吴耀俊
摘要：某厂350MW双水内冷发电机组，因投运初期在水质严格监控和管理方面有所欠缺，未对内冷水进行常态化的处理，导致定子、转子线圈内部因内冷水水质不合格而发生铜腐蚀，造成转子线棒空心导线堵塞。本文通过后期改造后使用转子水碱化装置对冷却水PH值及导电度的改善展开分析。
关键词：双水内冷、线棒堵塞、安全运行
1 概述
该厂2号机组转子冷却水系统投用两年后出现状况，自168试运行以来，转子冷却水流量由31 t/h左右开始逐渐下降，至2016年B修前已降至26 t/h。B修完成机组启动后，转子冷却水流量与停机前相比无变化，且在2016年12月降至21 t/h，几乎达到发电机断水保护报警值。2017年2号机组A修中，对发电机转子进行反冲洗，冲洗出来的杂质经检测为铜的氧化物。然而，A修后机组重新启动，转子冷却水流量再次下降为23 t/h，仍有下降趋势，情况并未获得显著好转。
2.改善发电机冷却水线棒堵塞的方法研究
2.1 沉积物成分分析
线棒中清扫出的堵塞物送相关检测单位进行检测分析，沉积物中金属成分的含量折合成金属氧化物含量如下：表1
从外观上看为黑色细小的片状物，主要成分为铜的氧化物，来源是转子线棒中铜的腐蚀产物在线棒表面的沉积。在转子冷却水系统中除转子线棒外，其它连接管道容器等均为不锈钢管，不会产生铜的氧化物。
电力行业标准DL/T 561-2013《火力发电厂水汽化学监督导则》要求在定冷水pH处于7.0～8.0时，溶解氧含量应控制在小于30 μg/L的水平，Cu2+含量应控制在不大于20 μg/L的水平，该控制方式亦可供转子冷却水参考，如下表所示：
2.2 转子冷却水中铜含量高的原因
采用双水内冷发电机组的冷却水中，由于转子端部的集水箱，正常运行时由于高速转动会产生微负压，动静密封处会有大量的空气漏入冷却水中，因空气中有氧气和二氧化碳，使得转子冷却水具有腐蚀性，造成线棒中铜的溶解和腐蚀，表现形式就是冷却水中含铜量大。
随着反应的进行，的Cu2O和 CuO 膜会继续溶解，从而加速铜的腐蚀。
2.3 堵塞物的形成原因
从投运至今，发电机组的定转子冷水系统的水质严格监控和管理方面有所欠缺，长期处于PH较低的环境下，导致定子、转子线圈内部因内冷水水质不合格而发生铜腐蚀，这种腐蚀分布均匀，腐蚀积累到一定程度，即可在部分位点造成腐蚀物沉淀结垢，堵塞空心导线，引起压差和温度的上升。
2.4 防止氧化铜形成的措施
防止铜腐蚀产物的形成和沉积，最根本的方法是提高冷却水品质，降低冷却水中的含铜量。主要有如下措施：
（1）改善转子动静部分的密封，减少空气的漏入量。
在普遍采用双水内冷的发电机组中，早期同样存在冷却水含铜量过高的问题，即使采用大量换水的方法，也有相当一部分机组铜离子含量超标难以解决。
（2）对转子冷却水补水系统进行改造
用加过氨的凝升水连续补，排水回到凝汽器，保证转子冷却水pH在铜金属保护范围。但换水量大，转冷水的pH也很难达到8以上，并在维持几小时后pH就很快降低。该操作麻烦且换水量大，即不经济也费力。
（3）对转子冷却水系统进行改造，增加转子水冷却装置。通过设置约2t/h的循环流量，通过加药处理冷却水以及用树脂进行反应和过滤，对水质进行改善，从而解决影响机组冷却水流量下降的重大问题。经过改造后，后续控制铜离子含量＜20ug/l，水质问题得到彻底改善。
3 转子线棒堵塞分析结果原因分析结论
该厂发电机转子线棒的氧化铜是引起2号发电机转子#1线、14#线棒堵塞的起因，后用高低压水和压缩空气反复冲洗使虽能临时将氧化铜结垢物冲走，但运行过程中酸性环境下会不断产生氧化铜结构物堵塞线棒通流部分，造成发电机振动增大，影响机组负荷的恶性故障。通过加装转子冷却装置，对水质进行检测及控制，确保转子冷却水为碱性环境，抑止氧化铜的生成，降低铜蔽的腐蚀速率，避免堵塞转子线棒通流部分。
4 结束语
微碱化处理装置在转冷水处理上非常成功，防止铜腐蚀产物的形成和沉积，最根本的方法是提高冷却水品质，降低冷却水中的含铜量。冷却水品质提升后，冷却水铜含量持续减低，降低线棒铜腐蚀产物的产生和沉积。宝钢厂350MW机组使用碱化装置后，在树脂生效的期间PH得到控制在6.9左右，有效解决了转子线棒氧化堵塞的难题，避免了发电机组因线棒堵塞而造成的线棒过热损坏的事故。碱化装置的使用，有效提升了机组的经济安全性能。
参考文献
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[2] 周志辉，李正奉 低电导率体系中铜的腐蚀规律及缓蚀剂的应用 [J] 华东电力 2004年第6期
[3] 王涌，刘斌，何蓉，林根仙 水内冷发电机定子线棒堵塞的处理方法 [J] 电力安全技术 2009年第3期
作者简介：吴耀俊，男，1987年03月11日生，毕业于广东海洋大学热能与动力工程专业，从事发电运行工作9年。