一种发电机内冷却水净化及除氧脱碳装置和方法.pdf

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1、(10)申请公布号 CN 103613219 A (43)申请公布日 2014.03.05 CN 103613219 A (21)申请号 201310570933.X (22)申请日 2013.11.13 C02F 9/04(2006.01) (71)申请人武汉捷成电力科技有限公司地址 430074 湖北省武汉市光谷总部国际 3-801 (72)发明人谭德明 (74)专利代理机构北京瑞思知识产权代理事务所 ( 普通合伙 ) 11341 代理人王加岭 (54) 发明名称一种发电机内冷却水净化及除氧脱碳装置和方法 (57) 摘要本发明涉及一种发电机内冷却水净化及除氧脱碳装置和方。

2、法。本发明的装置包括发电机内冷却水净化单元与二级膜除氧脱碳单元；内冷却水净化单元由 RNa 型阳离子交换塔、 RH 型阳离子交换塔、第一 ROH 型阴离子交换塔、第二 ROH 型阴离子交换塔、精密树脂捕获器、流量调控系统、水质监测系统组成；二级膜除氧脱碳单元由中间水箱、循环水泵、压缩惰性气体系统、气液膜二级分离系统、气体监测系统以及增压水泵组成。本发明的装置和方法实现内冷却水 pH 值、电导率、含铜量、溶解氧等指标直接或间接联合调控，达到防止发电机铜导线腐蚀，保障发电机组安全稳定运行的目的。 (51)Int.Cl. 权利要求书 2 页。

3、说明书 5 页附图 1 页 (19)中华人民共和国国家知识产权局 (12)发明专利申请权利要求书2页说明书5页附图1页 (10)申请公布号 CN 103613219 A CN 103613219 A 1/2 页 2 1. 一种发电机内冷却水净化及除氧脱碳装置，其特征在于，所述装置包括发电机内冷却水净化单元与二级膜除氧脱碳单元。 2. 根据权利要求 1 所述的发电机内冷却水净化及除氧脱碳装置，其特征在于，所述内冷却水净化单元由 RNa 型阳离子交换塔、 RH 型阳离子交换塔、第一 ROH 型阴离子交换塔、第二ROH型阴离子交换塔、精密树脂捕获器、流量调控系统、水。

4、质监测系统组成；所述RNa型阳离子交换塔的出水口与所述第一ROH型阴离子交换塔的进水口相连；所述RH型阳离子交换塔的出水口与所述第二 ROH 型阴离子交换塔的进水口相连；所述第一 ROH 型阴离子交换塔和第二 ROH 型阴离子交换塔的出水口与精密树脂捕获器进水口相连，所述精密树脂捕获器出水口与所述二级膜除氧脱碳单元的进水口相连。 3.根据权利要求2所述的发电机内冷却水净化及除氧脱碳装置，其特征在于， RNa型阳离子交换塔、 RH 型阳离子交换塔、第一 ROH 型阴离子交换塔、第二 ROH 型阴离子交换塔，采用 “两塔四室” 或 “四塔四室” 的结构组成。 4.。

5、根据权利要求 2 所述的发电机内冷却水净化及除氧脱碳装置，其特征在于，所述流量调控系统由阀门与流量计组成；所述水质监测系统由在线 pH 计、在线电导仪、在线铜离子仪组成。 5. 根据权利要求 1 所述的发电机内冷却水净化及除氧脱碳装置，其特征在于，所述二级膜除氧脱碳单元由中间水箱、循环水泵、压缩惰性气体系统、气液膜二级分离系统、气体监测系统、产水箱以及增压水泵组成。 6. 根据根据权利要求 6 所述的发电机内冷却水净化及除氧脱碳装置，其特征在于，所述气体监测系统由在线溶氧仪、在线二氧化碳仪组成。 7. 根据权利要求 6 所述的发电机内冷却水净化及除氧。

6、脱碳装置，其特征在于，所述气液膜二级分离系统采用微滤膜和超滤膜二级分离工艺。 8. 根据权利要求 9 所述的发电机内冷却水净化及除氧脱碳装置，其特征在于，所述的微滤膜和超滤膜采用陶瓷、疏水性聚丙乙烯或聚乙烯材质。 9. 根据权利要求 9 所述的发电机内冷却水净化及除氧脱碳装置，其特征在于，所述的微滤膜采用中空纤维微滤膜、卷式微滤膜或板框式微滤膜；所述的超滤膜采用中空纤维超滤膜、卷式超滤膜或板框式超滤膜。 10. 一种发电机内冷却水净化及除氧脱碳方法，其特征在于，所述方法包括如下步骤：步骤一、将内冷却水分别注入 RNa 型阳离子交换塔、 RH 型阳离子交换。

