专利名称：一种离子交换树脂及其用途和使用方法
技术领域：
本发明涉及一种离子交换树脂，特别是一种在大型发电机定子冷却水离子交换在线微碱化处理小混床中的离子交换树脂及其用途和使用方法，属于发电机内冷水处理技术领域。
背景技术：
大中型火力发电厂发电机内冷水水质关系到机组的正常安全运行。发电机内冷水pH值偏低、Cu2+含量超标、电导率不合格会直接引起内冷水系统铜导线腐蚀和腐蚀产物沉积，是发电机安全经济运行的重大隐患，将会导致发电机因泄露电流超限发生安全保护动作、线棒超温、绝缘破坏、线棒堵塞或烧毁的故障或事故，因此新的标准对水质做出了更严格的规定。
为了保证内冷水pH值、电导率和Cu2+含量合格，一些电厂常采取连续溢流换水、间隔频繁换水等方式。这些方法虽然使内冷水的3项主要指标中的1项或2项合格，但是很难实现三项同时合格，特别是以除盐水作为补水的机组，内冷水的pH值更是小于7.0而无法达到标准规定的值；Cu2+含量超标更严重，即使合格大都是通过换水被“换掉”了，铜的腐蚀没有得到抑制，只是治标没有治本，而且这样会浪费大量的水。有的工业现场则采取凝结水作为内冷水的补水，或者将凝结水与除盐水混合调配控制内冷水水质，但是该方法存在比例难以把握、调配换水频繁和电导率超标的问题，而且还因为凝结水常有加氨处理，非但没有抑制铜导线的腐蚀反而还加速了铜导线的腐蚀，从而出现了pH值虽然调上去了而Cu2+含量却超标的现象。目前，大多数大型发电机组都设有内冷水小混床旁路处理系统，即通过小混床在线旁路处理内冷水，但实际上却因为小混床中的树脂大都是简单的按除盐的要求配比阴、阳树脂的，现场运行结果不能保证pH值和电导率都合格，Cu2+含量经常不合格，而且在pH值不合格的情况下，即使Cu2+含量合格也是一种虚假现象，因为根据铜的腐蚀特性电位-pH图可知，此时铜导线的腐蚀并没有得到根本的抑制，只是腐蚀产生的Cu2+被小混床的离子交换树脂给“吃掉”了，这也将造成小混床再生频繁。
发明内容
本发明的目的是克服现有技术的不足而提供一种在大型发电机定子冷却水离子交换在线微碱化处理小混床中的离子交换树脂，通过改变小混床中的树脂的类型、组成和填充方式，实现内冷水在线微碱化处理，使内冷水的三项指标都达到国家标准的要求。
实现本发明目的采用的技术方案是一种离子交换树脂含有R-H、R-OH和R-Na树脂，按体积比R-OH∶R-H∶R-Na＝2∶(0.3～0.5)∶(0.7～0.5)混合均匀得到混合树脂，且混合树脂中R-H与R-Na的体积和与R-OH体积比为1∶2，再将混合树脂与R-Na树脂按体积比5∶1～4∶1组成得到内冷水微碱化处理离子交换树脂。
对于发电机内冷水处理的小混床，按离子交换除盐的方法配比其中的R-H型阳树脂和R-OH型阴树脂，可以降低内冷水的电导率，但不能同时提高内冷水的pH值而实现微碱化；如果发电机内冷水处理的小混床中只是使用R-H型阳树脂和R-OH型阴树脂，则不管如何调整R-H型阳树脂和R-OH型阴树脂的比例，都不能使pH值和电导率同时合格(尽管因为离子交换的作用可以实现铜的虚假合格)。
将上述离子交换树脂与R-Na型树脂按体积比4∶1～5∶1的比例填充到小混床中，且R-Na树脂装在小混床的底部，混合树脂装在小混床的上部，定子冷却水从小混床上面进、下面出，调节小混床的流速小于20m/h，可以实现电导率＜0.5μs/cm，pH＝7.2～8.2和Cu＜5μg/L的内冷水水质控制目标。继续调整离子交换树脂和R-Na型阳树脂的比例，可以进一步提高小混床出水的pH值，但同时电导率也会随之提高，而且当pH值较高时，电导率会随着pH值的提高而显著增大，在电导率＜0.5μs/cm的条件下，pH最高能提升到8.2左右。
本发明提供的离子交换树脂，不但能有效地防止内冷水水质超标和空心铜导线腐蚀，降低内冷水的含盐量，控制内冷水3项水质指标同时合格，符合国家相关技术标准的规定，而且运行稳定可靠，简单方便，不需要对发电机组内冷水系统进行设备改造或增加辅助设备。由于不需要换水，而且运行周期长，节约了大量纯水，具有显著的经济效益。本发明可广泛用于大型发电机组定子冷却水处理，对于确保机组安全、稳定和正常运行，具有十分重要的安全和经济效益。
具体的实施方式 一种内冷水微碱化处理离子交换树脂，它含有R-H、R-OH和R-Na树脂，按体积比R-OH∶R-H∶R-Na＝2∶(0.3～0.5)∶(0.7～0.5)混合均匀得到混合树脂，且混合树脂中R-H与R-Na的体积和与R-OH体积比为1∶2。再将混合树脂与R-Na树脂按体积比5∶1～4∶1组成得到内冷水微碱化处理离子交换树脂。
