专利名称：一种处理发电机定冷水的微碱化三层离子交换床的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种离子交换床，尤其是涉及一种处理发电机定冷水的微碱化三层离子交换床。
背景技术：
发电机的定子绕组在运行过程中会产生大量热量，通常采用水作为冷却介质予以冷却。因受CO2溶解及发电机铜线棒腐蚀的影响，在定子内冷却水(简称定冷水)的循环使用过程中，如不加以处理或更换，其pH值将逐渐下降，而铜离子含量与电导率将逐渐上升。这对发电机的安全运行将造成较大威胁。电导率过高时，聚四氟乙烯绝缘引水管会发生漏电、闪络烧伤。pH值过低时，铜线棒的腐蚀将加剧，定冷水中铜离子含量将大幅增加。而铜离子含量大幅增加后，一方面，电导率势必上升，影响绝缘性能；另一方面，铜线棒内壁易产生非均匀结垢，引起阻塞，影响冷却效果，严重时造成发电机绕组局部超温，甚至烧坏。美国、德 国、日本及前苏联的一些电厂曾发生过此类事故。因此，为确保发电机的安全运行，世界各国对定冷水水质均有严格要求。我国的《DL/T801-2010大型发电机内冷却水质及系统技术要求》规定定冷水电导率=0. 4-2. O μ s/cm ；pH=7-9 (采用氧隔离措施，02<30 μ g/L时)或8-9 (无氧隔离措施时)；Cu2+ > 20 μ g/L。目前，国内外控制定冷水水质的主要方法有两种一是投加碱性药剂法，另一是离子交换旁路处理法。投加碱性药剂法可有效提高定冷水的PH值，从而有效地抑制铜腐蚀。但采用这种方法时，一方面碱性药剂的投加量难控制，有可能过量，存在技术风险；另一方面，电导率与铜离子浓度均会逐渐上升，需经常换水。离子交换旁路处理则是近年来国内外大中型电厂中应用最广的一种定冷水水质控制方法。目前，许多电厂采用内充强酸性H型阳树脂与强碱性OH型阴树脂的小混床来控制定冷水水质。这种小混床可有效控制定冷水的Cu2+含量与电导率，但对pH值的控制效果较差，多数情况下pH值明显偏低，达不到定冷水水质标准，发电机铜线棒的腐蚀实际上仍较严重，不利于发电机组的安全运行。另有一些电厂则采用内充强酸性Na型阳树脂与强碱性OH型阴树脂的小混床来控制定冷水水质，定冷水的PH值与Cu2+含量均可达标，但电导率会不断上升，需要经常换水。为了克服上述两种小混床的缺点，部分电厂采用内充强酸性H型、强酸性Na型与强碱性OH型三种树脂的小混床来控制定冷水水质，效果较佳，定冷水的Cu2+含量、pH值与电导率均能达标。但这类小混床中阴阳树脂大多采用均匀混合的方式填装，树脂层中的Cu2+对阴树脂具有催化分解作用，特别在定冷水温度>45° C、pH>8的情况下，Cu2+催化分解阴树脂的速率会明显增加，一方面影响阴树脂使用寿命，另一方面分解产物氨对铜具有络合破坏作用，不利于铜线棒的防腐。此外，现有的各类小混床还存在树脂更换操作或较麻烦，或树脂易散落地面的缺陷，如有的采用阀门外排，树脂易堵塞，有的在小混床的下侧面开有水平方向的出入口，打开盖板时，树脂易散落至地面。
发明内容[0004]本实用新型的目的在于提供一种处理发电机定冷水的微碱化三层离子交换床，使PH值、电导率与Cu2+含量三个指标均能稳定地达到定冷水水质标准，同时延长离子交换树脂的更换周期，并有利于失效树脂的外排操作。本实用新型采用的技术方案是在圆桶形的离子交换床内从下至上依次设置出水水帽、树脂层、多孔布水管和树脂加入口盖板；位于树脂加入口盖板内的排气管水帽经位于树脂加入口盖板外的活接与排气阀连通，多孔布水管接进水阀，位于出水水帽下端的离子交换床接出水阀，出水水帽上端设有树脂外排口。所述树脂层分为三层，从下至上依次为下树脂层、中树脂层和上树脂层，所述树脂外排口为向上倾斜的树脂外排口，树脂外排口设有树脂外排口盖板。所述树脂外排口与水平线倾角为3(Γ45 °。所述下树脂层为阳树脂层、中树脂层为阴树脂层、上树脂层为阳树脂层，阳树脂与阴树脂的体积比为2 4:1，上树脂层与下树脂层的体积比为1:广2。 所述的阴树脂为OH型阴离子交换树脂；阳树脂为经微碱化处理的阳离子交换树脂。本实用新型具有的有益的效果是本实用新型可有效减缓定子铜线棒腐蚀；定冷水可长期循环使用，不需要更换，水质达到定冷水使用标准；运行稳定可靠，离子交换树脂更换周期长；树脂更换操作方便。
附图是本实用新型结构原理图。图中1.排气阀，2.活接，3.树脂加入口盖板，4.排气管水帽，5.树脂加入口，6.离子交换床，7.多孔布水管，8.进水阀，9.上树脂层，10.中树脂层，11.下树脂层，12.树脂外排口盖板，13.树脂外排口，14.出水水帽，15.出水阀。
具体实施方式
