發電機內冷水處理裝置在生產實際中的應用

摘 要：針對普遍存在內冷水的電導率高、pH值低、腐蝕產物銅離子超標的問題，詳細闡述腐蝕的原因和危害，通過多種內冷水處理裝置的對比試驗，對發電機內冷水處理裝置進行技術改造，采用新型發電機內冷水微堿化膜處理裝置，有效措施減緩發電機內冷水系統的腐蝕。

關鍵詞：發電機；內冷水處理裝置；實際應用

水內冷發電機組具有單機容量大、設備體積小、重量輕等優點，在大型發電機組中得到廣泛應用。目前國內水內冷發電機組的內冷水雖然采取了各種處理方法及防腐措施，但很少達到了有效地防腐，普遍存在內冷水的電導率高、pH值低、腐蝕產物銅離子超標的現象，發電機內冷水水質不合格所引發的事故時有發生。

1 發電機銅導線腐蝕的影響因素

影響銅在冷卻水中均勻溶解腐蝕的因素主要有水的pH值、溶解氧以及溶解二氧化碳的含量，此外在腐蝕過程中生成的二價銅離子對銅的腐蝕有加速作用。這一腐蝕過程的反應如下：

（1）電化學腐蝕反應：

Cu+1/2O2=CuO

2Cu+1/2O2=Cu2O

Cu+Cu2+=2Cu+

（2）二氧化碳的溶解和銅氧化物的溶解：

CO2+H2O=H2CO3=H++HCO3-

CuO+2H+=Cu2++H2O

Cu2O+2H+=2Cu++H2O

（3）一價銅離子進一步氧化：

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

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

（4）二次腐蝕產物的生成：

Cu2++2OH-=CuO+H2O

上述反應交替進行，從而導致銅的腐蝕和腐蝕產物的沉積。

2 Cu-H2O體系Cu腐蝕-鈍化-免蝕的理論條件與防腐機理

在Cu-H2O體系電位-pH平衡圖中，溶液中的含Cu物質以金屬銅離子（Cu+、Cu2+、Cu3+）含Cu水合物（Cu2O3·nH2O）和銅的酸根（HCuO2-、CuO22-、CuO2-）形態穩定存在的區域，是Cu的理論上的腐蝕電位-pH條件區域；金屬Cu以單質Cu形勢穩定存在的區域，則是Cu的理論上的免蝕條件區域。根據理論分析計算和判斷，Cu-H2O體系Cu腐蝕-鈍化-免蝕的理論條件區域是幾條曲線劃分的區域。

金屬銅的熱力學免蝕區與H2O的熱力學穩定區部分重疊，這一現象表明，在pH≥7.60和有氧化劑（溶解氧）存在時，金屬銅表面形成的氧化物具有穩定性，能對金屬銅基體起到保護作用。

3 發電機內冷水系統銅腐蝕的危害

發電機銅導線在含氧的弱酸性水中極易發生腐蝕，腐蝕產物直接沉積在定子或轉子線圈內，引起發電機線圈超溫，甚至有局部線圈堵塞或穿孔的問題。所以，發電機內冷水的處理效果直接關系到發電機組的安全、穩定、經濟運行。

4 發電機內冷水處理裝置的應用

4.1 現行內冷水水質標準（表1）

4.2 發電機內冷水處理裝置的應用

（1）在哈爾濱發電機組內冷水系統進行了H型、OH型、Na型樹脂（床、罐）的組合工業實驗。（表2、3）

實驗結論：當樹脂（罐）出水電導率<0.20μS/cm時，任何單體或組合的出水pH值都<7.20，內冷水的pH值<7.15；所有的單體、組合，都不能將內冷水的pH值提高到7.60以上。

（2）針對發電機內冷水存在的問題，通過多種發電機內冷水處理裝置的對比試驗，對發電機內冷水處理裝置進行技術改造，拆除原有的H型+Na型樹脂罐內冷水處理裝置，目前采用的發電機內冷水微堿化膜處理裝置是一種全新的內冷水處理技術，該設備采用類石墨烯膜+離子交換+微堿化三項技術，類石墨烯膜處理技術可以徹底去除內冷水中的離子態銅、固態銅、機械雜質及不溶物，保留有益的堿性離子；并利用離子交換樹脂樹脂吸附水中的其它的陰陽離子；與此同時，通過微堿化技術向內冷水釋放微量的堿性物質。控制發電機內冷水的水質在pH在8.00～9.00電導率在0.40～2.00？滋s/cm之間，從而有效抑制發電機空芯銅導線腐蝕。在300MW水氫氫機組實際運行應用證明：發電機內冷水的銅離子小于5？滋g/l，其他指標全部合格，達到了內冷水水質最佳工況，徹底地解決了內冷水銅腐蝕問題，最大限度地提高了發電機的絕緣性，確保了發電機安全。

參考文獻

[1]葉康民.金屬腐蝕與防護概論[M].高等教育出版社出版，1993.

作者簡介：廉瑾，2000年畢業于黑龍江省電力職工中等專業學校電廠水處理及化學監督專業，2006年晉職助理工程師；2010年晉職技師，參加工作至今在哈爾濱熱電有限責任公司從事電廠水處理及化學監督工作。