将树脂R-H、R-OH和R-Na按体积比为R-OH∶R-H∶R-Na＝2∶(0.3～0.5)∶(0.7～0.5)的比例混合均匀制得混合树脂，其中混合树脂中R-H与R-Na的体积和与R-OH体积比为1∶2。将混合树脂与R-Na型树脂按体积比5∶1～4∶1的比例填充到发电机定子冷却水离子交换在线处理的小混床中，且R-Na树脂装在小混床的底部，混合树脂装在小混床的上部，定子冷却水从小混床上面进、下面出，调节小混床的流速小于20m/h，可使定子内冷水本体水质稳定在电导率＜0.5μs/cm，pH＝7.2～8.2，Cu＜5μg/L。
实例1小混床中混合树脂与R-Na树脂的比例为4∶1，其中混合树脂中各种树脂的比例为R-OH∶R-H∶R-Na＝2∶0.3∶0.7。将R-Na树脂装在小混床的底部，混合树脂装在小混床的上部，定子冷却水从小混床上面进、下面出，调节小混床的流速小于20m/h，小混床出水电导率和pH值如表1所示，电导率＜0.5μs/cm，pH＝7.2～8.2。
表1 实例2小混床中混合树脂与R-Na树脂的比例为4∶1，其中混合树脂中各种树脂的比例为R-OH∶R-H∶R-Na＝2∶0.4∶0.6。将R-Na树脂装在小混床的底部，混合树脂装在小混床的上部，定子冷却水从小混床上面进、下面出，调节小混床的流速小于20m/h，小混床出水电导率和pH值如表2，电导率＜0.5μs/cm，pH＝7.2～8.2。
表2 实例3小混床中混合树脂与R-Na树脂的比例为5∶1，其中混合树脂中各种树脂的比例为R-OH∶R-H∶R-Na＝2∶0.8∶0.2。将R-Na树脂装在小混床的底部，混合树脂装在小混床的上部，定子冷却水从小混床上面进、下面出，调节小混床的流速小于20m/h，小混床出水电导率和pH值如表4所示
表3 实例4小混床中混合树脂与R-Na树脂的比例为4∶1，其中混合树脂中各种树脂的比例为R-OH∶R-H∶R-Na＝2∶0.2∶0.8。将R-Na树脂装在小混床的底部，混合树脂装在小混床的上部，定子冷却水从小混床上面进、下面出，调节小混床的流速小于20m/h，小混床出水电导率和pH值如表1所示
表4 由表3看出，混合树脂中各种树脂的比例为R-OH∶R-H∶R-Na＝2∶0.8∶0.2时其电导率＜0.5μs/cm，pH＜7.2。由表4看出，混合树脂中各种树脂的比例为R-OH∶R-H∶R-Na＝2∶0.2∶0.8时其电导率＞0.5μs/cm，pH＞8.2。
且在现场试验表明，某电厂为维持内冷水水质符合标准要求，原来定子冷却水运行方式为连续补水以补充连续溢流排水，溢流排水流量约5m3/h，年损失除盐水1800多吨，其制水成本约60万元，应用本发明后无需溢流换水，其节水效益十分显著。
权利要求
1.一种内冷水微碱化处理离子交换树脂，其特征在于它含有R-H、R-OH和R-Na树脂，按体积比R-OH∶R-H∶R-Na＝2∶(0.3～0.5)∶(0.7～0.5)混合均匀得到混合树脂，再将混合树脂与R-Na树脂按体积比5∶1～4∶1组成得到内冷水微碱化处理离子交换树脂。
2.根据权利要求1所述的内冷水微碱化处理离子交换树脂，其特征在于混合树脂中R-H与R-Na的体积和与R-OH体积比为1∶2。
3.权利要求1所述离子交换树脂的用途，其特征在于在发电机定子冷却水离子交换在线微碱化处理中的应用。
4.一种权利要求1所述离子交换树脂的使用方法，其特征在于将混合树脂树脂与R-Na型树脂按体积比4∶1～5∶1的比例填充到发电机定子冷却水离子交换在线处理的小混床中，且R-Na树脂装在小混床的底部，混合树脂装在小混床的上部，定子冷却水从小混床上面进、下面出，调节小混床的流速小于20m/h，能使定子内冷水本体水质稳定在电导率＜0.5μs/cm，pH＝7.2～8.2，Cu＜5μg/L。
全文摘要
本发明公开了一种内冷水微碱化处理离子交换树脂，将树脂R-H、R-OH和R-Na按R-OH∶R-H∶R-Na＝2∶(0.3～0.5)∶(0.7～0.5)的比例混合均匀得到混合树脂，且混合树脂中R-H与R-Na的体积和与R-OH体积比为1∶2。再将该混合树脂和R-Na型树脂按4∶1～5∶1的比例组成得到内冷水微碱化处理离子交换树脂，分别装入发电机定子冷却水离子交换在线处理的小混床中，其中R-Na型树脂在下、混合树脂在上，定子冷却水从小混床上面进、下面出。调节小混床的流速小于20m/h，可以使定子内冷水本体水质稳定在电导率＜0.5μs/cm，pH＝7.2～8.2，Cu＜5μg/L。本发明以简单方便、稳定有效的方式实现内冷水三项指标同时达标，有效抑制定子空心铜导线的腐蚀，保证发电机组的安全运行。
文档编号C02F1/42GK101274789SQ20071016904
公开日2008年10月1日 申请日期2007年12月27日 优先权日2007年12月27日
发明者曹顺安 申请人:武汉大学