文章来源：《工业水处理》2024年第9期
第一作者：陈建亮
通讯作者：郝洪铎
作者单位：华能烟台八角热电有限公司
合作单位：西安热工研究院有限公司
论文DOI：10.19965/j.cnki.iwt.2023-1161
论文引用：陈建亮，郝洪铎，柯波，等. 溶有CO2的发电机内冷水的pH控制策略研究[J].工业水处理，2024，42（5）：193-198.
发电机内冷水处理的核心在于控制内冷水pH在8.0~9.0范围内，通过微碱性环境实现对铜导线腐蚀的控制，因此发电机内冷水pH的监测是一项重要工作。
但由于内冷水电导率很低，受液接电位、流动电位以及纯水温度补偿等因素影响，难以使用传统pH电极准确测定其pH，且内冷水非常容易溶入CO2，常规计算型pH仪表并不适用。
依据Kohlrausch离子独立移动定律建立了溶有CO2、以NH3为碱化剂的发电机内冷水中pH与电导率、氢电导率之间的数学模型，通过动态模拟试验对该模型的准确性进行了验证。
利用模型计算得到的pH最大误差为0.03，表明该模型的准确性较高。
在现场工业试验中将该模型应用于指导NH3的投加，相比利用传统pH电极控制碱化剂加药量，内冷水铜质量浓度由60.0 μg/L以上降低至5.0 μg/L以下，铜导线的腐蚀得到抑制，取得了较好的应用效果。
依据Kohlrausch离子独立移动定律建立了溶有CO2、以NH3为碱化剂的发电机内冷水中pH与电导率、氢电导率之间的数学模型，解决了针对低电导率的发电机内冷水，传统pH电极测定不准确、常规计算型pH仪表不适用的问题，对发电机内冷水系统的安全、稳定运行具有重要指导意义。
水内冷发电机的应用增加了发电机的线负荷与电流密度，具有单机容量大、体积小、重量轻等特点，在电厂得到广泛应用。而发电机内冷水作为高压电场中的冷却介质，必须同时具备绝缘性和对铜导线无腐蚀性的特点，否则容易造成铜导线堵塞烧毁事故。
发电机内冷水处理的核心均在于控制其pH在8.0~9.0范围内，通过微碱性环境实现对铜导线腐蚀的控制。因此，发电机内冷水及其补水pH的监测是一项重要工作，但由于发电机内冷水及其补充水源都是低电导率的水溶液，受液接电位、流动电位以及纯水温度补偿等因素的影响，难以通过传统pH玻璃电极对其pH进行准确测定。
虽然现在已有可用于火电厂水汽pH测定的在线计算型pH分析仪，但仅适用于不含CO2的水汽样品；而由于发电机内冷水箱需要设置防虹吸管等原因，内冷水很容易吸收空气中的CO2，常规计算型pH分析仪并不适用于发电机内冷水pH的测定。
我们依据科尔劳施（Kohlrausch）离子独立移动定律建立了溶有CO2、以NH3为碱化剂的发电机内冷水的pH与电导率、氢电导率之间的数学模型，通过实验室模拟试验对模型进行了验证，并在现场工业试验中取得了较好的应用效果，对发电机内冷水系统的安全、稳定运行具有重要指导意义。
依据Kohlrausch离子独立移动定律建立的溶有CO2、以NH3为碱化剂的发电机内冷水的pH与电导率、氢电导率之间的数学模型较准确。
在实验室模拟试验中，该模型的最大误差为0.03；在现场工业试验中，将该模型应用于指导NH3的投加量，内冷水的实际pH得到有效控制，铜导线的腐蚀得到抑制，对于其他存在类似情况的机组具有重要借鉴意义。
电厂依据在线pH控制碱化剂加药量期间，内冷水含铜质量浓度在60.0 μg/L以上，已超过DL/T 801—2010中规定的发电机内冷水中含铜质量浓度不超过20 μg/L的要求。转为通过模型计算pH控制碱化剂加药量后，内冷水的实际pH得到有效控制，腐蚀得到抑制，水中含铜质量浓度最终稳定在5.0 μg/L以下。
根据实验室模拟试验结果，当内冷水氢电导率达到0.9 μS/cm时，以NH3为碱化剂已难以保证在内冷水电导率不超过2.0 μS/cm的前提下将其pH控制在8.0以上。
建议在机组启动和投运初期，向内冷水系统通入N2以排出内冷水箱及管道内的空气，同时加强内冷水系统的严密性，并在内冷水箱设置防污呼吸器，避免内冷水中溶入过多CO2。
工业试验期间内冷水pH及铜浓度变化趋势
第一作者：陈建亮，华能烟台八角热电有限公司总经理，主要从事动力工程及工程热物理相关研究，并在该领域发表了多篇论文。E-mail：2244966109@qq.com。。
通讯作者：郝洪铎，西安热工研究院有限公司工程师，主要从事电力行业水处理的相关研究，并在该领域发表了多篇论文。E-mail：1728053910@qq.com。
（来源：《工业水处理》2024年第9期）
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