大型发电机内冷水质指标的探讨与应用

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1、大型发电机内冷水质指标的探讨与应用（哈尔滨电机厂有限责任公司黑龙江哈尔滨150040）摘要：随着电力工业的发展，大型水冷发电机得到了广泛应用。发电机内冷水质指标控制成为一个难题。因水质控制不善造成定转子铜线棒腐蚀，引发发电机线棒温差大、进水压力高、内冷水流量低、出水温差大，轻则影响发电机带负荷，重则造成发电机损坏。关键词：水冷发电机；水质指标；PH值；铜离子；溶解氧引言一般大型发电机常采用双水内冷式，即发电机定子和转子全部采用水冷却，也有的是定子用水冷却，转子和铁芯采用氢冷却的。发电机内冷水通常选用除盐水作为冷却水质，凝结水作为备用水源。除盐水纯度

2、高，能够满足绝缘要求，但是pH值较低，一般在6.0〜6.8之间，使得发电机定子线棒始终处于热力学不稳定区，（根据Cu—H2O体系的电位一pH平衡图）对系统有一定的侵蚀性，据介绍：铜、铁金属在水中遭受的腐蚀是随着水溶液pH值的降低而增大的，铜、铁在pH=8左右为腐蚀的钝化区。由于内冷水的pH低，使水中含铜量及电导率均在高限，腐蚀产物还可能在线棒的通流部分沉积，引起局部过热，甚至造成局部堵死，影响发电机组的安全运行。运行过程中水冷器的泄漏以及水冷器投运前未经冲洗或冲洗不彻底等都会使生水中的杂质进入内冷水系统，造成系统腐蚀和堵塞，因此对发电机内冷水进行处

3、理是十分必要的。1.发电机内冷水水质要求及质量标准1.1水质要求由于内冷水在高电压电场中作冷却介质，因此各项质量要求必须以保证发电机安全经济运行为前提。发电机内冷水水质应符合如下技术要求:1.1.1.奋足够的绝缘性能（即较低的电导率），以防止发电机线圈的短路。1.1.2.对发电机铜导线和内冷水系统无腐蚀性。1.1.3.不允许发电机内冷水中的杂质在空心导线内结垢，以免降低冷却效果，使发电机线圈超温，导致绝缘老化和失效。1.2质量标准根据GB/T12145—2008《火力发电机组及蒸汽动力设备水汽质量》的规定，我国发电机内冷水质量标准如下：电导率（25

4、°C）≤2.0μs/cm铜含量<200μg/LpH值（25°C）>6.81.3常用的发电机内冷水处理方法内冷水的处理主要是为了降低内冷水中的铜、铁等杂质含量，防止内冷水对铜导线的腐蚀，确保机组的安全运行。常用的处理方法有：溢流排水法、添加铜缓蚀剂处理法、小混床（氢型离子交换器）旁路处理法、氢型+钠型双套小混床旁路处理法、小混床+NaOH处理法、超净化处理法等。1.3.1溢流排水法发电机内冷水箱采取连续大量补入除盐水或凝结水，并保持溢流排水的运行方式，来控制内冷水导电率≤2.0μs/L。该处理方法简单易行，无须处理设备的

5、投资和维护，也能够满足发电机内冷水水质的要求，但存在着不可改变的弊端：（1）通过连续的补水，使得内冷水质指标达到合格范围内，但由于补水和系统中水质的pH值较低，因此并未真正抑制铜导线的腐蚀，只是将腐蚀过程转化为连续稀释过程。（2）水资源浪费严重连续大量的排水，造成除盐水、凝结水的浪费。以1台200MW机组为例，内冷水补水按5t/h，年运行300d计，每a将消耗除盐水36000t。虽然冇些电厂将这部分排水冋收到凝汽器，但被腐蚀析出电离的铜离子增加了给水系统的杂质含量。(3)系统安全性差除盐水、凝结水一旦受到污染，发电机内冷水水质也随之遭受冲击污染，危

6、及设备的安全运行。特别是采用凝结水作为补水时,当凝汽器突然泄漏吋，会殃及内冷水系统，严重吋将导致停机事故的发生。采用凝结水补水的处理方式在凝汽器严密，汽水品质优良及奋保护措施的条件下较为有效，否则不提倡使用。2发电机内冷水指标的控制方法及易引起的问题由于水内冷发电机具有单机容量大、体积小、重量轻等特点，因此，在大型发电机组中得到广泛应用。0前国内发电机内冷水处理方法冇中性处理、碱化处理和加缓蚀剂处理等方法，内冷水处理技术普遍存在内冷水pH控制不稳定、铜导线腐蚀速率高、铜离子含量超标、补水换水频繁、水量损失大等问题。因水质控制不合理，造成发电机定转、

7、子铜导线腐蚀，腐蚀产物沉积在定子或转子线圈内，引起线圈传热不均和发电机线圈超温，甚至奋局部线圈堵塞或穿孔的问题，轻则因定子线棒超温，不能满负荷运行，重则引发发电机线圈超温烧损短路的严重事故。所以，发电机内冷水的指标控制直接关系到发电机组的安全经济运行。3发电机定转子线圈铜导线腐蚀的机理冷却水接触的材质主要是铜和不锈钢，由于不锈钢具奋相当好的耐腐蚀性，所以处理目的主要是防止空芯铜导线的腐蚀。影响铜在冷却水中均匀溶解腐蚀的因素主要有水的pH值、溶解氧水的纯度，此外在腐蚀过程中生成的二价铜离子对铜的腐蚀有加速作用。这一腐蚀过程的反应如下：二次腐蚀产物的生

8、成：Cu2++20H-=CuO+H20上述反应交替进行，从而导致铜的腐蚀和腐蚀产物的沉积。铜在含氧水中与氧发生氧化还原反应