7、塔以置换阳离子；步骤二、将从 RNa 型阳离子交换塔出来的内冷却水注入第一 ROH 型阴离子交换塔以置换阴离子；将从RH型阳离子交换塔出来的内冷却水注入第二ROH型阴离子交换塔以置换阴离子；步骤三、将从第一 ROH 型阴离子交换塔和第二 ROH 型阴离子交换塔出来的内冷却水汇流后，通过流量调控系统、水质监测系统调节水质；步骤四、将上述调节后的内冷却水注入精密树脂捕获器；步骤五、将所述精密树脂捕获器的出水送入中间水箱，并利用循环水泵将中间水箱的内冷却水送至一级气液膜分离系统，并将分离出的溶解氧和二氧化碳气体与压缩惰性气体排出；步骤六、将所述一级。

8、气液膜分离系统分离出内冷却水送入二级气液膜分离系统，进一权利要求书 CN 103613219 A 2 2/2 页 3 步分离内冷却水中的溶解氧和二氧化碳；步骤七、将经过所述二级气液膜分离系统的内冷却水送入密闭的产水箱，再通过增压泵将密闭产水箱中的内冷却水输送至内冷却水水箱。权利要求书 CN 103613219 A 3 1/5 页 4 一种发电机内冷却水净化及除氧脱碳装置和方法技术领域 0001 本发明涉及化学与环境技术及能源技术领域，尤其涉及一种发电机内冷却水净化及除氧脱碳装置和方法。背景技术 0002 大型发电机线圈铜导线的腐蚀主要取决于内冷却水的水质。

9、。内冷却水的补充水一般为电厂的除盐水，除盐水的电导率较低，且含有饱和的溶解氧与二氧化碳气体，前者可构成铜导线腐蚀原电池的阴极，造成铜离子的渗出，使铜导线线圈产生腐蚀；后者会造成除盐水的 pH 下降，使铜处于化学不稳定的腐蚀区，加快铜导线的腐蚀。 0003 目前，因发电机内冷却水质不良，引起重大设备故障的机率已引起行业内的高度重视。对内冷却水质进行调控的方式有单塔混床法、离子交换 + 加碱法、双塔 RNa 型 +RH 型混床法、水箱换水调节法、加缓蚀剂法等。现行行业规范明确提出不推荐采用添加缓蚀剂调控水质，但是采用上述各类技术获得的内冷却水的 pH。

10、值已由阳、阴离子交换树脂的混合比例所确定，在运行中不具备可调节功能，再生操作困难。发明内容 0004 有鉴于此，本发明提供了一种发电机内冷却水净化及除氧脱碳装置和方法，通过采用复床系统结构，实现了根据系统监测情况对出水 pH 值，实行有针对性的均衡调节，且减化了再生操作程序，从而实现对 pH、电导率、含铜量及溶解氧等指标的直接或间接联合调控的目的。 0005 本发明提供的发电机内冷却水净化及除氧脱碳装置包括发电机内冷却水净化单元与二级膜除氧脱碳单元，其中： 0006 所述内冷却水净化单元由 RNa 型阳离子交换塔、 RH 型阳离子交换塔、第一 ROH 。

11、型阴离子交换塔、第二 ROH 型阴离子交换塔、精密树脂捕获器、流量调控系统、水质监测系统组成；所述 RNa 型阳离子交换塔的出水口与所述第一 ROH 型阴离子交换塔的进水口相连；所述RH型阳离子交换塔的出水口与所述第二ROH型阴离子交换塔的进水口相连；所述第一 ROH 型阴离子交换塔和第二 ROH 型阴离子交换塔的出水口与精密树脂捕获器进水口相连，所述精密树脂捕获器出水口与所述二级膜除氧脱碳单元的进水口相连。 0007 可选地， RNa型阳离子交换塔、 RH型阳离子交换塔、第一ROH型阴离子交换塔、第二 ROH 型阴离子交换塔，采用 “两塔四室” 的结构组成。。

12、0008 可选地， RNa型阳离子交换塔、 RH型阳离子交换塔、第一ROH型阴离子交换塔、第二 ROH 型阴离子交换塔，采用 “四塔四室” 的结构组成。 0009 所述流量调控系统由阀门与流量计组成；所述水质监测系统由在线 pH 计、在线电导仪、在线铜离子仪组成。 0010 所述二级膜除氧脱碳单元由中间水箱、循环水泵、压缩惰性气体系统、气液膜二级分离系统、气体监测系统、产水箱以及增压水泵组成。说明书 CN 103613219 A 4 2/5 页 5 0011 所述气体监测系统由在线溶氧仪、在线二氧化碳仪组成。 0012 所述气液膜二级分离系统采用微滤膜和超滤。

13、膜二级分离工艺。 0013 所述的微滤膜和超滤膜采用陶瓷、疏水性聚丙乙烯或聚乙烯材质。 0014 所述的微滤膜采用中空纤维微滤膜、卷式微滤膜或板框式微滤膜；所述的超滤膜采用中空纤维超滤膜、卷式超滤膜或板框式超滤膜。 0015 本发明提供的发电机内冷却水净化及除氧脱碳方法，包括如下步骤： 0016 步骤一、将内冷却水分别注入 RNa 型阳离子交换塔、 RH 型阳离子交换塔以置换阳离子； 0017 步骤二、将从 RNa 型阳离子交换塔出来的内冷却水注入第一 ROH 型阴离子交换塔以置换非金属性阴离子；将从RH型阳离子交换塔出来的内冷却水注入第二ROH型阴离子交换塔以。

