本發(fā)明涉及調(diào)相機冷卻水處理，更具體地說是一種調(diào)相機轉(zhuǎn)子內(nèi)冷水的水質(zhì)精準調(diào)控方法。

背景技術(shù)：

1、隨著我國遠距離特高壓直流輸電電網(wǎng)的規(guī)模化建設(shè)，其輸電容量、電壓等級不斷提高，無功補償?shù)娜萘啃枨笠苍絹碓酱蟆Ｗ鳛橐环N動態(tài)無功功率補償裝置，調(diào)相機相當于特高壓電網(wǎng)的“穩(wěn)壓器”，具有自動快速調(diào)節(jié)無功功率的功能，能有效提高電力系統(tǒng)的穩(wěn)定性，改善系統(tǒng)供電質(zhì)量，在特高壓交直流電網(wǎng)格局中，為解決直流輸電送端電網(wǎng)薄弱、受端電網(wǎng)無功不足的問題起到關(guān)鍵作用。

2、調(diào)相機無功支撐能力提升的同時也帶來了電機散熱冷卻問題，水冷因其冷卻介質(zhì)導(dǎo)熱系數(shù)高、相對密度大，散熱能力好的優(yōu)點，逐漸成為大型調(diào)相機冷卻與散熱的首選介質(zhì)。為保證調(diào)相機運行的安全性，雙水內(nèi)冷調(diào)相機轉(zhuǎn)子內(nèi)冷水在對轉(zhuǎn)子線圈進行冷卻時，其水質(zhì)必須滿足最基本的兩個條件：一是，內(nèi)冷水要有足夠的絕緣性和低電導(dǎo)率，以防止發(fā)電機繞組通過線圈端部絕緣引水管接地；二是，內(nèi)冷水不應(yīng)含有對發(fā)電機空心銅導(dǎo)線及系統(tǒng)有腐蝕性或能在空心銅導(dǎo)線內(nèi)沉積、結(jié)垢的雜質(zhì)。為此，制定了嚴格的內(nèi)冷水水質(zhì)標準，規(guī)定了電導(dǎo)率、ph值、銅離子含量和溶解氧含量等水質(zhì)指標，見下表：

3、 序號 物理名稱 參數(shù) 1 水質(zhì)物理狀態(tài) 水質(zhì)透明純凈、無機械雜質(zhì) 2 轉(zhuǎn)子內(nèi)冷水電導(dǎo)率(25℃)/(μs/cm) ＜5 3 轉(zhuǎn)子內(nèi)冷水ph值(25℃) 7.0～9.0

4、然而在雙水內(nèi)冷調(diào)相機運行過程中，轉(zhuǎn)子內(nèi)冷水是直接與空氣接觸的，因此隨著轉(zhuǎn)子內(nèi)冷水的運行，轉(zhuǎn)子內(nèi)冷水的溶氧度和二氧化碳含量增加，ph值降低，從而導(dǎo)致空心銅導(dǎo)線的腐蝕；國內(nèi)外眾多對于發(fā)電機內(nèi)冷水系統(tǒng)腐蝕的研究表明，轉(zhuǎn)子內(nèi)冷水的ph值在7～10之間時，銅處于其電位-ph圖的穩(wěn)定區(qū)，因此轉(zhuǎn)子內(nèi)冷水的ph值最好控制在7～9之間。

5、目前，調(diào)相機轉(zhuǎn)子內(nèi)冷水的處理方法通常采用定期換水處理、旁路小流量換水處理和加堿化藥劑處理等方法控制水質(zhì)。這些方法可短時將轉(zhuǎn)子內(nèi)冷水水質(zhì)控制在標準范圍內(nèi)，但維持時間較短，需定期、頻繁換水，造成大量除鹽水或凝結(jié)水浪費；且存在樹脂更換頻繁、ph值控制不穩(wěn)定、浪費藥劑、運維費用高等缺點。

