发电机定子冷却水系统碱性水处理研究.doc

发电机定子冷却水系统碱性水处理试验研究 赵强 （内蒙古岱海发电有限责任公司 内蒙古 凉城013700） 【摘 要】发电机内冷水运行中PH经常在6.69?7.03范围内运行,定子线棒在该体系中处于不稳定状态， 为了防止铜腐蚀产物在铜线棒内樂沉积而影响机组安全运行,通过实施碱化处理，提高2号发电机内冷水PH至7.35- 7.96,收到了极其明显的效果。 【关键词】发电机 冷却水 碱化处理 1概况 岱海发电公司一期两台600MW发电机组均采用由上海汽轮机发电有限公司引进美国西屋技术生 产的汽轮发电机组，型号为QFSN-600-2,发电机冷却方式为：定子绕组水内冷，转子采用氢冷。内 冷水的补充水为化学除盐水，没有加药处理，内冷水箱采用氮气密封，在循环泵出口旁路装有氢型/ 氢氧型混合离子交换器，投运后约有2?10%的内冷水流量通过离子交换器被净化和过滤处理。机组 自2006年投产以来,发电机内冷水PH6. 69?7. 03,电导率0. 097?0. 965us/cm,铜15. 8?32. 6ug/Lo 由铜的化合物在水屮的溶解度与水温、pll值的关系（见卜图）知，在发电机定冷水进口温度42%、 出口温度581的运行参数和现水化学工况的运行条件下，发电机定冷水铜含量应小于10ug/L,否则 会在定子线棒内壁产生铜氧化物沉积。 I、罗翅進變呂B三二二 I、罗翅進變呂B 三二二 6.4 6.5 6.6 6. 7 6.8 6.9 7.0 7. 1 pH 近年來，由于定子内冷水冋路堵塞造成的水内冷发电机定子短路事故频繁发生，如华能岳阳电 厂等。分析其原因主要是由于冷却水水质不合格，导致铜导线腐蚀产物在磁场及由水温变化导致溶 解度降低的作用下易于沉积而堵塞水流冋路。因此采取合理的内冷水运行方式，改善内冷水品质， 是提高发电机运行安全性、可靠性的关键。 2定冷水系统铜含量高的原因分析及解决措施 铜在水屮按下述反应发生电化学反应： 阳极反应（铜被氧化溶解）：Cu-Cif+e Cii*-*Cu2+e 阴极反应（溶解氧被还原）：O2+2H2O+4e-4OH 因此，铜在纯水屮的腐蚀速率与取决于溶解氧和PH值，铜在中性纯水中的腐蚀速率与水中氧浓 度关系如卜图S 0. 06 0. 05 0. 04 0. 03 0. 02 0. 01 0 10 100 1000 10000 溶解氧H g/L 可见，随着水屮溶解氧的含量增大，开始时铜的腐蚀速率也增大；如果继续增大溶解氧的含量, 则铜的腐蚀速率乂趋于降低。然而去除定冷水屮的溶解氧或向水屮添加氧的办法來降低铜的腐蚀速 率，在现场难以做到. 水的PH值对铜腐蚀影响主要是铜表而保护膜的形成及其稳定性，一般铜在水屮的电位在 0.广0.4V之间，从Cu-CO2-H2O体系电位-PH图可以看到，若水的PH在6. 9以下时，则铜的状态处于 腐饰区,表而很难有稳定的表而膜存在;在PH高于6. 9进入屮性或弱碱性范国吋，铜表而的初始氧 化膜能稳定存在，铜处于被保护状态 采用化学除盐水作为内冷水及其补充水，虽然除盐系统的水质接近为纯水，理论PH值为7.0、 电导率小于0. lus/cm,但缓冲性非常小，极易吸收空气中的二氧化碳等可溶性气体。空气屮的二氧 化碳常压下在纯水屮的溶解度25nC时0. 436mg/L, 35 °C时0. 331mg/L,由碳酸水溶液的解离常数计 算，此时溶液的PH值为6. 74。因此，通过我公司二号发电机定冷水水质分析，运行屮的定冷水屮 溶解二氧化碳呈饱和状态。溶入的二氧化碳气体使定冷水呈弱酸性，酸化铜线棒表而的初始氧化膜 而被破坏，并形成易溶的碱式碳酸铜，使定冷水系统的铜含量升高。旁路氢型混合离子交换器净化 内冷水可以便内冷水电导率在合格范围之内，但出水屮I「含量增多，使水质PII进一步降低，更加剧 了对碱式碳酸铜的溶解。 通过以上分析，调节内冷水PH呈弱碱性，可有效降低内冷水铜线棒的腐蚀，降低水中铜含量， 避免铜氧化物在定子线棒内的沉积问题。用于内冷水的碱化剂有氢氧化钠、氨等，但由于定冷水温 较高，氨的弱电离性使在水屮溶解态组分较少，PH调节特性较差，且未电离的分子态氨在内冷水屮 经过运行麻逐渐被挥发,内冷水PH随之下降，対减缓铜线棒的腐蚀控制作用不会明显；同时过最的 钱盐会加速铜的腐蚀。如此相比，氢氧化钠碱化特性好，易于现场配制和控制使用，因此确定通过 向定冷水中添加微量氢氧化钠的方法对原定冷水处理工艺进行技术改造。在除盐水屮，氢氧化钠调 整后的PH、水溶液的电导率及挂片试验(25°C, 72h)结果见下表: PII 6.8 7.5 0 5 7 8 9.0 电导率 (us/cm) 0. 07 0. 133 0. 303 0. 385 1.295 1.615 2. 535 铜含量 (ug/L) 4