14、置换阴离子； 0018 步骤三、将从第一 ROH 型阴离子交换塔和第二 ROH 型阴离子交换塔出来的内冷水汇流后，通过流量调控系统、水质监测系统调节水质； 0019 步骤四、将上述调节后的内冷却水注入精密树脂捕获器； 0020 步骤五、将所述精密树脂捕获器的出水送入中间水箱，并利用循环水泵将中间水箱的内冷却水送至一级气液膜分离系统，并将分离出的溶解氧和二氧化碳气体与压缩惰性气体排出； 0021 步骤六、将所述一级气液膜分离系统分离出内冷却水送入二级气液膜分离系统，进一步分离内冷却水中的溶解氧和二氧化碳； 0022 步骤七、将经过所述二级气液膜分离系统的内冷却。

15、水送入密闭的产水箱，再通过增压泵将密闭产水箱中的内冷却水输送至内冷却水水箱。 0023 本发明能够通过在阳离子交换塔上下两室进水端分别安装的流量调控系统，在 ROH 型阴离子交换塔出水端安装的水质监测系统，实现对水质的在线调节，以满足装置出水水质符合行业规范要求。 0024 此外，本发明采用 PVDF 中空纤维气水分离膜组件进行内冷却水的除氧脱碳处理，实现内冷却水中氧气和二氧化碳气体的同时去除，使内冷却水中的溶解氧降低到 30g/ L，同时减低内冷却水中的二氧化碳气体含量，实现内冷却水的 pH 值为 8.0 9.0(25 )，减缓内冷却水对铜导线的腐蚀。或者， 0025。

16、采用无机陶瓷气水分离膜组件进行内冷却水的除氧脱碳处理，实现内冷却水中氧气和二氧化碳气体的同时去除，使内冷却水中的溶解氧降低到 10g/L，同时减低内冷却水中的二氧化碳气体含量，实现内冷却水的 pH 值为 8.3(25 )，使内冷却水的水质指标更趋理想化。 0026 综上所述，本发明提供的装置和方法能够对发电机内冷却水 pH 值、电导率、溶解氧、二氧化碳各项指标进行自主调控，从而避免了因某一水质指标不合格时，需不定时将装置退出系统的情况，并避免了进行繁琐的再生工作或直接更换树脂产生额外的经济损失，以及避免了废旧树脂不能妥善处理造成环境污染的情况，并能够有效。

17、防止发电机铜导线的腐蚀。此外，本发明的装置和方法实现了大型发电机组中内冷却水的有效回用，减少了消耗水量，并保证发电机的安全运行且满足行业规范的技术要求。说明书 CN 103613219 A 5 3/5 页 6 附图说明 0027 为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作一简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员而言，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。 0028 图 1 为本发明一实施例提供的发电机内冷却水净化及除氧脱碳装置的结构示意图。具体实。

18、施方式 0029 为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整的描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。 0030 图 1 为本发明一实施例提供的发电机内冷却水净化及除氧脱碳装置的结构示意图，如图 1 所示，本实施例的发电机内冷却水净化及除氧脱碳装置包括发电机内冷却水净化单元 1 与二级膜除氧脱碳单元 2，其中， 0031 所述内冷却水净化单。

19、元 1 由 RNa 型阳离子交换塔 11、 RH 型阳离子交换塔 12、第一 ROH 型阴离子交换塔 13、第二 ROH 型阴离子交换塔 14、精密树脂捕获器 15、流量调控系统、水质监测系统组成；所述RNa型阳离子交换塔11的出水口与所述第一ROH型阴离子交换塔 13 的进水口相连；所述 RH 型阳离子交换塔 12 的出水口与所述第二 ROH 型阴离子交换塔 14 的进水口相连；所述第一 ROH 型阴离子交换塔 13 和第二 ROH 型阴离子交换塔 14 的出水口与精密树脂捕获器 15 进水口相连，所述精密树脂捕获器 15 出水口与所述二级膜除氧脱碳单元 2 的进。

20、水口相连。 0032 可选地， RNa 型阳离子交换塔 11、 RH 型阳离子交换塔 12、第一 ROH 型阴离子交换塔 13、第二 ROH 型阴离子交换塔 14，采用 “两塔四室” 的结构组成。 0033 可选地， RNa 型阳离子交换塔 11、 RH 型阳离子交换塔 12、第一 ROH 型阴离子交换塔 13、第二 ROH 型阴离子交换塔 14，采用 “四塔四室” 的结构组成。 0034 所述流量调控系统由阀门与流量计组成；所述水质监测系统由在线 pH 计、在线电导仪、在线铜离子仪组成。 0035 所述二级膜除氧脱碳单元2由中间水箱21、循环水泵22、压缩惰性气体系。

