发电机内冷水处理装置在生产实际中的应用

摘 要：针对普遍存在内冷水的电导率高、pH值低、腐蚀产物铜离子超标的问题，详细阐述腐蚀的原因和危害，通过多种内冷水处理装置的对比试验，对发电机内冷水处理装置进行技术改造，采用新型发电机内冷水微碱化膜处理装置，有效措施减缓发电机内冷水系统的腐蚀。

关键词：发电机；内冷水处理装置；实际应用

水内冷发电机组具有单机容量大、设备体积小、重量轻等优点，在大型发电机组中得到广泛应用。目前国内水内冷发电机组的内冷水虽然采取了各种处理方法及防腐措施，但很少达到了有效地防腐，普遍存在内冷水的电导率高、pH值低、腐蚀产物铜离子超标的现象，发电机内冷水水质不合格所引发的事故时有发生。

1 发电机铜导线腐蚀的影响因素

影响铜在冷却水中均匀溶解腐蚀的因素主要有水的pH值、溶解氧以及溶解二氧化碳的含量，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：

（1）电化学腐蚀反应：

Cu+1/2O2=CuO

2Cu+1/2O2=Cu2O

Cu+Cu2+=2Cu+

（2）二氧化碳的溶解和铜氧化物的溶解：

CO2+H2O=H2CO3=H++HCO3-

CuO+2H+=Cu2++H2O

Cu2O+2H+=2Cu++H2O

（3）一价铜离子进一步氧化：

2Cu++1/2O2+H2O=2Cu2++OH-

2Cu++1/2O2=CuO+Cu2+

（4）二次腐蚀产物的生成：

Cu2++2OH-=CuO+H2O

上述反应交替进行，从而导致铜的腐蚀和腐蚀产物的沉积。

2 Cu-H2O體系Cu腐蚀-钝化-免蚀的理论条件与防腐机理

在Cu-H2O体系电位-pH平衡图中，溶液中的含Cu物质以金属铜离子（Cu+、Cu2+、Cu3+）含Cu水合物（Cu2O3·nH2O）和铜的酸根（HCuO2-、CuO22-、CuO2-）形态稳定存在的区域，是Cu的理论上的腐蚀电位-pH条件区域；金属Cu以单质Cu形势稳定存在的区域，则是Cu的理论上的免蚀条件区域。根据理论分析计算和判断，Cu-H2O体系Cu腐蚀-钝化-免蚀的理论条件区域是几条曲线划分的区域。

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。

3 发电机内冷水系统铜腐蚀的危害

发电机铜导线在含氧的弱酸性水中极易发生腐蚀，腐蚀产物直接沉积在定子或转子线圈内，引起发电机线圈超温，甚至有局部线圈堵塞或穿孔的问题。所以，发电机内冷水的处理效果直接关系到发电机组的安全、稳定、经济运行。

4 发电机内冷水处理装置的应用

4.1 现行内冷水水质标准（表1）

4.2 发电机内冷水处理装置的应用

（1）在哈尔滨发电机组内冷水系统进行了H型、OH型、Na型树脂（床、罐）的组合工业实验。（表2、3）

实验结论：当树脂（罐）出水电导率<0.20μS/cm时，任何单体或组合的出水pH值都<7.20，内冷水的pH值<7.15；所有的单体、组合，都不能将内冷水的pH值提高到7.60以上。

（2）针对发电机内冷水存在的问题，通过多种发电机内冷水处理装置的对比试验，对发电机内冷水处理装置进行技术改造，拆除原有的H型+Na型树脂罐内冷水处理装置，目前采用的发电机内冷水微碱化膜处理装置是一种全新的内冷水处理技术，该设备采用类石墨烯膜+离子交换+微碱化三项技术，类石墨烯膜处理技术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，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，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0.40～2.00？滋s/cm之间，从而有效抑制发电机空芯铜导线腐蚀。在300MW水氢氢机组实际运行应用证明：发电机内冷水的铜离子小于5？滋g/l，其他指标全部合格，达到了内冷水水质最佳工况，彻底地解决了内冷水铜腐蚀问题，最大限度地提高了发电机的绝缘性，确保了发电机安全。

参考文献

[1]叶康民.金属腐蚀与防护概论[M].高等教育出版社出版，1993.

作者简介：廉瑾，2000年毕业于黑龙江省电力职工中等专业学校电厂水处理及化学监督专业，2006年晋职助理工程师；2010年晋职技师，参加工作至今在哈尔滨热电有限责任公司从事电厂水处理及化学监督工作。