发电机内冷水膜碱处理装置工作原理与运行维护（AT-6型）

发电机冷却水膜碱处理装置工作原理及运行维护2024年哈尔滨安泰利达科技开发有限公司一.简介二.内冷水腐蚀及防腐机理三.腐蚀产物成份四.膜碱处理工艺简介五.产品介绍六.工作原理七.设备结构组成及参数八.快速使用指南九.内冷水系统组成一.简介发电机内冷水作为的冷却介质，在发电机的空芯线圈中流通，可有效带走发电机在运行过程中产生的大量热量，保证线圈在正常温度条件下工作。通过上文《内冷水典型故障及事故》中，我们了解到发电机内冷水不进行合理有效的净化处理，将导致发电机线圈腐蚀，并出现腐蚀产物沉积和堵塞线圈的现象，继而引起发电机线圈温度超温，温升过高会导致绝缘受损，轻者导致机组无法满负荷运行，重者会发生绝缘击穿烧毁发电机的严重恶性事故，如发生局部严重腐蚀，将导致线圈穿孔漏水的事故。所以，对发电机内冷水进行监控、处理是十分必要的。同时长期内冷水水质超标也是引起发电机故障的主要原因之一。据统计容量大于300MW以上的发电机，因内冷水水质或系统故障导致的事故占本体总事故的50%以上。至今由于发电机内冷水问题造成的事故上报的案件多达数十起，且每年都在发生，造成直接经济损失亿万元以上，事故发生后在不更换绕组的情况下，仅发电机的平均维修费用就在200～300万，因此造成停机和检修，少发电数亿千瓦时，非停等间接损失数额更高。发电机内部线圈长期腐蚀将造成腐蚀产物堵塞水路，发生局部过热，腐蚀穿孔等重、特大事故，继而影响发电机的使用寿命。因此对发电机内冷水进行合理有效的净化处理，是确保发电机长期安全、经济、稳定运行的关键。二.内冷水腐蚀及防腐机理由Cu-H2O体系电位-pH平衡图(图1）可知，金属铜的热力学免蚀区与H2O的热力学稳定区部分重叠，这一现象表明，在无氧化剂或能与Cu离子生成可溶性络合物(如NH3和CN-)的水溶液中，金属铜一般不发生腐蚀；但在有氧化剂的酸性溶液或强碱性条件下，金属铜腐蚀速率很高。在pH值在7-10和有一定浓度的氧化剂（溶解氧）存在时，金属铜在H2O中具有足够的稳定性。金属铜表面形成的氧化物具有稳定性，能对金属铜基体起到保护作用，从而使金属铜“钝化”。

由pH与铜腐蚀速度关系曲线图（图2）可知，当pH值小于7.0水质呈弱酸性后，铜的腐蚀速率有很明显的增长趋势，此时金属铜处于腐蚀区，金属铜表面很难形成稳定的氧化物保护膜，铜的腐蚀急剧增加。因此，国标、行标规定pH要达到8.00-9.00，这样发电机线棒腐蚀速率在最低范围内。

三.腐蚀产物成份由此看来：提高pH值只是内冷水处理的一个简单的技术手段，仅是内冷水要持续弱碱性抑制腐蚀的需要，为了去除内冷水中导致发电机堵塞的固态腐蚀产物，达到防止沉积、防止发电机线圈堵塞的处理目标，还需要对内冷水做更全面的处理，才能达到保障发电机安全平稳运行的目的。四.膜碱处理工艺简介

采用针对性有效的处理工艺，提高内冷水pH值抑制化学腐蚀的同时，有效、连续的去除固态腐蚀产物及杂质，防止系统回路发生沉积和堵塞。对内冷水进行全面的综合处理：我们最新一代的内冷水膜碱处理装置采用国内首创的膜净化处理技术，膜净化组件可以彻底去除内冷水中的离子态铜、固态铜、机械杂质及不溶物，防止堵塞的同时保留有益的碱性离子。并利用离子交换树脂树脂吸附水中的其它的阴阳离子。与此同时,再通过微碱化技术向内冷水释放微量的碱性物质。控制发电机内冷水的水质在pH在8.00～9.00电导率在0.40～2.00µs/cm之间，从而全面优化内冷水。

五.产品介绍AT-6型发电机内冷水膜碱装置使用领域

适用于全国火电、水电、核电、燃机等各类水冷发电机组的定子冷却水和转子冷却水处理，保障发电机的安全、平稳、满负荷运行。

工作原理及流程AT-6型发电机内冷水膜碱处理装置，其目的是降低内冷水对线圈的腐蚀，防止铜腐蚀产物沉积堵塞线圈，内冷水通过高分子膜连续不断地截留去除内冷水中的离子态铜、固态铜以及机械杂质和不溶物，同时保留内冷水中有益的碱性离子。与此同时通过微碱化技术控制碱化系统向内冷水系统中添加碱性物质，维持内冷水水质在弱碱性区域pH≥8（期望值8-9），同时为了机组运行安全，达到电导率≤2.0μS/cm。

