淺談發電機內冷水含銅量及pH值超標的分析及處理

高艷紅

摘 要：發電機內冷水通常選用除鹽水作為冷卻水質，凝結水作為備用水源。因除鹽水純度高，能夠滿足絕緣要求，但pH≤7.0時，發電機定子線棒處于熱力學不穩定區，對系統有一定的腐蝕性，銅、鐵金屬在水中遭受的腐蝕是隨著水溶液pH值的降低而增大，導致銅超標，所以提高pH是降低銅腐蝕最有效的方法。

關鍵詞：發電機內冷卻水;堿化處理

本汽輪發電機組采用水氫氫冷卻方式，即定子繞組為水冷卻。系統主要由兩臺100%容量的定子冷卻水泵、兩臺冷卻器、兩臺過濾器、一個水箱、一臺離子交換器與發電機定子線組成發電機內冷水。發電機內冷水補充水采用除鹽水。機組調試初期，發電機內冷水出現pH≤7.0，含銅量超標的現象。接下來陳述不同的調整方案對應的發電機內冷水水質變化情況。

1、發電機內冷水調整措施

1.1定冷水箱中加氫氧化鈉

配制1%的氫氧化鈉溶液，點加方式投入定子內冷水箱后數據變化如下：（圖表二）

加入氫氧化鈉后，pH數據迅速上升，銅下降，但電導率也迅速升高，采用除鹽水沖洗電導下降到2.0μs/cm以下。但運行三天后，pH下降，緊跟著銅上升：（圖表三）

1.2氫型+鈉型混合離子交換器處理方法

投入混合離子交換器，銅和電導率迅速下降到控制范圍，但pH仍然偏低。（圖表四）

因我廠采用的離子交換器樹脂是混合型的，由氫型樹脂、氫氧型樹脂和鈉型樹脂按一定的比例混合。水中離子發生交換如下：

離子交換反應方程式：Cu2++2R Na= R Cu+2 Na+，HCO3-+ ROH = R HCO3-+ OH-，HCO3-+H+=H2O+CO2

Cu2+與R Na交換產生Na+，陰離子（CO32-或HCO3-）與ROH交換產生OH-，最終在混床出水產生微量的NaOH，間接向內冷水中加NaOH，提高了pH，氫型樹脂會交換出部分Na+，形成H2O，保證了pH同時降低了電導率。但我廠調試期間投入氫型+鈉型混合離子交換器后pH未達到8，考慮混合樹脂中鈉型樹脂比例少導致的。

1.3離子交換器+堿化水處理方法

由于混合型樹脂比例中鈉型樹脂比例小導致內冷水的pH無法達到控制指標要求，采用內冷水樹脂廠家方案：配制4%的氫氧化鈉加入內冷水箱，達到提高pH的同時又滿足內冷水水質的要求。檢測數據（圖表五）

2、總結三種方法的利弊

2.1定冷水箱中加NaOH方式

該處理方法簡單易行，短期內能夠滿足發電機內冷水水質的要求。存在的弊端是通過直接加入強電解質NaOH和溢流排水法降低電導率同時控制pH在合格范圍內，對設備的可靠性要求較高，同時大量排水也增加了對除鹽水的浪費;強電解質NaOH需要不間斷的加入來滿足水質需求。

2.2氫型+鈉型混合離子交換器處理方法的利弊

通過離子交換器處理發電機內冷水水質，優點是銅和電導率能夠迅速下降到合格范圍內， 該方法讓部分內冷水通過裝有陰、陽離子交換樹脂的混合離子交換器，以除去水中各種陰、陽離子，能夠滿足發電機內冷水水質的要求，可有效減緩和抑制對發電機銅導線的腐蝕。但針對補充水質和發電機冷卻方式的不同，需要對離子交換器的混合樹脂比例根據實際現狀調整合適。所以存在的弊端是混合型離子交換器樹脂的比例要求較高，根據目前的除鹽水通過混合離子交換器后pH無法達到控制范圍，同時再生或更換樹脂的操作較為復雜。

2.3離子交換器+ NaOH處理法

該處理方法讓部分發電機內冷水經過離子交換器處理，降低水中的離子含量，同時向系統加入NaOH使內冷水pH值保持在8～9，有效地抑制了內冷水對發電機銅導線的腐蝕。 存在的弊端是由于該方式是直接加入強電解質NaOH，對運行指標的控制要求高，一旦某個環節出現問題，將會引起內冷水的電導急劇上升，影響機組的安全運行，加入的NaOH對濃度和體積要求高，過量會使混合離子交換器中NaOH濃度增加，導致內冷水的pH和電導率會上升超過控制范圍。

3、建議

（1）通過對發電機內冷水處理采用了以上三種方法，各有利弊。從安全可靠和經濟性方面綜合考慮，建議內冷水離子交換器樹脂廠家根據我們廠發電機組的類型、大小、冷卻方式以及補水水質和補充水量等因素對離子交換器的樹脂按照合適的比例重新配備滿足我廠對內冷水水質的要求。

（2）定冷水系統中的離子交換器與定冷水系統并列運行，正常運行中對定冷水進行連續凈化，能夠有效控制定冷水電導率、銅及pH值符合現行國標 GB/T12145— 2016和電廠運行指 標要求 。使發電機導線銅系統處于較安全運行狀態。

（3）定冷水箱的容積為2.3m3，冷卻水總容量約5m3，冷卻水流量55m3/h，為避免水中溶入其它氣體，這樣有效避免了空氣中的水和二氧化碳氣體的融入定冷水箱內，建議正常運行時水箱液面上充有一定壓力的氮氣，避免發電機內冷水系統發生氧腐蝕。

參考文獻

[1] 王杏卿 .熱力設備的腐蝕與防護[M].北京：水利電力出版社，1988.

[2] 李培元.火力發電廠水處理及水質控制[M].北京：水利電力出版社，2000.

[3] 李培元.火力發電廠水處理及水質控制.中國電力出版社