换流阀内冷却水水质控制方法及装置与流程

1.本发明属于换流阀内冷却水处理领域，具体涉及一种换流阀内冷却水水质控制方法及装置。


背景技术：

2.随着电力系统不断的发展、新型电力系统的建设，大批特高压和高压输电工程建设和投运。换流站是特高压和高压直流输电系统中实现交流电和直流电相互能量转换的部位，也是直流输电的中心环节。换流阀是换流站实现交直流转换最核心和最关键的部件，正常运行时承受着大电流和高电压，运行过程中产生大量的热量需要内冷却水系统带走。换流阀内冷却水系统通常采用去离子水作为冷却介质，对内冷水水质要求十分严格以防止冷却水系统腐蚀结垢引起设备故障。据不完全统计，2015年至2021年，阀内冷水系统引起的故障占到换流站故障45％以上。因此，如何有效控制内冷水的水质、提高水质控制的可靠性、降低阀内冷水系统的金属结垢问题亟待解决。
3.目前，换流阀内冷却水系统通常采用旁路离子交换树脂法来净化内冷水水质，该法主要存在以下缺点：(1)离子交换树脂运行寿命较短，需要定期进行更换。但是由于换流阀内冷水系统没有除盐水补水系统，换流阀运行过程中，为防止水质恶化或意外发生，不允许进行相应离子交换树脂更换检修工作，只能结合年度检修进行更换，造成离子交换树脂未失效进行更换或者更换不及时，导致运维费用高或者存在隐患；(2)离子交换树脂运行投运需要进行冲洗去除杂质和树脂粉末，而换流阀内冷水系统无额外水系统进行冲洗，直接运行容易导致初期水质差，离子交换树脂析出的异物进入到换流阀内冷水系统中；(3)离子交换树脂运行过程中存在有机物和离子等杂质的析出，影响水质加速金属材料的腐蚀。一些学者提出采用edi和反渗透中的一种或几种来作为内冷水水处理系统，但是这些处理系统存在以下缺点：一是存在浓水排放需要大量的内冷水补充，造成水资源浪费、运维成本增加，而且换流阀并不设计除盐水补水系统，其对现有阀冷系统并不合适。因此，需要一种新的换流阀内冷却水水质控制方法来代替现有的技术。