技術(shù)實現(xiàn)思路

1、為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明提出一種調(diào)相機轉(zhuǎn)子內(nèi)冷水的水質(zhì)精準調(diào)控方法，可控性更強、穩(wěn)定性更好、精確度更高，可實現(xiàn)對轉(zhuǎn)子內(nèi)冷水水質(zhì)的精準調(diào)控以及循環(huán)利用，無需添加額外化學(xué)試劑，且無需設(shè)置離子交換器進行離子交換除鹽，在控制ph達標的同時可保證水質(zhì)電導(dǎo)率也滿足運行要求，低能耗無污染。

2、為實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用如下技術(shù)方案：

3、一種調(diào)相機轉(zhuǎn)子內(nèi)冷水的水質(zhì)精準調(diào)控方法，其特點是：

4、利用設(shè)有雙極性膜和陰離子交換膜的雙極性膜反應(yīng)器調(diào)控調(diào)相機轉(zhuǎn)子內(nèi)冷水的ph和電導(dǎo)率，利用雙極性膜在線生產(chǎn)堿用以調(diào)節(jié)轉(zhuǎn)子內(nèi)冷水的ph值，同時疊加陰離子交換膜去除轉(zhuǎn)子內(nèi)冷水中的碳酸根離子與碳酸氫根離子用以調(diào)節(jié)轉(zhuǎn)子內(nèi)冷水的電導(dǎo)率，共同實現(xiàn)對轉(zhuǎn)子內(nèi)冷水水質(zhì)的調(diào)控；

5、為調(diào)相機的轉(zhuǎn)子內(nèi)冷水系統(tǒng)加裝旁路，通過所述旁路使轉(zhuǎn)子內(nèi)冷水能夠引出至雙極性膜反應(yīng)器內(nèi)，以及完成水質(zhì)調(diào)控后回流至轉(zhuǎn)子內(nèi)冷水系統(tǒng)；

6、雙極性膜反應(yīng)器中，操作膜堆按照陽極板-電極液室-雙極性膜-陰離子接收室-陰離子交換膜-轉(zhuǎn)子內(nèi)冷水室-雙極性膜-電極液室-陰極板的順序依次排列；以及，所述雙極性膜反應(yīng)器中：設(shè)置原水箱用于儲存來自旁路引入的轉(zhuǎn)子內(nèi)冷水，通過帶有內(nèi)冷水循環(huán)泵的內(nèi)冷水循環(huán)管路使轉(zhuǎn)子內(nèi)冷水可在原水箱與操作膜堆中的轉(zhuǎn)子內(nèi)冷水室之間循環(huán)流通；設(shè)置陰離子接收箱，并向陰離子接收箱內(nèi)加入鹽溶液，通過帶有陰離子接收液循環(huán)泵的陰離子接收液循環(huán)管路使陰離子接收液可在原水箱與操作膜堆中的陰離子接收室之間循環(huán)流通；設(shè)置電極液水箱，并向電極液水箱內(nèi)加入電極液，通過帶有電極液循環(huán)泵的電極液循環(huán)管路使電極液可按照電極液水箱-操作膜堆中陰極板側(cè)電極液室-操作膜堆中陽極板側(cè)電極液室-電極液水箱的路徑循環(huán)流通；所述內(nèi)冷水循環(huán)管路上設(shè)有在線ph計與在線電導(dǎo)率儀，為雙極性膜反應(yīng)器配置整流器與控制系統(tǒng)，將陽極板與陰極板分別接至整流器的正極與負極，通過控制系統(tǒng)預(yù)設(shè)整流器向操作膜堆施加的直流電參數(shù)，控制操作膜堆的操作溫度保持在35℃以下，并通過在線ph計與在線電導(dǎo)率儀實時監(jiān)測轉(zhuǎn)子內(nèi)冷水的水質(zhì)情況，直至ph值為7-9，電導(dǎo)率值小于等于5μs/cm，完成水質(zhì)調(diào)控，經(jīng)過精準調(diào)控后的轉(zhuǎn)子內(nèi)冷水可以從原水箱經(jīng)旁路直接返回至調(diào)相機的冷卻水水箱中進行重復(fù)利用。

7、本發(fā)明雙極性膜反應(yīng)器的工作過程如下：

8、①:

9、②:原水箱中:hco3-+oh-→h2o+co32-

10、o:

