電子水處理技術(shù)在燈泡貫流機(jī)組上的應(yīng)用

1、電子水處理技術(shù)在燈泡貫流機(jī)組上的應(yīng)用             電子水處理技術(shù)在燈泡貫流機(jī)組上的應(yīng)用                          張祥文1，佟文敏2(1.安居水力發(fā)電廠，重慶 銅梁402564； 2.成都勘測設(shè)計(jì)研究院，

2、四川 成都610072)<!endif>      關(guān)鍵詞：燈泡貫流機(jī)組；通風(fēng)冷卻系統(tǒng)；水質(zhì)結(jié)垢；防垢；阻垢； 安居水電廠    摘要：安居水力發(fā)電廠燈泡貫流式水輪發(fā)電機(jī)組采用兩次冷卻密 閉循環(huán)軸向通風(fēng)的空氣冷卻系統(tǒng)。冷卻水系統(tǒng)的水質(zhì)要求無垢無菌。以往采用投入化學(xué)藥劑 方法防垢殺菌其效果不令人滿意，后采用了科技含量較高的電子水處理儀得到解決。電子水 處理儀集高頻，電磁場于一體，處理儀主機(jī)回路產(chǎn)生的高頻電磁場振蕩在固定兩極間形成一 定強(qiáng)度的高頻電磁場，水通過該電磁場時便可防垢，除垢、殺菌、滅藻、防腐蝕、防

3、鐵銹。 運(yùn)行幾個月來效果良好。        貫流式水輪發(fā)電機(jī)組是開發(fā)低水頭水力資源的良好機(jī)型，在國內(nèi)外開發(fā)低水頭水力資源時它 得到廣泛應(yīng)用。但由于燈泡貫流式機(jī)組結(jié)構(gòu)緊湊，發(fā)電機(jī)的通風(fēng)冷卻系統(tǒng)是其技術(shù)難關(guān)之一 。安居水電廠的燈泡貫流式水輪發(fā)電機(jī)組是由我國自行設(shè)計(jì)、制造，金屬材料立足于國內(nèi)的產(chǎn)品，當(dāng)時在尺寸上和容量上均系國內(nèi)最大的(裝機(jī)容量：2×15 MW)，由于經(jīng)驗(yàn)不足，出現(xiàn)了一些缺陷，經(jīng)近10年的運(yùn)行和技術(shù)改造，已逐漸完善。筆者僅就在技術(shù)改造過程中應(yīng)用電 子水處理技術(shù)的情況予以介紹。其機(jī)組的主要參數(shù)為：水輪機(jī)型號

4、為GZSK111B-WP-550；額定水頭8 m；額定出力15 510 kW；額定流量214.8 m3s；額定工況效率92%；額定轉(zhuǎn)速88.2 rmin。發(fā)電機(jī) 型號為SFWG15-685700；額定功率15 000 kW；額定容量15 790kV·A；額定電壓6 300 V；額定電流1 447 A；功率因數(shù)0.95(滯后)；絕緣等級F。1  發(fā)電機(jī)密閉循環(huán)冷卻系統(tǒng)    安居水電廠水輪發(fā)電機(jī)采用兩次冷卻雙密閉循環(huán)軸向通風(fēng)的空氣冷卻系統(tǒng)。一路為空氣密閉 循 環(huán)，其流程為：軸流通風(fēng)機(jī)轉(zhuǎn)子支架轉(zhuǎn)子下游側(cè)風(fēng)扇定、轉(zhuǎn)子氣隙定子線棒端部 定子機(jī)座軸向通風(fēng)

5、孔空氣冷卻器軸流通風(fēng)機(jī)。另一路為冷卻水密閉循環(huán)，其流程為：空 氣冷卻器冷卻套被河水冷卻循環(huán)水泵空氣冷卻器。設(shè)計(jì)時采用的河水溫度最高為28 ，實(shí)際運(yùn)行過程中曾出現(xiàn)過32。密閉循環(huán)的熱風(fēng)經(jīng)空氣冷卻器借紫銅管及散熱片與冷 卻 水進(jìn)行熱交換，冷卻水經(jīng)熱交換變成熱水進(jìn)入冷卻套，進(jìn)入冷卻套內(nèi)的熱水靠冷卻套外側(cè)不 銹鋼板與低溫河水進(jìn)行熱交換，將其溫度降下來，然后由循環(huán)水泵加壓后注入空氣冷卻器形 成冷卻水的密閉循環(huán)回路。安居水電廠機(jī)組的循環(huán)水溫最高達(dá)到46。    冷卻套內(nèi)部夾層隔有13路流道，為防止冷卻套及管道等內(nèi)部結(jié)垢和被腐蝕，而使冷卻套與河 水的熱交換效率降低，國外機(jī)組常用

6、向冷卻套內(nèi)部加入防垢、阻垢、防腐等化學(xué)藥劑的方法 處理。安居水電廠機(jī)組當(dāng)時制造廠家只提出要求，而未供應(yīng)防垢藥劑，故初期是采用向冷卻 套和膨脹水箱灌注火電廠的蒸餾水，運(yùn)行幾年后發(fā)現(xiàn)防垢、防腐不夠理想。改用市場上推銷 的防垢、阻垢、防腐、防銹等化學(xué)藥劑，對冷卻水系統(tǒng)進(jìn)行清洗后再注入藥劑。采用這種措 施工作量大、繁雜、要停機(jī)、耗資大，而且不能徹底解決防垢、滅菌、滅藻等問題。    1999年9月請重慶大學(xué)研究生院對冷卻套冷卻水系統(tǒng)進(jìn)行了取水樣化驗(yàn)，結(jié)果列于表1。  水樣化驗(yàn)表明，該水樣中含有大量鐵化合物和硅化合物。分析認(rèn)為：鐵化合物主要以Fe3 O4和Fe(O