21、统23、气液膜二级分离系统 24、气体监测系统 25、产水箱 26 以及增压水泵 27 组成。 0036 可选地，所述气体监测系统 25 由在线溶氧仪、在线二氧化碳仪组成。 0037 所述气液膜二级分离系统 24 采用微滤和超滤二级分离工艺。 0038 所述的微滤和超滤二级分离工艺采用微滤膜和超滤膜。 0039 所述的微滤膜和超滤膜采用陶瓷、疏水性聚丙乙烯或聚乙烯材质。 0040 所述的微滤膜采用中空纤维微滤膜、卷式微滤膜或板框式微滤膜；所述的超滤膜采用中空纤维超滤膜、卷式超滤膜或板框式超滤膜。 0041 本发明提供的发电机内冷却水净化及除氧脱碳方法，包括如下步骤：。

22、 0042 步骤一、将内冷却水分别注入 RNa 型阳离子交换塔、 RH 型阳离子交换塔以置换阳说明书 CN 103613219 A 6 4/5 页 7 离子； 0043 步骤二、将从 RNa 型阳离子交换塔出来的内冷却水注入第一 ROH 型阴离子交换塔以置换阴离子；将从RH型阳离子交换塔出来的内冷却水注入第二ROH型阴离子交换塔以置换阴离子； 0044 步骤三、将从第一 ROH 型阴离子交换塔和第二 ROH 型阴离子交换塔出来的内冷水汇流后，通过流量调控系统、水质监测系统调节水质； 0045 步骤四、将上述调节后的内冷却水注入精密树脂捕获器； 0046 步骤。

23、五、将所述精密树脂捕获器的出水送入中间水箱，并利用循环水泵将中间水箱的内冷却水送至一级气液膜分离系统，并将分离出的溶解氧和二氧化碳气体与压缩惰性气体排出； 0047 步骤六、将所述一级气液膜分离系统分离出内冷却水送入二级气液膜分离系统，进一步分离内冷却水中的溶解氧和二氧化碳； 0048 步骤七、将经过所述二级气液膜分离系统的内冷水送入密闭的产水箱，再通过增压泵将密闭产水箱中的内冷却水输送至内冷却水水箱。 0049 以下给出本发明方法的 2 个实施例： 0050 实施例一： 0051 一种发电机内冷却水净化及除氧脱碳方法的具体步骤依次如下： 0052 内冷却水先进入。

24、独立的 RNa 型阳离子交换塔、 RH 型阳离子交换塔，交换内冷却水中的铜离子。经过 RNa 型阳离子交换塔处理的内冷却水通过流量监控调节装置调节水量后，进入第一 ROH 型阴离子交换塔；经过 RH 型阳离子交换塔处理的内冷却水通过流量监控调节装置调节水量后，进入第二ROH型阴离子交换塔；将两组ROH型阴离子交换塔的出水汇流，使内冷却水中的铜离子含量为 20g/L、电导率 0.4 2.0S/cm(25 ) ；再将调节后的内冷却水采用 PVDF 中空纤维分离膜组件进行内冷却水的除氧脱碳处理；内冷却水在压力的作用下，经过膜的外侧流出，内冷却水中的氧气和二氧化。

25、碳气体在压缩气流的作用下传递到膜的内侧，与压缩氮气排出，从而实现内冷却水中氧气和二氧化碳气体的同时去除，使内冷却水中的溶解氧降低到 30g/L，同时减低内冷却水中的二氧化碳气体含量，实现内冷却水的 pH 值为 8.0 9.0(25 )，减缓内冷却水对铜导线的腐蚀。 0053 实施例二： 0054 一种发电机内冷却水净化及除氧脱碳方法的具体步骤依次如下： 0055 内冷却水先进入独立的 RNa 型阳离子交换塔、 RH 型阳离子交换塔，交换内冷却水中的铜离子。经过 RNa 型阳离子交换塔处理的内冷却水通过流量监控调节装置调节水量后，进入第一 ROH 型阴离子交换塔；。

26、经过 RH 型阳离子交换塔处理的内冷却水通过流量监控调节装置调节水量后，进入第二ROH型阴离子交换塔；将两组ROH型阴离子交换塔的出水汇流，使内冷却水中的铜离子含量为 15g/L、电导率 0.8S/cm(25 ) ；再将调节后的内冷却水采用无机陶瓷分离膜组件进行内冷却水的除氧脱碳处理；内冷却水在压力的作用下，经过膜的外侧流出，内冷却水中的氧气和二氧化碳气体在压缩气流的作用下传递到膜的内侧，与压缩氮气排出，从而实现内冷却水中氧气和二氧化碳气体的同时去除，使内冷却水中的溶解氧降低到 10g/L，同时减低内冷却水中的二氧化碳气体含量，实现内冷却水的 pH 。