11、該調(diào)相機轉(zhuǎn)子內(nèi)冷水的水質(zhì)精準調(diào)控方法的特點也在于：

12、在在線ph計所監(jiān)測ph值小于7或在線電導(dǎo)率儀所監(jiān)測電導(dǎo)率值大于5μs/cm時，通過控制系統(tǒng)控制雙極性膜反應(yīng)器、整流器開啟運行，利用雙極性膜反應(yīng)器在線生產(chǎn)堿，調(diào)控轉(zhuǎn)子內(nèi)冷水ph值至7.0-9.0，同時疊加陰離子交換膜去除碳酸根離子和碳酸氫根離子，降低電導(dǎo)率值至小于等于5μs/cm；

13、在在線ph計所監(jiān)測ph值大于9或在線電導(dǎo)率儀所監(jiān)測電導(dǎo)率值小于5μs/cm時，通過控制系統(tǒng)控制雙極性膜反應(yīng)器、整流器停止運行。

14、控制系統(tǒng)控制雙極性膜反應(yīng)器與供液系統(tǒng)開啟運行時，首先開啟相應(yīng)循環(huán)泵，再開啟整流器；控制系統(tǒng)控制雙極性膜反應(yīng)器與供液系統(tǒng)停止運行時，首先關(guān)閉整流器，再關(guān)閉相應(yīng)循環(huán)泵。

15、所述整流器在雙極性膜反應(yīng)器的陰極和陽極上施加的膜對電壓為5-20v，電流密度為0.2-10a/m2。更具體的：

16、若通過旁路引入原水箱內(nèi)的轉(zhuǎn)子內(nèi)冷水水質(zhì)電導(dǎo)率值大于10μs/cm或ph值小于5時，整流器的電壓為20v；

17、若通過旁路引入原水箱內(nèi)的轉(zhuǎn)子內(nèi)冷水水質(zhì)電導(dǎo)率值在9-10μs/cm或ph值在5-6時，整流器的電壓為15v；

18、若通過旁路引入原水箱內(nèi)的轉(zhuǎn)子內(nèi)冷水水質(zhì)電導(dǎo)率值子啊8-9μs/cm或ph值在6-6.5時，整流器的電壓為10v；

19、若通過旁路引入原水箱內(nèi)的轉(zhuǎn)子內(nèi)冷水水質(zhì)電導(dǎo)率值在7-8μs/cm或ph值在6.5-7時，整流器的電壓為5v。

20、所述轉(zhuǎn)子內(nèi)冷水為調(diào)相機冷卻水經(jīng)過運行后發(fā)生變化的水質(zhì)，ph值小于7，電導(dǎo)率值大于5μs/cm。

21、所述內(nèi)冷水循環(huán)管路、陰離子接收液循環(huán)管路、電極液循環(huán)管路均是，在配套循環(huán)泵的進出液側(cè)、雙極性膜反應(yīng)器的進液側(cè)配置電控閥門，在循環(huán)泵的出液側(cè)與雙極性膜反應(yīng)器的進液側(cè)之間配置換熱器與精密過濾器；各循環(huán)泵、各電控閥門、換熱器、在線ph計、在線電導(dǎo)率儀、整流器分別接入并受控于控制系統(tǒng)，當操作膜堆溫度超過35℃時，換熱器可用于降溫。

22、所述陰離子交換膜為均相離子交換膜。

23、所述陰離子接收箱內(nèi)加入的鹽溶液為0.01m硫酸鈉溶液。

24、所述電極液水箱內(nèi)加入的電極液為0.3m硫酸鈉溶液。

25、通過電極液循環(huán)管路，所述電極液水箱的出液側(cè)與電極液循環(huán)泵的進液側(cè)相接，進液側(cè)與雙極性膜反應(yīng)器的出液側(cè)相接，電極液循環(huán)泵的出液側(cè)與雙極性膜反應(yīng)器操作膜堆中陰極板側(cè)電極液室的進液側(cè)相接，陰極板側(cè)電極液室的出液側(cè)與陽極板側(cè)電極液室的進液側(cè)相接，陽極板側(cè)電極液室的出液側(cè)則與電極液水箱的進液側(cè)相接；