技术实现要素：

4.本发明要解决的技术问题是克服现有技术的不足，提供一种换流阀内冷却水水质控制方法及装置，该换流阀内冷水水质控制方法及装置可以去除换流阀内冷水中杂质，使内冷水水质稳定，解决离子交换树脂无法运行期间更换、投运初期无法冲洗保证水质以及离子交换树脂溶出物对水质影响等问题的同时，满足内冷水的零排放需求，可有效提高换流站内冷却水系统运行可靠性和经济性。
5.为解决上述技术问题，本发明采用以下技术方案：
6.一种换流阀内冷却水水质控制方法，先采用edi模块旁路处理换流阀内冷水，将所述edi模块的产水送回至换流阀内冷水箱，将所述edi模块的浓水和极水送至一循环水箱，将所述循环水箱中的混合水通过一脱气装置进行脱气，将脱气后的内冷水通过离子交换器
进行离子交换处理，将所得去离子内冷水送至所述edi模块继续处理，得到合格的edi产水。
7.上述的换流阀内冷却水水质控制方法，优选的，所述edi模块的产水电阻率≥18mω
·
cm。
8.上述的换流阀内冷却水水质控制方法，优选的，所述脱气装置处理后的内冷水中各气体含量小于2ppb。
9.上述的换流阀内冷却水水质控制方法，优选的，所述脱气装置中设有脱气膜，所述脱气膜为气液分离膜，脱气效率大于99.99％。
10.上述的换流阀内冷却水水质控制方法，优选的，所述离子交换器为氢氧型阴离子交换树脂和氢型阳离子交换树脂组成的混床。
11.作为一个总的技术构思，本发明还提供一种换流阀内冷却水水质控制装置，包括换流阀内冷水箱、edi模块、循环水箱、脱气装置和离子交换器，所述edi模块设有第一进水口、第二进水口、产水出口、极水出口和浓水出口，所述换流阀内冷水箱的出水口与所述edi模块的第一进水口连通，所述edi模块的产水出口与所述换流阀内冷水箱的回水口连通，所述edi模块的极水出口和浓水出口分别与所述循环水箱的进水口连通，所述循环水箱的出水口、所述脱气膜、所述离子交换器、所述edi模块的第二进水口依次连通。
12.上述的换流阀内冷却水水质控制装置，优选的，所述换流阀内冷水箱的出水口与所述edi模块的第一进水口之间、所述循环水箱的出水口与所述脱气装置之间、所述离子交换器与所述edi模块的第二进水口之间均设有给水泵和阀门。
13.上述的换流阀内冷却水水质控制装置，优选的，所述脱气装置设有排气口，所述排气口与一真空泵连通。
14.上述的换流阀内冷却水水质控制装置，优选的，所述edi模块的产水出口与所述换流阀内冷水箱的回水口之间的管道上、所述edi模块的浓水出口与所述循环水箱的进水口之间的管道上、所述edi模块的极水出口与所述循环水箱的进水口之间的管道上、所述脱气装置与所述离子交换器之间的管道上均设有阀门。
15.上述的换流阀内冷却水水质控制装置，优选的，所述离子交换器设有两个，两个离子交换器呈并列排布。
16.本发明中，edi(electro-deionization，连续电解除盐技术)，是一种将离子交换技术、离子交换膜技术和离子电迁移技术相结合的纯水制造技术，它将电渗析和离子交换技术相结合，利用两端电极高压使水中带电离子移动，并配合离子交换树脂及选择性树脂膜以加速离子移动去除，从而达到水纯化的目的。
17.与现有技术相比，本发明的优点在于：
18.本发明的方法和装置采用edi模块处理换流阀内冷水，采用脱气装置(脱气膜)和离子交换器联合处理edi运行过程中产生的浓水和极水。edi处理使得阀内冷水水质稳定可靠，维护周期长，脱气装置和离子交换器联合处理edi浓水和极水可将edi处理过程产生的浓水和极水全部进行回收，实现换流阀内冷水零排放。相比于传统离子交换树脂法，离子交换树脂中杂质和溶出物对换流阀内冷水水质的影响、维护周期短、运维费用高、运行初期水质差等问题不再存在，本发明的方法及装置具有水质稳定、维护周期长、运行可靠等优点。相比于传统的edi或膜处理技术，本发明无需排放废水，实现内冷水零排放。综上，本发明具备水质佳、运行可靠性更高以及经济性佳等特点。
附图说明
19.图1为本发明实施例1中换流阀内冷却水水质控制装置的水路流程示意图。
20.图例说明：
21.1、edi模块；2、换流阀内冷水箱；3、循环水箱；4、脱气装置；5、离子交换器；6、给水泵；7、阀门；8、真空泵。
具体实施方式
22.以下结合说明书附图和具体优选的实施例对本发明作进一步描述，但并不因此而限制本发明的保护范围。以下实施例中所采用的材料和仪器均为市售。
23.实施例1
24.一种本发明的换流阀内冷却水水质控制方法，包括以下步骤：先采用edi模块1旁路处理换流阀内冷水，将edi模块1的产水送回至换流阀内冷水箱2，将edi模块1的浓水和极水送至一循环水箱3，将循环水箱3中的混合水通过一脱气装置4进行脱气，将脱气后的内冷水通过离子交换器5进行离子交换处理，将所得去离子内冷水送至edi模块1继续处理，得到合格的edi产水，可实现换流阀内冷水零排放。
25.本实施例中，edi模块1为西门子ip-lxm 45z edi模块，其产水电阻率为18mω
·
cm。
26.本实施例中，脱气装置4处理后的内冷水中氧气、二氧化碳等气体含量均小于2ppb。
27.本实施例中，脱气装置4中设有脱气膜，脱气膜为中空纤维聚丙烯气液分离膜，脱气效率为99.999％。
28.本实施例中，离子交换器5为氢氧型阴离子交换树脂和氢型阳离子交换树脂组成的混床。
29.本实施例中，循环水箱3中设有搅拌器。
30.一种本发明的换流阀内冷却水水质控制装置，包括换流阀内冷水箱2、edi模块1、循环水箱3、脱气装置4和离子交换器5，edi模块1设有第一进水口、第二进水口、产水出口、极水出口和浓水出口，换流阀内冷水箱2的出水口与edi模块1的第一进水口连通，edi模块1的产水出口与换流阀内冷水箱2的回水口连通，edi模块1的极水出口和浓水出口分别与循环水箱3的进水口连通，循环水箱3的出水口、脱气膜4、离子交换器5、edi模块1的第二进水口依次连通。
31.本实施例中，换流阀内冷水箱2的出水口与edi模块1的第一进水口之间、循环水箱3的出水口与脱气装置4之间、离子交换器5与edi模块1的第二进水口之间均设有给水泵6和阀门7。
32.本实施例中，脱气装置4设有排气口，排气口与一真空泵8连通。
33.本实施例中，可通过管道连通上述各部件。edi模块1的产水出口与换流阀内冷水箱2的回水口之间的管道上、edi模块1的浓水出口与循环水箱3的进水口之间的管道上、edi模块1的极水出口与循环水箱3的进水口之间的管道上、脱气装置4与离子交换器5之间的管道上均设有阀门7。
34.本实施例中，离子交换器5设有两个，两个离子交换器5呈并列设置，一备一用。
35.本实施例的装置的工作原理及工作流程如下，其水路流程示意图如图1所示，：
36.edi模块1旁路处理换流阀内冷水箱2(简称阀内冷水箱)的换流阀内冷水，得到水质合格的edi产水，edi产水回到阀内冷水箱，完成换流阀内冷水的处理。edi浓水和极水进入循环水箱3，循环水箱3中的混合水先通过含脱气膜的脱气装置4进行脱气，脱气后经过离子交换器5处理后回用进入edi模块1进一步处理，得到合格的edi产水。
37.在上述实施例中，本发明的方法及装置可实现对换流站内换流阀净化，使内冷却水水质满足要求的同时实在内冷水零排放、运维工作更智能、运维工作量和费用更低。
38.以上所述，仅是本发明的较佳实施例而已，并非对本发明作任何形式上的限制。虽然本发明已以较佳实施例揭示如上，然而并非用以限定本发明。任何熟悉本领域的技术人员，在不脱离本发明的精神实质和技术方案的情况下，都可利用上述揭示的方法和技术内容对本发明技术方案做出许多可能的变动和修饰，或修改为等同变化的等效实施例。因此，凡是未脱离本发明技术方案的内容，依据本发明的技术实质对以上实施例所做的任何简单修改、等同替换、等效变化及修饰，均仍属于本发明技术方案保护的范围内。