大功率发电机内部水体品质情况解析与控制

1、原设计系统介绍原发电机定子冷却水（即内冷水）系统由2台定子水冷却水泵、2台定子水冷却器、1台双联滤网、1台净化装置（除盐装置）等组成，冷却水来自高于发电机5m处的高位补水箱。内冷水进口温度设定45，进口温度低报警42，进口温度高报警52，出口温度高报警82，电导率2s/cm，系统正常流量44m3/h，内冷水净化装置设计流量1.08m3/h，设计除盐装置树脂量仅为：22升H型阳树脂+22升OH型阴树脂，系统无反冲洗装置，系统内腐蚀产物无法定期排出，只能通过净化装置与树脂进行交换，因此树脂更换较为频繁，运行更换周期一般为2030d.原内冷水系统存在问题分析原系统装有在线电导率值表，但无在线pH值表

2、，这一关键水质指标无法及时监督，同时高位补水箱无任何密封措施，其电导率长期达0.50.75S/cm（25），加之混床树脂配比为阳 阴=1 1，因此，内冷水为含饱和氧的微酸性水，对铜导线腐蚀严重，冷却水中铜含量长期维持较高水平，有时高达1000g/L以上，另外无反冲洗装置，腐蚀产物不能及时排出系统，这样极易导致定子线棒被腐蚀产物堵塞而发生故障东莞发电机出租 nyads6ki。由于补入发电机中的冷却水含有CO2和溶解氧，水呈微酸性，这样铜质线棒内壁的腐蚀速率就大大地增加。这是由于水中游离的CO2破坏了铜表面的具有保护作用的初始膜，随着机组运行时间越长，CO2对系统腐蚀造成铜的溶出量增加，此时在内冷

3、水中有氢漏入的情况下，几乎以单质铜的形式存在于内冷水中。定子冷却水的pH值偏低，是导致定子线棒腐蚀的根本原因，铜合金表面保护膜的形成及其稳定性与水的pH值有很大关系，一般铜在水中的电位在0.10.4V的范围，从Cu-CO2-H2O体系的电位-pH图可以看到，若水的pH值在6.9以下时，则铜的状态是处于腐蚀区，表面很难有稳定的保护膜存在，在pH值高于6.9，进入中性或弱碱性范围时，铜表面的初始氧化亚铜保护膜能稳定存在，不会被溶解，并且还可能生成固相的碱式碳酸铜，该发电机定子冷却水pH值大多在5.36.3范围内，腐蚀不可避免。导致内冷水pH值偏低的原因为：除盐水在除盐水箱储藏中，空气中CO2部分溶

4、入水中，使pH值有所偏低，除盐水箱中的水由除盐水泵送至除氧器层的高位水箱，再由高位水箱向内冷水高位补水箱补入，途中经过2个与大气连通的开口容器，CO2溶入内冷水中呈饱和状态，致使pH值进一步降低。另外，机组停运后，内冷水未采取保养措施而放空备用，其腐蚀比运行中腐蚀更为严重，腐蚀产物为铜的氧化物，以胶体状态存在，粒度约0.11m左右而不能被系统中的双联滤网截留，而在磁力的作用下聚积成团，单质铜本身就是沉淀物，也可以被包在胶体中一起沉淀，根据聚沉动力学原理，聚沉首先发生在流速减缓部位，即线棒两端并头套处，又据CuO的溶解原理，当pH值7.4时，溶解度随温度的升高而急剧下降，100时的溶解度只有20

5、时的1%，根据分析和实践证明，在中性或微酸性中，沉积最易发生在最热的部位，即线棒的出水端。水质调整改进过程1994年7月至1998年6月，采用添加缓蚀剂，即向内冷水中加入BTA+三乙醇胺的方法，来达到缓蚀和提高pH值的目的。添加缓蚀剂后，离子交换净化装置就不能使用，原来部分水的离子交换，等于有一定量的排污，现在不能使用，系统中腐蚀产物无法排出，只能在系统内不断积聚；或因停用保养不佳，造成了定子线棒的内壁锈蚀，使系统中含铜量和氧化铜量大量增加，堵塞就有可能发生，且操作和控制均很麻烦。此种调节方式虽能有效降低和控制内冷水的含铜量，但若系统中出现某些变化，如系统漏氢就破坏了缓蚀剂的缓蚀作用。另从铜在

6、纯水中的溶解度可看到，在50，pH值为7.1的条件下，铜的溶解度仅有5g/L左右，而标准规定，在添加缓蚀剂条件下，内冷水中含铜量可维持40g/L.假如水中含铜量如此高，一旦缓蚀剂受到破坏，如在含氢量很高条件下或因疏忽减少了缓蚀剂的加入量等，铜就可能会析出；另外，定子线棒中空截面较小，添加物可能带入的杂质，对发电机的安全运行不利；特别是添加药品是人工操作，存在人为差错的可能，这对关键设备的质保是有影响的，且增加了化学控制的工作量，目前对于水氢氢型机组已有明确要求不采取该处理方式。华能岳阳电厂就在采用此方法时，发生了1号发电机运行中定子线棒烧损的事故。1998年1号发电机故障后，采用了提高内冷水p

7、H值，但又不会显著增加水的电导率的方法，即边排放边补凝结水+混床运行的调节方式，对改善内冷水水质起到了良好的作用，但混床树脂失效频繁，一般30d左右，凝结水（除盐水）浪费较大约10L/min，造成系统流量波动不稳、运行人员调整工作量大、水质难以保持稳定合格，对设备的安全稳定运行存在一定隐患。经过不断摸索总结，2005年3月，在湖南省电力试验研究院化学研究所指导下，采用了物理与化学稳定性稳定、水力特性好、具有抗高温的能力、在内冷水运行工况下不易发生降解的树脂，并通过改变树脂的装载方式和配比，达到微碱性运行工况，内冷水水质远优于国家标准规定的水质指标。目前所采用的水质调节方式的效果采用微碱性运行工况，取得了很好的效果，彻底改变了过去内冷水铜含量严重超标的现象，有效地减缓了定子线棒的腐蚀，大大提高了内冷水的绝缘性能，对于保证发电