26、通過陰離子接收液循環(huán)管路，所述陰離子接收箱的出液側(cè)與陰離子接收液循環(huán)泵的進液側(cè)相接，進液側(cè)與操作膜堆中的陰離子接收室的出液側(cè)相接，陰離子接收液循環(huán)泵的出液側(cè)與陰離子接收室的進液側(cè)相接；

27、通過所述內(nèi)冷水循環(huán)管路，所述原水箱的出液側(cè)與內(nèi)冷水循環(huán)泵的進液側(cè)相接，于進液側(cè)接收自操作膜堆中的轉(zhuǎn)子內(nèi)冷水室的出液，內(nèi)冷水循環(huán)泵的出液側(cè)與轉(zhuǎn)子內(nèi)冷水室的進液側(cè)相接；

28、旁路加裝在雙極性膜反應(yīng)器的原水箱與調(diào)相機的轉(zhuǎn)子內(nèi)冷水系統(tǒng)之間。

29、陽極板側(cè)的電極液室、陰離子接收室、轉(zhuǎn)子內(nèi)冷水室在同側(cè)進液、同側(cè)出液，且進出液不同側(cè)，陰極板側(cè)電極液室進出液方向相對于陽極板側(cè)電極液室反向設(shè)置。

30、與已有技術(shù)相比，本發(fā)明通過雙極性膜反應(yīng)器、整流器、控制系統(tǒng)共同實現(xiàn)了對轉(zhuǎn)子內(nèi)冷水水質(zhì)的精準調(diào)控，有益效果體現(xiàn)在：

31、1、整個過程不使用離子交換樹脂，也不添加額外化學(xué)試劑，不產(chǎn)生廢舊樹脂或固體廢渣；

32、2、能夠使轉(zhuǎn)子內(nèi)冷水ph值穩(wěn)定在7-9，并同步控制電導(dǎo)率值小于等于5μs/cm，可實現(xiàn)轉(zhuǎn)子內(nèi)冷水的循環(huán)利用，節(jié)約水資源；

33、3、雙極性膜反應(yīng)器集成化程度高，無需另設(shè)離子交換除鹽設(shè)備控制水質(zhì)電導(dǎo)率，節(jié)省空間，能耗較低，方法簡單，操作控制容易，不會造成環(huán)境污染，是一種適宜推廣應(yīng)用的理想工藝方法；

34、綜上，本發(fā)明用以取代現(xiàn)有的定期換水處理、離子交換除鹽、加藥堿化處理等工藝，與傳統(tǒng)的采用商品氫氧化鈉調(diào)節(jié)轉(zhuǎn)子內(nèi)冷水ph值相比，本發(fā)明采用雙極性膜技術(shù)并通過整流器調(diào)節(jié)向操作膜堆施加的電壓、電流值，以調(diào)節(jié)產(chǎn)堿量和產(chǎn)堿速率，系統(tǒng)集成了在線電導(dǎo)率儀和在線ph計，可在線監(jiān)測自轉(zhuǎn)子內(nèi)冷水室引入原水箱的轉(zhuǎn)子內(nèi)冷水水質(zhì)參數(shù)，通過控制系統(tǒng)實時在線調(diào)整整流器向操作膜堆施加的電壓電流大小，使轉(zhuǎn)子內(nèi)冷水ph指標可控性更強、穩(wěn)定性更好、精確度更高、銅腐蝕減緩；銅腐蝕的減緩又使得轉(zhuǎn)子內(nèi)冷水中銅離子含量可長期維持在較低水平，離子交換樹脂的使用壽命也相應(yīng)延長，進而也避免了使用離子交換樹脂除鹽的需求，降低了運維成本投入，克服了調(diào)相機轉(zhuǎn)子內(nèi)冷水現(xiàn)有處理方法所存在的的工藝繁瑣、樹脂更換頻繁、ph值控制不穩(wěn)定、藥劑投加不精準、運維費用高等缺點，裝置數(shù)量少，使系統(tǒng)精簡。