大功率發(fā)電機(jī)內(nèi)部水體品質(zhì)情況解析與控制

1、原設(shè)計(jì)系統(tǒng)介紹原發(fā)電機(jī)定子冷卻水（即內(nèi)冷水）系統(tǒng)由2臺(tái)定子水冷卻水泵、2臺(tái)定子水冷卻器、1臺(tái)雙聯(lián)濾網(wǎng)、1臺(tái)凈化裝置（除鹽裝置）等組成，冷卻水來自高于發(fā)電機(jī)5m處的高位補(bǔ)水箱。內(nèi)冷水進(jìn)口溫度設(shè)定45，進(jìn)口溫度低報(bào)警42，進(jìn)口溫度高報(bào)警52，出口溫度高報(bào)警82，電導(dǎo)率2s/cm，系統(tǒng)正常流量44m3/h，內(nèi)冷水凈化裝置設(shè)計(jì)流量1.08m3/h，設(shè)計(jì)除鹽裝置樹脂量僅為：22升H型陽樹脂+22升OH型陰樹脂，系統(tǒng)無反沖洗裝置，系統(tǒng)內(nèi)腐蝕產(chǎn)物無法定期排出，只能通過凈化裝置與樹脂進(jìn)行交換，因此樹脂更換較為頻繁，運(yùn)行更換周期一般為2030d.原內(nèi)冷水系統(tǒng)存在問題分析原系統(tǒng)裝有在線電導(dǎo)率值表，但無在線pH值表

2、，這一關(guān)鍵水質(zhì)指標(biāo)無法及時(shí)監(jiān)督，同時(shí)高位補(bǔ)水箱無任何密封措施，其電導(dǎo)率長期達(dá)0.50.75S/cm（25），加之混床樹脂配比為陽 陰=1 1，因此，內(nèi)冷水為含飽和氧的微酸性水，對(duì)銅導(dǎo)線腐蝕嚴(yán)重，冷卻水中銅含量長期維持較高水平，有時(shí)高達(dá)1000g/L以上，另外無反沖洗裝置，腐蝕產(chǎn)物不能及時(shí)排出系統(tǒng)，這樣極易導(dǎo)致定子線棒被腐蝕產(chǎn)物堵塞而發(fā)生故障東莞發(fā)電機(jī)出租 nyads6ki。由于補(bǔ)入發(fā)電機(jī)中的冷卻水含有CO2和溶解氧，水呈微酸性，這樣銅質(zhì)線棒內(nèi)壁的腐蝕速率就大大地增加。這是由于水中游離的CO2破壞了銅表面的具有保護(hù)作用的初始膜，隨著機(jī)組運(yùn)行時(shí)間越長，CO2對(duì)系統(tǒng)腐蝕造成銅的溶出量增加，此時(shí)在內(nèi)冷

3、水中有氫漏入的情況下，幾乎以單質(zhì)銅的形式存在于內(nèi)冷水中。定子冷卻水的pH值偏低，是導(dǎo)致定子線棒腐蝕的根本原因，銅合金表面保護(hù)膜的形成及其穩(wěn)定性與水的pH值有很大關(guān)系，一般銅在水中的電位在0.10.4V的范圍，從Cu-CO2-H2O體系的電位-pH圖可以看到，若水的pH值在6.9以下時(shí)，則銅的狀態(tài)是處于腐蝕區(qū)，表面很難有穩(wěn)定的保護(hù)膜存在，在pH值高于6.9，進(jìn)入中性或弱堿性范圍時(shí)，銅表面的初始氧化亞銅保護(hù)膜能穩(wěn)定存在，不會(huì)被溶解，并且還可能生成固相的堿式碳酸銅，該發(fā)電機(jī)定子冷卻水pH值大多在5.36.3范圍內(nèi)，腐蝕不可避免。導(dǎo)致內(nèi)冷水pH值偏低的原因?yàn)椋撼}水在除鹽水箱儲(chǔ)藏中，空氣中CO2部分溶

4、入水中，使pH值有所偏低，除鹽水箱中的水由除鹽水泵送至除氧器層的高位水箱，再由高位水箱向內(nèi)冷水高位補(bǔ)水箱補(bǔ)入，途中經(jīng)過2個(gè)與大氣連通的開口容器，CO2溶入內(nèi)冷水中呈飽和狀態(tài)，致使pH值進(jìn)一步降低。另外，機(jī)組停運(yùn)后，內(nèi)冷水未采取保養(yǎng)措施而放空備用，其腐蝕比運(yùn)行中腐蝕更為嚴(yán)重，腐蝕產(chǎn)物為銅的氧化物，以膠體狀態(tài)存在，粒度約0.11m左右而不能被系統(tǒng)中的雙聯(lián)濾網(wǎng)截留，而在磁力的作用下聚積成團(tuán)，單質(zhì)銅本身就是沉淀物，也可以被包在膠體中一起沉淀，根據(jù)聚沉動(dòng)力學(xué)原理，聚沉首先發(fā)生在流速減緩部位，即線棒兩端并頭套處，又據(jù)CuO的溶解原理，當(dāng)pH值7.4時(shí)，溶解度隨溫度的升高而急劇下降，100時(shí)的溶解度只有20