膜碱处理装置原理示意图AT-6型发电机内冷水膜碱处理装置的主要构成部件为膜组件、离子交换器和碱化部分。内冷水先进入到膜组件中，由膜组件对内冷水中的离子态铜、固态铜以及机械杂质和不溶物进行截留去除，过滤之后的内冷水由碱化部分阶段性的加入一定浓度的碱液混合后回到内冷水箱中来达到调整内冷水系统的pH值的作用，从而减缓水体对发电机冷却系统的腐蚀速率。而被截留的离子态铜、固态铜以及机械杂质和不溶物这部分则进入到离子交换树脂中，进行不断循环直到水质符合膜组件的过滤要求，才会由膜组件中透过回到内冷水系统中。

主要部件膜组件碱化部分离子交换器

内冷水先进入到膜组件中，由膜组件对内冷水中的离子态铜、固态铜以及机械杂质和不溶物进行截留去除。

过滤之后的内冷水由碱化部分阶段性的加入一定浓度的碱液混合后回到内冷水箱中来达到调整内冷水系统的pH值的作用，从而减缓水体对发电机冷却系统的腐蚀速率。

而被截留的离子态铜、固态铜以及机械杂质和不溶物这部分则进入到离子交换树脂中，进行不断循环直到水质符合膜组件的过滤要求，才会由膜组件中透过回到内冷水系统中。装置的主要构成五.产品介绍六.工作原理

内冷水加压通过高分子选择性过滤膜进行处理，高分子选择性过滤膜可以去除内冷水中的离子态铜，还可以彻底过滤内冷水中的固态铜、机械杂质、不溶物以及大分子量离子，同时保留有益离子。

1.主过滤循环系统—去除全铜高分子选择性过滤膜循环增压泵六.工作原理

高分子选择性过滤膜截留下来的离子及杂质，通过旁路系统的离子交换器进行循环处理，并辅助降低电导。独有的双除离子器，一运一备，更换树脂时可不中断设备运行。2.设备内循环处理系统—去除离子离子交换器六.工作原理根据内冷水的pH值及电导值全自动碱化系统向膜单元处理后的内冷水添加微量的碱性溶液，提高出水的pH值使冷水呈弱碱性，从而达到铜线棒的理论免蚀区。加药碱化系统3.碱化系统—提高pH值、抑制腐蚀六.工作原理控制程序为全自动智能控制，操作简单，无需人工调整。完善的智能保护系统，出现问题，自动采取保护措施，保证主系统安全。所有数据可进行历史查询，方便运行人员查找分析问题。进口水质分析仪4.控制系统及检测仪表进口智能控制器1、结构组成七.设备结构组成及参数七.设备结构组成及参数2、设备参数：设备参数额定电压AC220V50HZ额定电流10A运行流量1000～5000L/h试验压力1.2MPa净重800kg装置尺寸1100(长)×1100(宽)×1900mm(高)进水要求项目范围单位备注电导率<2µs/cm

温度5～50℃

最大压力1.00Mpa

运行压差>0.20Mpa

流量1000～5000L/h

出水水质标准项目范围单位备注电导率<2.00µs/cm

pH8.00～9.00

铜离子含量<5µg/L七.设备结构组成及参数3、设备安装示意图：八、快速使用指南一、AT-6型发电机内冷水微碱化膜处理系统最主要三项水质数据1、电导率2、pH值3、铜离子含量二、三项水质数据之间的关联1、电导率与pH值之间的关系发电机定冷水膜碱化处理装置是利用计量加碱的方式向水中添加微量的碱性物质，从而提高内冷水的pH值。与此同时由于水体里离子含量的增加，电导率也就会相应的升高。

即电导率与pH值呈正比关系。当pH值升高时电导率也会随之升高。2、铜离子含量与pH值之间的关系由Cu-H2O体系电位-pH平衡图（详见装置说明书）上可得知，在pH≥7.60和有氧化剂（溶解氧）存在时，金属铜表面形成的氧化物具有稳定性，能对金属铜基体起到保护作用，抑制铜基体的腐蚀。