27、值为 8.3(25 )，减缓内冷却水对铜导线的腐蚀。说明书 CN 103613219 A 7 5/5 页 8 0056 综上所述，本发明提供的装置和方法能够对发电机内冷却水 pH 值、电导率、溶解氧、二氧化碳各项指标进行自主调控，从而避免了因某一水质指标不合格时，需不定时将装置退出系统的情况，并避免了进行繁琐的再生工作或直接更换树脂产生额外的经济损失，以及避免了废旧树脂不能妥善处理造成环境污染的情况，并能够有效防止发电机铜导线的腐蚀。此外，本发明的装置和方法实现了大型发电机组中内冷却水的有效回用，减少了消耗水量，并保证发电机的安全运行且满足行业规范的技术要求。 0057 最后应说明的是：以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换，而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精神和范围。说明书 CN 103613219 A 8 1/1 页 9 图 1 说明书附图 CN 103613219 A 9 。

摘要
申请专利号：	CN201310570933.X	申请日：	2013.11.13
公开号：	CN103613219A	公开日：	2014.03.05
当前法律状态：	授权	有效性：	有权
法律详情：	授权\|\|\|实质审查的生效IPC(主分类):C02F 9/04申请日:20131113\|\|\|公开
IPC分类号：	C02F9/04	主分类号：	C02F9/04
申请人：	武汉捷成电力科技有限公司
发明人：	谭德明
地址：	430074 湖北省武汉市光谷总部国际3-801
优先权：
专利代理机构：	北京瑞思知识产权代理事务所(普通合伙) 11341	代理人：	王加岭
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内容摘要

本发明涉及一种发电机内冷却水净化及除氧脱碳装置和方法。本发明的装置包括发电机内冷却水净化单元与二级膜除氧脱碳单元；内冷却水净化单元由RNa型阳离子交换塔、RH型阳离子交换塔、第一ROH型阴离子交换塔、第二ROH型阴离子交换塔、精密树脂捕获器、流量调控系统、水质监测系统组成；二级膜除氧脱碳单元由中间水箱、循环水泵、压缩惰性气体系统、气液膜二级分离系统、气体监测系统以及增压水泵组成。本发明的装置和方法实现内冷却水pH值、电导率、含铜量、溶解氧等指标直接或间接联合调控，达到防止发电机铜导线腐蚀，保障发电机组安全稳定运行的目的。

权利要求书

权利要求书
1.  一种发电机内冷却水净化及除氧脱碳装置，其特征在于，所述装置包括发电机内冷却水净化单元与二级膜除氧脱碳单元。

2.  根据权利要求1所述的发电机内冷却水净化及除氧脱碳装置，其特征在于，所述内冷却水净化单元由RNa型阳离子交换塔、RH型阳离子交换塔、第一ROH型阴离子交换塔、第二ROH型阴离子交换塔、精密树脂捕获器、流量调控系统、水质监测系统组成；所述RNa型阳离子交换塔的出水口与所述第一ROH型阴离子交换塔的进水口相连；所述RH型阳离子交换塔的出水口与所述第二ROH型阴离子交换塔的进水口相连；所述第一ROH型阴离子交换塔和第二ROH型阴离子交换塔的出水口与精密树脂捕获器进水口相连，所述精密树脂捕获器出水口与所述二级膜除氧脱碳单元的进水口相连。

3.  根据权利要求2所述的发电机内冷却水净化及除氧脱碳装置，其特征在于，RNa型阳离子交换塔、RH型阳离子交换塔、第一ROH型阴离子交换塔、第二ROH型阴离子交换塔，采用“两塔四室”或“四塔四室”的结构组成。

4.  根据权利要求2所述的发电机内冷却水净化及除氧脱碳装置，其特征在于，所述流量调控系统由阀门与流量计组成；所述水质监测系统由在线pH计、在线电导仪、在线铜离子仪组成。

5.  根据权利要求1所述的发电机内冷却水净化及除氧脱碳装置，其特征在于，所述二级膜除氧脱碳单元由中间水箱、循环水泵、压缩惰性气体系统、气液膜二级分离系统、气体监测系统、产水箱以及增压水泵组成。

6.  根据根据权利要求6所述的发电机内冷却水净化及除氧脱碳装置，其特征在于，所述气体监测系统由在线溶氧仪、在线二氧化碳仪组成。

7.  根据权利要求6所述的发电机内冷却水净化及除氧脱碳装置，其特征在于，所述气液膜二级分离系统采用微滤膜和超滤膜二级分离工艺。

8.  根据权利要求9所述的发电机内冷却水净化及除氧脱碳装置，其特征在于，所述的微滤膜和超滤膜采用陶瓷、疏水性聚丙乙烯或聚乙烯材质。

9.  根据权利要求9所述的发电机内冷却水净化及除氧脱碳装置，其特征在于，所述的微滤膜采用中空纤维微滤膜、卷式微滤膜或板框式微滤膜；所述的超滤膜采用中空纤维超滤膜、卷式超滤膜或板框式超滤膜。