5、時(shí)的1%，根據(jù)分析和實(shí)踐證明，在中性或微酸性中，沉積最易發(fā)生在最熱的部位，即線棒的出水端。水質(zhì)調(diào)整改進(jìn)過程1994年7月至1998年6月，采用添加緩蝕劑，即向內(nèi)冷水中加入BTA+三乙醇胺的方法，來達(dá)到緩蝕和提高pH值的目的。添加緩蝕劑后，離子交換凈化裝置就不能使用，原來部分水的離子交換，等于有一定量的排污，現(xiàn)在不能使用，系統(tǒng)中腐蝕產(chǎn)物無法排出，只能在系統(tǒng)內(nèi)不斷積聚；或因停用保養(yǎng)不佳，造成了定子線棒的內(nèi)壁銹蝕，使系統(tǒng)中含銅量和氧化銅量大量增加，堵塞就有可能發(fā)生，且操作和控制均很麻煩。此種調(diào)節(jié)方式雖能有效降低和控制內(nèi)冷水的含銅量，但若系統(tǒng)中出現(xiàn)某些變化，如系統(tǒng)漏氫就破壞了緩蝕劑的緩蝕作用。另從銅在

6、純水中的溶解度可看到，在50，pH值為7.1的條件下，銅的溶解度僅有5g/L左右，而標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定，在添加緩蝕劑條件下，內(nèi)冷水中含銅量可維持40g/L.假如水中含銅量如此高，一旦緩蝕劑受到破壞，如在含氫量很高條件下或因疏忽減少了緩蝕劑的加入量等，銅就可能會(huì)析出；另外，定子線棒中空截面較小，添加物可能帶入的雜質(zhì)，對(duì)發(fā)電機(jī)的安全運(yùn)行不利；特別是添加藥品是人工操作，存在人為差錯(cuò)的可能，這對(duì)關(guān)鍵設(shè)備的質(zhì)保是有影響的，且增加了化學(xué)控制的工作量，目前對(duì)于水氫氫型機(jī)組已有明確要求不采取該處理方式。華能岳陽電廠就在采用此方法時(shí)，發(fā)生了1號(hào)發(fā)電機(jī)運(yùn)行中定子線棒燒損的事故。1998年1號(hào)發(fā)電機(jī)故障后，采用了提高內(nèi)冷水p

7、H值，但又不會(huì)顯著增加水的電導(dǎo)率的方法，即邊排放邊補(bǔ)凝結(jié)水+混床運(yùn)行的調(diào)節(jié)方式，對(duì)改善內(nèi)冷水水質(zhì)起到了良好的作用，但混床樹脂失效頻繁，一般30d左右，凝結(jié)水（除鹽水）浪費(fèi)較大約10L/min，造成系統(tǒng)流量波動(dòng)不穩(wěn)、運(yùn)行人員調(diào)整工作量大、水質(zhì)難以保持穩(wěn)定合格，對(duì)設(shè)備的安全穩(wěn)定運(yùn)行存在一定隱患。經(jīng)過不斷摸索總結(jié)，2005年3月，在湖南省電力試驗(yàn)研究院化學(xué)研究所指導(dǎo)下，采用了物理與化學(xué)穩(wěn)定性穩(wěn)定、水力特性好、具有抗高溫的能力、在內(nèi)冷水運(yùn)行工況下不易發(fā)生降解的樹脂，并通過改變樹脂的裝載方式和配比，達(dá)到微堿性運(yùn)行工況，內(nèi)冷水水質(zhì)遠(yuǎn)優(yōu)于國家標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的水質(zhì)指標(biāo)。目前所采用的水質(zhì)調(diào)節(jié)方式的效果采用微堿性運(yùn)行工況，取得了很好的效果，徹底改變了過去內(nèi)冷水銅含量嚴(yán)重超標(biāo)的現(xiàn)象，有效地減緩了定子線棒的腐蝕，大大提高了內(nèi)冷水的絕緣性能，對(duì)于保證發(fā)電