以下结合附图和实施例对本实用新型作进一步说明。如附图所示，本实用新型在圆桶形的离子交换床内从下至上依次设置出水水帽14、树脂层、多孔布水管7和树脂加入口盖板3 ;位于树脂加入口盖板3内的排气管水帽4经位于树脂加入口盖板3外的活接2与排气阀I连通，多孔布水管7接进水阀8，位于出水水帽14下端的离子交换床接出水阀15，出水水帽14上端设有树脂外排口。所述树脂层分为三层，从下至上依次为下树脂层11、中树脂层10和上树脂层9，所述树脂外排口为向上倾斜的树脂外排口 13，树脂外排口 13设有树脂外排口盖板12。所述树脂外排口 13与水平线的倾角为3(Γ45°。打开盖板时，失效树脂不会自行散落至地面，有利于树脂的外排操作。所述下树脂层11为阳树脂层、中树脂层10为阴树脂层、上树脂层9为阳树脂层，阳树脂与阴树脂的体积比为21:1，上树脂层与下树脂层的体积比为1:广2。离子交换床运行稳定后定冷水的pH值为8. 00 8· 50，电导率为O. 40 1· 50 μ s/cm, Cu2+含量低于10 μ g/L所述的阴树脂为OH型阴离子交换树脂；阳树脂为经微碱化处理的阳离子交换树脂，同时含有Na+与H+两种可交换离子，其中Na+所占摩尔比率为2 15%。[0018]运行过程中，定冷水在离子交换床内自上至下流动；上树脂层主要用于去除定冷水中的大部分Cu2+，降低进入中树脂层的Cu2+含量，从而减缓Cu2+对阴树脂的催化分解，既延长阴树脂的使用寿命，又降低对铜线棒具有络合破坏作用的氨的产生量；中树脂层主要用于去除溶入定冷水中的C02、HC03-与C032—，提高定冷水的pH值；下树脂层一方面用于去除残留的Cu2+，另一方面则用于去除因中树脂层的缓慢分解而产生的氨，减缓铜线棒的腐蚀速率，从而提高发电机的安全可靠性。所述微碱化阳树脂可通过先将H型与Na型树脂均匀混合，再在水中浸泡一段时间后获得，也可用低浓度NaOH水溶液浸泡H型树脂并搅拌均匀后获得，Na+占总可交换离子的摩尔比率为2 15%。所述Na+也可用其他易溶性一价阳离子如Li+、K+等代替。实施例某一 600丽发电机组，其定冷水原来采用H型阳树脂与OH型阴树脂均匀混合的单层小混床进行处理，阳树脂与阴树脂的体积比为2:1，此情况下定冷水的pH值6. 50-7. 30，电导率彡O. 20 μ s/cm，铜离子浓度8. 7-21. 3 μ g/L。后来改用内充经微碱化处理的阳树脂与OH型阴树脂处理，树脂分三层，上层与下层均为阳树脂，中层为阴树脂，上、中、下树脂层的体积比为1:1:1，阳树脂中Na+占总可交换离子的摩尔比率约10%，此情况下定冷水的pH值 8. 19-8. 36，电导率 O. 70-0. 90 μ s/cm,铜离子浓度 2. 8-5. 7 μ g/L。
权利要求1.一种处理发电机定冷水的微碱化三层离子交换床，在圆桶形的离子交换床内从下至上依次设置出水水帽(14)、树脂层、多孔布水管(7)和树脂加入口盖板(3);位于树脂加入口盖板(3)内的排气管水帽(4)经位于树脂加入口盖板(3)外的活接(2)与排气阀(I)连通，多孔布水管(7)接进水阀(8)，位于出水水帽(14)下端的离子交换床接出水阀(15)，出水水帽(14)上端设有树脂外排口 ；其特征在于所述树脂层分为三层，从下至上依次为下树脂层(11 )、中树脂层(10)和上树脂层(9)，所述树脂外排口为向上倾斜的树脂外排口( 13)，树脂外排口( 13)设有树脂外排口盖板(12)。
2.根据权利要求I所述的一种处理发电机定冷水的微碱化三层离子交换床，其特征在于所述树脂外排口(13)与水平线倾角为3(T45°。
3.根据权利要求I所述的一种处理发电机定冷水的微碱化三层离子交换床，其特征在于所述下树脂层(11)为阳树脂层、中树脂层(10)为阴树脂层、上树脂层(9)为阳树脂层，阳树脂层与阴树脂层的体积比为2 4:1，上树脂层与下树脂层的体积比为1:广2。
4.根据权利要求3所述的一种处理发电机定冷水的微碱化三层离子交换床，其特征在于所述的阴树脂为OH型阴离子交换树脂；阳树脂为经微碱化处理的阳离子交换树脂。
专利摘要本实用新型公开了一种处理发电机定冷水的微碱化三层离子交换床。在圆桶形的离子交换床内从下至上依次设置出水水帽、下层阳树脂、中层阴树脂、上层阳树脂、多孔布水管和树脂加入口盖板；位于树脂加入口盖板内的排气管水帽经位于树脂加入口盖板外的活接与排气阀连通，多孔布水管接进水阀，位于出水水帽下端的离子交换床接出水阀，位于出水水帽上端的离子交换床设置树脂外排口，树脂外排口有树脂外排口盖板。本实用新型可有效减缓定子铜线棒腐蚀；定冷水可长期循环使用，不需要更换，水质达到定冷水使用标准；运行稳定可靠，离子交换树脂更换周期长；树脂更换操作方便。
文档编号C02F1/42GK202538789SQ20122005841
公开日2012年11月21日 申请日期2012年2月22日 优先权日2012年2月22日
发明者张敏敏, 王宏义, 缪盛华, 陈仲渊, 陈雪明 申请人:浙江大学, 浙江浙能乐清发电有限责任公司