10.  一种发电机内冷却水净化及除氧脱碳方法，其特征在于，所述方法包括如下步骤：
步骤一、将内冷却水分别注入RNa型阳离子交换塔、RH型阳离子交换塔以置换阳离子；
步骤二、将从RNa型阳离子交换塔出来的内冷却水注入第一ROH型阴离子交换塔以置换阴离子；将从RH型阳离子交换塔出来的内冷却水注入第二ROH型阴离子交换塔以置换阴离子；
步骤三、将从第一ROH型阴离子交换塔和第二ROH型阴离子交换塔出来的内冷却水汇流后，通过流量调控系统、水质监测系统调节水质；
步骤四、将上述调节后的内冷却水注入精密树脂捕获器；
步骤五、将所述精密树脂捕获器的出水送入中间水箱，并利用循环水泵将中间水箱的内冷却水送至一级气液膜分离系统，并将分离出的溶解氧和二氧化碳气体与压缩惰性气体排出；
步骤六、将所述一级气液膜分离系统分离出内冷却水送入二级气液膜分离系统，进一步分离内冷却水中的溶解氧和二氧化碳；
步骤七、将经过所述二级气液膜分离系统的内冷却水送入密闭的产水箱，再通过增压泵将密闭产水箱中的内冷却水输送至内冷却水水箱。

