oh-；al（oh）cl2cl-alcl3oh-。在干燥的空气中铝表面会形成一层致密的保护膜al2o3，起到保护作用。但是在含有na+、cl-的介质中该层保护膜被破坏，导致破坏的地方呈活化状态为阳极，未受破坏的保持钝态为阴极，形成一个原电池反应，进而快速产生腐蚀。3处理措施因间接空冷循环水管线较长、管径大，储水量较大，仅通过换水控制间接空冷循环水ph值的常规方法并不可行。为此，京能秦皇岛热电有限公司经多方调研与研究，决定在主机间冷塔内安装一座间冷循环离子交换装置，用于降低主

7、机循环水的ph值。1）装置构造该装置主要由前置过滤器、阳离子交换器及附属管道阀门组成。其中前置过滤器过滤精度为5m，本体及附件采用304ss不锈钢，滤芯材质为pp熔喷滤芯，数量为50支，集水装置采用多孔板，滤芯布置均匀，防止局部偏流；阳离子交换器为焊接碳钢结构的立式柱形容器，本体内部衬胶厚度为5mm（内层3mm，外层2mm，交叉粘贴），本体外部管系为无缝钢管衬厚3mm的天然无硅橡胶一层。内部部件材料均为不锈钢316l。前置过滤器主要作用是过滤间冷循环水系统内的泥沙等颗粒杂质，阳离子交换器主要作用是除去循环水内部分阳离子。技术参数分别见表1、表2。2）工作原理该阳床的制水量约40t/h，阳床进水

8、从间冷塔扇区进水母管上的呼吸阀引出，经前置过滤器过滤掉泥沙等颗粒杂质后，再进入阳离子交换器，由阳离子交换器除去循环水中的一部分阳离子（钾、钙、钠、镁、铝、铁等离子），同时释放出一部分氢离子，氢离子与水中的氢氧根离子反应生成水，不会额外添加其他杂质离子，同时有效降低了循环水ph值，使间冷管束的碱性腐蚀得到有效控制。合格的循环水排入地下储水箱，地下储水箱的水通过水箱内的补水泵打入循环水系统内，经过反复的闭式循环，达到控制与改善主机间冷循环水水质的目的。避免了因ph值高而引起管束的腐蚀。表1前置过滤器主要技术参数表2阳离子交换器主要技术参数自2019年11月起，该装置在京能秦皇岛热电有限公司连续投运约6个月，主机循环水ph值稳定在7.58.0。ph值稳定后根据水质化验情况每月投运1次小阳床（8月底停运），每次投运时间约为1周，截至到目前，循环水ph值再未出现上升的情况。据统计，投运该套装置25次，总计节省除盐水费用约50万元，4结语间冷循环水旁流离子交换装置加装在间接空冷循环水系统中，解决了京能秦皇岛热电项目1号、2号机主机间冷循环水水质不合格的问题，避免了主机间冷冷三角管束的腐蚀和泄漏，在保