7、H)3等形式存在；硅化合物主要以SiO2形式存在。同時認(rèn)為，鐵化合物來自材料腐蝕，如酸洗后污水未排凈，不可能是余酸所致的腐蝕，但還存在垢下腐蝕的可能。由于Fe3的存在，可能造成金屬鐵、銅的腐蝕；樣品中的沉淀物極易沉降，它會導(dǎo)致 污垢熱阻，從而影響熱交換效率；SiO2主要來自水源，可能是因加水時未處理干凈所致 。此外，含有少量粘泥，可能是細(xì)菌代謝產(chǎn)物；水樣顏色發(fā)黑是含有不溶性固體；色澤差異 的原因是由于固體含量差異或因取樣點(diǎn)差異造成。             

8、0;                 總之，采用市場推銷的防垢、阻垢、防腐等化學(xué)藥劑，并不能處理好冷卻套內(nèi)部的水質(zhì)問題 。<!endif>2  電子水處理儀2.1  工作原理    電子水處理儀集高頻，電磁場于一體，處理儀主機(jī)電子回路產(chǎn)生的高頻電磁場振蕩在固定兩 極間形成一定強(qiáng)度的高頻電磁場，水通過高頻電磁場時產(chǎn)生如下功能。    (1)防垢。高頻電磁場能

9、在不改變原有化學(xué)成份的情況下，使水分子的物理結(jié)構(gòu)發(fā)生變化 原締合鏈狀大分子斷裂成單個水分子，水中溶解鹽的正負(fù)離子(垢分子)被單個分子包圍 ，然后運(yùn)動速度降低，彼此間有效碰撞次數(shù)減少，改變了CaCO3晶體析出的形狀，在受熱面不結(jié)硬垢而成軟垢，從而達(dá)到防垢的目的。    (2)除垢。由于偶極子偶極距的增大，增強(qiáng)了鹽類離子的水合能力，從而提高水垢的溶解速 率，使已形成的水垢逐漸被剝蝕、脫落，達(dá)到除垢的目的。    (3)殺菌、滅藻。高頻電磁場對水中細(xì)菌和藻類有刺激其快速成長和快速死亡的作用，具有 極強(qiáng)的殺傷力。同時被激化后的單個分子能將水中

10、溶解氧包圍封鎖，從而切斷了微生物進(jìn)行 生命反應(yīng)所需氧的來源。    (4)防腐蝕、除鐵銹。高頻電磁場將激化單個水分子，使溶解在水中的氧分子被它包容， 成為隋性氧，切斷了鐵銹生成所需氧的來源。因此抑制了鐵銹的生成，而能使紅銹(Fe2O3)還原成具有很強(qiáng)抗腐蝕的黑銹(Fe3O4)外膜。2.2  使用條件    (1)適用水源。地面水、地下水、工業(yè)用水、河水、深井水、溫泉水等。    (2)適用的水質(zhì)。水質(zhì)總硬度800 mgL(以CaCO3計(jì))。    (3)適用的水溫。

11、使用水溫在0100。    (4)適用的工作壓力。水的工作壓力應(yīng)2.5 MPa。    (5)適用的流量。單臺機(jī)流量5 000 th。    (6)適用的環(huán)境。環(huán)境相對濕度95%。溫度-4060。    (7)使用壽命。使用壽命15 a。3  安居機(jī)組冷卻套水質(zhì)處理設(shè)備的改造     安居水力發(fā)電廠于2000年元月在1號機(jī)安裝了1套DGQ320Z型電子水處理儀。其參數(shù) 為：進(jìn)出口徑200 mm；過儀流量320 th；工作壓力0.35 M

12、Pa；水頭 阻力0.9 m。該處理儀為主、輔機(jī)分體式連接，其連接方式采用直通型，安裝在循環(huán)水泵 的吸水管上，見圖1。                                  在安裝電子水處理儀的同時也更換2臺冷卻循環(huán)水泵。安居水電廠原冷卻套冷卻水循環(huán)水泵 型號為IS20

13、0150400B的臥式水泵，安裝在發(fā)電機(jī)的燈泡頭壓力門蓋上，由于該水泵在運(yùn) 行中有較大的振動和噪聲，而泵軸密封漏水嚴(yán)重，致使冷卻套膨脹水箱經(jīng)常要補(bǔ)充冷水，影 響了冷卻套內(nèi)部的水質(zhì)，并造成維修工作量增大。更換的2臺立式水泵型號為KL200400( I)C。更換后經(jīng)幾個月運(yùn)行觀察，泵軸密封幾乎無漏水，膨脹水箱也未補(bǔ)充過水；水泵運(yùn) 行平穩(wěn)，振動甚微，噪聲也很小，滿足了要求，與原臥式水泵相比，占地面積小，安裝方便，優(yōu)點(diǎn)突出。安居1號機(jī)組經(jīng)電子水處理儀的采用和水泵的更換，冷卻水經(jīng)抽水樣檢查未發(fā) 現(xiàn)有黑色雜物，水色清晰，無異味。水質(zhì)問題得到解決。4  結(jié)語    電子水處理儀是在借鑒國外先進(jìn)水處理技術(shù)的基礎(chǔ)上研制出來的新型水處理設(shè)