说明书

说明书一种发电机内冷却水净化及除氧脱碳装置和方法
技术领域
本发明涉及化学与环境技术及能源技术领域，尤其涉及一种发电机内冷却水净化及除氧脱碳装置和方法。
背景技术
大型发电机线圈铜导线的腐蚀主要取决于内冷却水的水质。内冷却水的补充水一般为电厂的除盐水，除盐水的电导率较低，且含有饱和的溶解氧与二氧化碳气体，前者可构成铜导线腐蚀原电池的阴极，造成铜离子的渗出，使铜导线线圈产生腐蚀；后者会造成除盐水的pH下降，使铜处于化学不稳定的腐蚀区，加快铜导线的腐蚀。
目前，因发电机内冷却水质不良，引起重大设备故障的机率已引起行业内的高度重视。对内冷却水质进行调控的方式有单塔混床法、离子交换+加碱法、双塔RNa型+RH型混床法、水箱换水调节法、加缓蚀剂法等。现行行业规范明确提出不推荐采用添加缓蚀剂调控水质，但是采用上述各类技术获得的内冷却水的pH值已由阳、阴离子交换树脂的混合比例所确定，在运行中不具备可调节功能，再生操作困难。
发明内容
有鉴于此，本发明提供了一种发电机内冷却水净化及除氧脱碳装置和方法，通过采用复床系统结构，实现了根据系统监测情况对出水pH值，实行有针对性的均衡调节，且减化了再生操作程序，从而实现对pH、电导率、含铜量及溶解氧等指标的直接或间接联合调控的目的。
本发明提供的发电机内冷却水净化及除氧脱碳装置包括发电机内冷却水净化单元与二级膜除氧脱碳单元，其中：
所述内冷却水净化单元由RNa型阳离子交换塔、RH型阳离子交换塔、第一ROH型阴离子交换塔、第二ROH型阴离子交换塔、精密树脂捕获器、流量调控系统、水质监测系统组成；所述RNa型阳离子交换塔的出水口与所述第一ROH型阴离子交换塔的进水口相连；所述RH型阳离子交换塔的出水口与所述第二ROH型阴离子交换塔的进水口相连；所述第一ROH型阴离子交换塔和第二ROH型阴离子交换塔的出水口与精密树脂捕获器进水口相连，所述精密树脂捕获器出水口与所述二级膜除氧脱碳单元的进水口相连。
可选地，RNa型阳离子交换塔、RH型阳离子交换塔、第一ROH型阴离子交换塔、第二ROH型阴离子交换塔，采用“两塔四室”的结构组成。
可选地，RNa型阳离子交换塔、RH型阳离子交换塔、第一ROH型阴离子交换塔、第二ROH型阴离子交换塔，采用“四塔四室”的结构组成。
所述流量调控系统由阀门与流量计组成；所述水质监测系统由在线pH计、在线电导仪、在线铜离子仪组成。
所述二级膜除氧脱碳单元由中间水箱、循环水泵、压缩惰性气体系统、气液膜二级分离系统、气体监测系统、产水箱以及增压水泵组成。
所述气体监测系统由在线溶氧仪、在线二氧化碳仪组成。
所述气液膜二级分离系统采用微滤膜和超滤膜二级分离工艺。
所述的微滤膜和超滤膜采用陶瓷、疏水性聚丙乙烯或聚乙烯材质。
所述的微滤膜采用中空纤维微滤膜、卷式微滤膜或板框式微滤膜；所述的超滤膜采用中空纤维超滤膜、卷式超滤膜或板框式超滤膜。
本发明提供的发电机内冷却水净化及除氧脱碳方法，包括如下步骤：
步骤一、将内冷却水分别注入RNa型阳离子交换塔、RH型阳离子交换塔以置换阳离子；
步骤二、将从RNa型阳离子交换塔出来的内冷却水注入第一ROH型阴离子交换塔以置换非金属性阴离子；将从RH型阳离子交换塔出来的内冷却水注入第二ROH型阴离子交换塔以置换阴离子；
步骤三、将从第一ROH型阴离子交换塔和第二ROH型阴离子交换塔出来的内冷水汇流后，通过流量调控系统、水质监测系统调节水质；
步骤四、将上述调节后的内冷却水注入精密树脂捕获器；
步骤五、将所述精密树脂捕获器的出水送入中间水箱，并利用循环水泵将中间水箱的内冷却水送至一级气液膜分离系统，并将分离出的溶解氧和二氧化碳气体与压缩惰性气体排出；
步骤六、将所述一级气液膜分离系统分离出内冷却水送入二级气液膜分离系统，进一步分离内冷却水中的溶解氧和二氧化碳；
步骤七、将经过所述二级气液膜分离系统的内冷却水送入密闭的产水箱，再通过增压泵将密闭产水箱中的内冷却水输送至内冷却水水箱。
本发明能够通过在阳离子交换塔上下两室进水端分别安装的流量调控系统，在ROH型阴离子交换塔出水端安装的水质监测系统，实现对水质的在线调节，以满足装置出水水质符合行业规范要求。
此外，本发明采用PVDF中空纤维气水分离膜组件进行内冷却水的除氧脱碳处理，实现内冷却水中氧气和二氧化碳气体的同时去除，使内冷却水中的溶解氧降低到≤30μg/L，同时减低内冷却水中的二氧化碳气体含量，实现内冷却水的pH值为8.0～9.0(25℃)，减缓内冷却水对铜导线的腐蚀。或者，
采用无机陶瓷气水分离膜组件进行内冷却水的除氧脱碳处理，实现内冷却水中氧气和二氧化碳气体的同时去除，使内冷却水中的溶解氧降低到≤10μg/L，同时减低内冷却水中的二氧化碳气体含量，实现内冷却水的pH值为≥8.3(25℃)，使内冷却水的水质指标更趋理想化。
综上所述，本发明提供的装置和方法能够对发电机内冷却水pH值、电导率、溶解氧、二氧化碳各项指标进行自主调控，从而避免了因某一水质指标不合格时，需不定时将装置退出系统的情况，并避免了进行繁琐的再生工作或直接更换树脂产生额外的经济损失，以及避免了废旧树脂不能妥善处理造成环境污染的情况，并能够有效防止发电机铜导线的腐蚀。此外，本发明的装置和方法实现了大型发电机组中内冷却水的有效回用，减少了消耗水量，并保证发电机的安全运行且满足行业规范的技术要求。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作一简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员而言，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为本发明一实施例提供的发电机内冷却水净化及除氧脱碳装置的结构示意图。
具体实施方式
为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整的描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