即铜离子含量与pH值呈反比关系。当pH值降低时，铜腐蚀速率提高，铜离子含量升高。八、快速使用指南三、装置主要部件作用膜净化装置:高分子选择性膜净化装置可以去除掉内冷水系统中的杂质,彻底去除内冷水中的固态及离子态铜物质、机械杂质及不溶物，同时保留有益离子。除离子器：除离子器位于旁路循环系统中，其主要作用是循环处理膜净化装置截留下来的少量离子及杂质。碱化系统：通过计量加药泵，向膜净化装置处理后的内冷水中添加微量的氢氧化钠，提高出水的pH值。八、快速使用指南四、常见问题及排除AT-6型发电机内冷水微碱化膜处理装置问题及排除方法序号出现问题产生原因排除方法1运行中流量过低装置阀门没有全开；装置树脂捕捉器可能堵塞；装置给水压力低。检查阀门开关是否全开；树脂捕捉器是否被树脂堵塞；检查给水。2运行一段时间后出现电导缓慢持续升高（1）除离子器中树脂失效。（2）由于CO2溶解导致电导暂时性升高。（1）检测除离子器出口电导率，如树脂失效则需更换树脂。（2）观察一段时间后确认树脂是否失效。3运行过程中电导无明显变化，pH值达不到要求（1）装置故障报警启动，装置自动停运。（2）碱液箱无药或加药系统故障。（1）检测调节仪是否故障报警，消除故障。（2）补充药液或检查加药系统。4刚投入运行后电导过高装置长久未投运或检修后，装置投运前没有冲洗彻底。电导在不是很高的情况下，可以提高装置的处理量来降低内冷水中的电导。或通知运行人员更换内冷水。5运行效果不好pH；DD不能达标。接入内冷水处理装置的水源内有气泡，空气中的二氧化碳溶入内冷水中，使pH降低、DD升高。产生气泡的原因主要有阀门不严密；内冷水泵的轴封处不严密。八、快速使用指南序号出现问题产生原因排除方法6仪表显示的电导、pH值与实际值不符、波动大。（1）接地不良。（2）温度高于45℃，使测量曲线偏移。（1）将接地线接好。（2）将内冷水温度降低至45℃以下重新标定。7树脂短时间失效（1）凝结水进入到内冷水。（2）冷却器泄漏污染内冷水。（3）有其它水源进入内冷水箱造成污染。（1）凝结水补水管路加堵板。（2）检查冷却器消除漏点。（3）检查进入内冷水箱的管路消除污染。8电导率高、pH值高给定值设置过高。凝结水进入到内冷水。装置处理流量过小。（1）减小调节仪的运行电导率给定值。（2）凝结水补水管路加堵板，防止漏入。（3）提高装置处理流量。9电导率低、pH值低给定值设置过低碱液箱无药或加药系统故障装置处理流量过大。（1）增加调节仪的运行电导率给定值。（2）补充药液或检查加药系统。（3）降低装置处理流量。10电导率高、pH值低（1）装置处理流量过小。（2）旁路离子交换系统的树脂失效。（1）提高装置处理流量。（2）更换离子交换树脂。八、快速使用指南五、运行操作中的安全注意事项1.设备在更换树脂、冲洗或其它操作，需要排放内冷水时，必须严格监控内冷水箱水位，保持正常运行允许水位。操作结束后，相应的排放阀门必须完全关闭，并重复检查。2.在设备安装调试、更换电极时在线仪表的信号输出要做好屏蔽、保持或者切断与外界的联络，以免发生错误报警。设备正常运行水质稳定后去掉屏蔽、保持或者接通信号输出即可。3.除设备操作负责人外，其他人员禁止对设备进行操作。4.装置长时间停运后，装置的出水电导率可能偏高，投运时必须对装置进行冲洗，直至出水电导率稳定在合格范围内，方可并入主系统。5.装置的处理流量不建议大幅度调整，建议以100L/h为一个单位（流量计两个刻度的距离），进行多次调整。调整间隔时间要大于3小时/次。八、快速使用指南6.系统起运时阀门操作顺序是，先开出口阀门，再开入口阀门。反之则为系统停运的操作顺序。7.智能调节仪的给定值设定，调整最高上限是实际入口电导率值+0.30µS/cm，高出后无法设定。8.注意测量管路内压力不能超过电极允许的压力范围：电导电极0.5Mpa、pH电极0.3Mpa。9.请勿擅自打开设备或拆卸进行维修。10.严禁向内冷水箱中补凝结水。严禁向内冷水箱中补凝结水，内冷水系统应保持密闭循环，尽量减少内冷水箱的补水次数。内冷水系统若有溢流管，则要保证内冷水箱水位不能超过溢流管，使内冷水处于溢流状态。八、快速使用指南六、巡检及运行交代1、运行画面：装置正常运行时，控制器应显示在“DD自动调节画面”（快捷键F1）。停运时控制器应断电或显示在“手动画面”（快捷键F3）。2、取样流量：保证控制器上显示的“取样流量”在200～300mL/min（流量数据在控制器画面右下方显示），如取样流量偏小，可通过调整控制柜内的入口取样阀来增加取样流量。3、运行流量：记录装置入水流量（玻璃浮子流量计）、旁路循环流量（涡轮电子流量计），当流量异常变化后及时调整回原记录流量。4、流量调整：方法一：调整装置入水阀；方法二：通过调整旁路循环流量来控制装置入水流量，减小旁路循环流量后，装置入水流量就会相应增加。这两者属相反关系。5、参数调整：运行人员在修改装置运行参数时应根据系统水质实际情况酌情渐变调整，调整后应实时监控系统水质变化。八、快速使用指南7、异常处理：系统水质异常变化时（如：电导异常升高）应检查装置出水流量（玻璃浮子流量计）、旁路循环流量（涡轮电子流量计）、取样流量后采取相应措施：立即措施：提高装置入水流量，控制器切换至“手动画面”（快捷键F3）。长久措施：核对系统运行参数，查找出现异常的原因并解决；之后待系统水质改善、稳定后恢复系统至初始状态。预防措施：按照装置说明书操作，严格