发电机定冷水系统智能净化装置的应用

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1、发电机定冷水系统智能净化装置的应用李永利（神华国华太仓发电有限公司江苏太仓215433）【摘要】神华国华太仓发电有限公司600MW发电机组采用水-氢-氢冷却方式，其中定子部分采用水直接冷却法。定子绕组水冷系统包括水箱、泵、水冷却器、过滤器、和离子交换器等。发电机冷却水入口压力设定在0.15-0.2MPa（表压），发电机的冷却水入口温度不超过50℃，出水温度不超过85℃。冷却水在发电机内通过入口绝缘软管，空心导体和出口绝缘软管从入口集水环流到出口集水环，然后流出发电机，返回到水箱，通过离子交换器的流量为总水量的10%。系统的补给水也通过离子交换器输入到系统中。机组投产三年后，发电机

2、定冷水处理系统在离子交换过滤器100%投入的情况下，铜含量仍出现较大波动9.6～24.1ppb。线棒压差最大达到0.4Mpa(正常0.22MPa)影响到了发电机的冷却效果和安全运行，后利用机组检修机会对定冷水系统进行化学清洗。为彻底解决这一隐患，利用机组检修机会将定冷水系统加装FNC系列发电机内冷水智能净化装置。通过调节进入内冷水箱的水的电导率，使进入发电机定子线圈冷却水的pH达到最佳的防腐范围，该套设备投运已有一年，效果良好。【关键词】定冷水水质智能净化装置应用0引言神华国华太仓发电有限公司两台号机组发电机定冷水处理系统采用小混床离子交换处理方法，最大交换能力为8m3/h。由于

3、定冷水经过小混床处理后会使PH值下降至6.6～6.9，无法达到标准值7～9的要求范围，从而加快了系统的铜腐蚀速度，使运行中定冷水的铜含量在9.6～24.1ppb之间波动，而且在系统停备用后启动初期，铜含量会出现快速上升，即使采用频繁全面换水冲洗也不能降低定冷水中的铜含量，在24h内系统铜含量高达100～200ppb，严重威胁机组的长周期安全稳定运行。针对我公司发电机定冷水处理系统存在的问题，经过专题会讨论研究，决定加装西安热工研究院开发的“FNC系列发电机定冷水智能净化装置”进行旁路水处理。1发电机定子线棒的腐蚀因素水内冷绕组的铜导线均制成空心导线，冷却水能直接流过。在铜水体系中

4、,纯水中铜(单质、离子和化合物)的状态与水环境的pH值存在一定的关联。在微酸性环境中,pH=5.5～7,过电位(金属与溶液界面上的电位差)大于+0.1V,铜系统应有明显的腐蚀;在中性环境中,pH=7.0～7.5,由于过电位的下降,腐蚀较轻;在微碱性环境中,pH=8～9,由于生成较稳定的钝化膜,铜的腐蚀速率大大降低。根据铜水体系的电位pH曲线图和铜氧化物的溶解特性图可知,在有氧的纯水中,铜的腐蚀速率在pH=8.5左右的范围内有一个最小值,原因是具有保护性质的氧化铜和氢氧化铜此时的溶解度最低。但在pH值过高如大于10后,会生成铜氨络离子,铜的腐蚀速率反而加大,且线棒要求的全国火电60

5、0MW级机组能效对标及竞赛第十五届年会论文集汽机148绝缘性能得不到保证。00.010.020.030.040.050.0610100100010000溶解氧μg/L铜的腐蚀速率g/(m2.d)图1在纯水中，铜的溶出与水含氧量的关系由图1可知：中性水腐蚀速率仍然很高图2铜的溶解度（即腐蚀）与pH的关系由图2可知：pH在8.5左右腐蚀速率最低图3发电机水系统铜的溶解度（即腐蚀）与pH的关系全国火电600MW级机组能效对标及竞赛第十五届年会论文集汽机149由图3可知：pH腐蚀速率可增大上千倍图4铜的腐蚀速率与水的pH值及水中溶解氧含量的关系曲线由图4可知：pH>8后溶解氧的影响不大，

6、pH>8.5后基本无影响。最佳pH值为8.5图5铜的溶解度与电导率的关系由图5可知：电导率在0.85μS/cm左右（包括微量CO2的影响）腐蚀速率最低。电导率在2μS/cm理论pH为8.85，实际为8.5～8.7。2原定冷水系统存在的问题（1）系统内存在腐蚀是定冷水铜含量波动甚至超标的主要原因。（2）水pH偏低，于内冷水的补水大多为除盐水，pH在7以下，腐蚀较严重。尽管小混床一直投入运行除去腐蚀下来的腐蚀产物，但铜线棒的腐蚀依然存在。有的电厂发电机铜线棒接头腐蚀断裂。小混床负担很重，运行周期短。如果提高水的pH，使之达到8.0～8.5铜的腐蚀速率会降到最全国火电600MW级机组能

7、效对标及竞赛第十五届年会论文集汽机150低，这时水中的溶解氧对腐蚀的影响不大。（3）水的含铜量偏高，由于补充水的pH值较低以及系统的密封性差，空气中的二氧化碳对发电机铜线棒的加速腐蚀，导致水的含铜量较高，甚至超过国家标准，即大于40μg/L，导致发电机铜线棒堵塞，造成事故。随着发电机参数的提高，这种现象越来越明显。（4）内冷水的溶解氧不合格。3FNC系列发电机内冷水智能净化装置的工作原理及效果3.1工作原理该装置是在现有定冷水系统的基础上，通过其补水系统与排水系统的改造，达到调节