图1为本发明一实施例提供的发电机内冷却水净化及除氧脱碳装置的结构示意图，如图1所示，本实施例的发电机内冷却水净化及除氧脱碳装置包括发电机内冷却水净化单元1与二级膜除氧脱碳单元2，其中，
所述内冷却水净化单元1由RNa型阳离子交换塔11、RH型阳离子交换塔12、第一ROH型阴离子交换塔13、第二ROH型阴离子交换塔14、精密树脂捕获器15、流量调控系统、水质监测系统组成；所述RNa型阳离子交换塔11的出水口与所述第一ROH型阴离子交换塔13的进水口相连；所述RH型阳离子交换塔12的出水口与所述第二ROH型阴离子交换塔14的进水口相连；所述第一ROH型阴离子交换塔13和第二ROH型阴离子交换塔14的出水口与精密树脂捕获器15进水口相连，所述精密树脂捕获器15出水口与所述二级膜除氧脱碳单元2的进水口相连。
可选地，RNa型阳离子交换塔11、RH型阳离子交换塔12、第一ROH型阴离子交换塔13、第二ROH型阴离子交换塔14，采用“两塔四室”的结构组成。
可选地，RNa型阳离子交换塔11、RH型阳离子交换塔12、第一ROH型阴离子交换塔13、第二ROH型阴离子交换塔14，采用“四塔四室”的结构组成。
所述流量调控系统由阀门与流量计组成；所述水质监测系统由在线pH计、在线电导仪、在线铜离子仪组成。
所述二级膜除氧脱碳单元2由中间水箱21、循环水泵22、压缩惰性气体系统23、气液膜二级分离系统24、气体监测系统25、产水箱26以及增压水泵27组成。
可选地，所述气体监测系统25由在线溶氧仪、在线二氧化碳仪组成。
所述气液膜二级分离系统24采用微滤和超滤二级分离工艺。
所述的微滤和超滤二级分离工艺采用微滤膜和超滤膜。
所述的微滤膜和超滤膜采用陶瓷、疏水性聚丙乙烯或聚乙烯材质。
所述的微滤膜采用中空纤维微滤膜、卷式微滤膜或板框式微滤膜；所述的超滤膜采用中空纤维超滤膜、卷式超滤膜或板框式超滤膜。
本发明提供的发电机内冷却水净化及除氧脱碳方法，包括如下步骤：
步骤一、将内冷却水分别注入RNa型阳离子交换塔、RH型阳离子交换塔以置换阳离子；
步骤二、将从RNa型阳离子交换塔出来的内冷却水注入第一ROH型阴离子交换塔以置换阴离子；将从RH型阳离子交换塔出来的内冷却水注入第二ROH型阴离子交换塔以置换阴离子；
步骤三、将从第一ROH型阴离子交换塔和第二ROH型阴离子交换塔出来的内冷水汇流后，通过流量调控系统、水质监测系统调节水质；
步骤四、将上述调节后的内冷却水注入精密树脂捕获器；
步骤五、将所述精密树脂捕获器的出水送入中间水箱，并利用循环水泵将中间水箱的内冷却水送至一级气液膜分离系统，并将分离出的溶解氧和二氧化碳气体与压缩惰性气体排出；
步骤六、将所述一级气液膜分离系统分离出内冷却水送入二级气液膜分离系统，进一步分离内冷却水中的溶解氧和二氧化碳；
步骤七、将经过所述二级气液膜分离系统的内冷水送入密闭的产水箱，再通过增压泵将密闭产水箱中的内冷却水输送至内冷却水水箱。
以下给出本发明方法的2个实施例：
实施例一：
一种发电机内冷却水净化及除氧脱碳方法的具体步骤依次如下：
内冷却水先进入独立的RNa型阳离子交换塔、RH型阳离子交换塔，交换内冷却水中的铜离子。经过RNa型阳离子交换塔处理的内冷却水通过流量监控调节装置调节水量后，进入第一ROH型阴离子交换塔；经过RH型阳离子交换塔处理的内冷却水通过流量监控调节装置调节水量后，进入第二ROH型阴离子交换塔；将两组ROH型阴离子交换塔的出水汇流，使内冷却水中的铜离子含量为≤20μg/L、电导率0.4～2.0μS/cm(25℃)；再将调节后的内冷却水采用PVDF中空纤维分离膜组件进行内冷却水的除氧脱碳处理；内冷却水在压力的作用下，经过膜的外侧流出，内冷却水中的氧气和二氧化碳气体在压缩气流的作用下传递到膜的内侧，与压缩氮气排出，从而实现内冷却水中氧气和二氧化碳气体的同时去除，使内冷却水中的溶解氧降低到≤30μg/L，同时减低内冷却水中的二氧化碳气体含量，实现内冷却水的pH值为8.0～9.0(25℃)，减缓内冷却水对铜导线的腐蚀。
实施例二：
一种发电机内冷却水净化及除氧脱碳方法的具体步骤依次如下：
内冷却水先进入独立的RNa型阳离子交换塔、RH型阳离子交换塔，交换内冷却水中的铜离子。经过RNa型阳离子交换塔处理的内冷却水通过流量监控调节装置调节水量后，进入第一ROH型阴离子交换塔；经过RH型阳离子交换塔处理的内冷却水通过流量监控调节装置调节水量后，进入第二ROH型阴离子交换塔；将两组ROH型阴离子交换塔的出水汇流，使内冷却水中的铜离子含量为≤15μg/L、电导率≤0.8μS/cm(25℃)；再将调节后的内冷却水采用无机陶瓷分离膜组件进行内冷却水的除氧脱碳处理；内冷却水在压力的作用下，经过膜的外侧流出，内冷却水中的氧气和二氧化碳气体在压缩气流的作用下传递到膜的内侧，与压缩氮气排出，从而实现内冷却水中氧气和二氧化碳气体的同时去除，使内冷却水中的溶解氧降低到≤10μg/L，同时减低内冷却水中的二氧化碳气体含量，实现内冷却水的pH值为≥8.3(25℃)，减缓内冷却水对铜导线的腐蚀。
综上所述，本发明提供的装置和方法能够对发电机内冷却水pH值、电导率、溶解氧、二氧化碳各项指标进行自主调控，从而避免了因某一水质指标不合格时，需不定时将装置退出系统的情况，并避免了进行繁琐的再生工作或直接更换树脂产生额外的经济损失，以及避免了废旧树脂不能妥善处理造成环境污染的情况，并能够有效防止发电机铜导线的腐蚀。此外，本发明的装置和方法实现了大型发电机组中内冷却水的有效回用，减少了消耗水量，并保证发电机的安全运行且满足行业规范的技术要求。
最后应说明的是：以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换，而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精神和范围。