浅谈发电机内冷水含铜量及pH值超标的分析及处理

高艳红

摘 要：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。因除盐水纯度高，能够满足绝缘要求，但pH≤7.0时，发电机定子线棒处于热力学不稳定区，对系统有一定的腐蚀性，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，导致铜超标，所以提高pH是降低铜腐蚀最有效的方法。

关键词：发电机内冷却水;碱化处理

本汽轮发电机组采用水氢氢冷却方式，即定子绕组为水冷却。系统主要由两台100%容量的定子冷却水泵、两台冷却器、两台过滤器、一个水箱、一台离子交换器与发电机定子线组成发电机内冷水。发电机内冷水补充水采用除盐水。机组调试初期，发电机内冷水出现pH≤7.0，含铜量超标的现象。接下来陈述不同的调整方案对应的发电机内冷水水质变化情况。

1、发电机内冷水调整措施

1.1定冷水箱中加氢氧化钠

配制1%的氢氧化钠溶液，点加方式投入定子内冷水箱后数据变化如下：（图表二）

加入氢氧化钠后，pH数据迅速上升，铜下降，但电导率也迅速升高，采用除盐水冲洗电导下降到2.0μs/cm以下。但运行三天后，pH下降，紧跟着铜上升：（图表三）

1.2氢型+钠型混合离子交换器处理方法

投入混合离子交换器，铜和电导率迅速下降到控制范围，但pH仍然偏低。（图表四）

因我厂采用的离子交换器树脂是混合型的，由氢型树脂、氢氧型树脂和钠型树脂按一定的比例混合。水中离子发生交换如下：

离子交换反应方程式：Cu2++2R Na= R Cu+2 Na+，HCO3-+ ROH = R HCO3-+ OH-，HCO3-+H+=H2O+CO2

Cu2+与R Na交换产生Na+，阴离子（CO32-或HCO3-）与ROH交换产生OH-，最终在混床出水产生微量的NaOH，间接向内冷水中加NaOH，提高了pH，氢型树脂会交换出部分Na+，形成H2O，保证了pH同时降低了电导率。但我厂调试期间投入氢型+钠型混合离子交换器后pH未达到8，考虑混合树脂中钠型树脂比例少导致的。

1.3离子交换器+碱化水处理方法

由于混合型树脂比例中钠型树脂比例小导致内冷水的pH无法达到控制指标要求，采用内冷水树脂厂家方案：配制4%的氢氧化钠加入内冷水箱，达到提高pH的同时又满足内冷水水质的要求。检测数据（图表五）

2、总结三种方法的利弊

2.1定冷水箱中加NaOH方式

该处理方法简单易行，短期内能够满足发电机内冷水水质的要求。存在的弊端是通过直接加入强电解质NaOH和溢流排水法降低电导率同时控制pH在合格范围内，对设备的可靠性要求较高，同时大量排水也增加了对除盐水的浪费;强电解质NaOH需要不间断的加入来满足水质需求。

2.2氢型+钠型混合离子交换器处理方法的利弊

通过离子交换器处理发电机内冷水水质，优点是铜和电导率能够迅速下降到合格范围内， 该方法让部分内冷水通过装有阴、阳离子交换树脂的混合离子交换器，以除去水中各种阴、阳离子，能够满足发电机内冷水水质的要求，可有效减缓和抑制对发电机铜导线的腐蚀。但针对补充水质和发电机冷却方式的不同，需要对离子交换器的混合树脂比例根据实际现状调整合适。所以存在的弊端是混合型离子交换器树脂的比例要求较高，根据目前的除盐水通过混合离子交换器后pH无法达到控制范围，同时再生或更换树脂的操作较为复杂。

2.3离子交换器+ NaOH处理法

该处理方法让部分发电机内冷水经过离子交换器处理，降低水中的离子含量，同时向系统加入NaOH使内冷水pH值保持在8～9，有效地抑制了内冷水对发电机铜导线的腐蚀。 存在的弊端是由于该方式是直接加入强电解質NaOH，对运行指标的控制要求高，一旦某个环节出现问题，将会引起内冷水的电导急剧上升，影响机组的安全运行，加入的NaOH对浓度和体积要求高，过量会使混合离子交换器中NaOH浓度增加，导致内冷水的pH和电导率会上升超过控制范围。

3、建议

（1）通过对发电机内冷水处理采用了以上三种方法，各有利弊。从安全可靠和经济性方面综合考虑，建议内冷水离子交换器树脂厂家根据我们厂发电机组的类型、大小、冷却方式以及补水水质和补充水量等因素对离子交换器的树脂按照合适的比例重新配备满足我厂对内冷水水质的要求。

（2）定冷水系统中的离子交换器与定冷水系统并列运行，正常运行中对定冷水进行连续净化，能够有效控制定冷水电导率、铜及pH值符合现行国标 GB/T12145— 2016和电厂运行指 标要求 。使发电机导线铜系统处于较安全运行状态。

（3）定冷水箱的容积为2.3m3，冷却水总容量约5m3，冷却水流量55m3/h，为避免水中溶入其它气体，这样有效避免了空气中的水和二氧化碳气体的融入定冷水箱内，建议正常运行时水箱液面上充有一定压力的氮气，避免发电机内冷水系统发生氧腐蚀。

参考文献

[1] 王杏卿 .热力设备的腐蚀与防护[M].北京：水利电力出版社，1988.

[2] 李培元.火力发电厂水处理及水质控制[M].北京：水利电力出版社，2000.

[3] 李培元.火力发电厂水处理及水质控制.中国电力出版社