冯飞
大唐国际托克托发电有限公司 内蒙古 呼和浩特010200
摘要：发电机长时间运转使自身结构温度提升，会造成绝缘层损坏，为了保证绝缘层的安全需要有针对性的冷却方法。结合使用最为广泛的水内冷却方法，考虑高压电场的特殊性，既保证有较好的绝缘，又不能对铜线形成侵蚀，内冷水水质必须符合规范要求。实践证明，采用常规水处理方法与反渗透、电除盐等多种技术联合应用，严格控制内冷水水质。
关键词：发电机；内冷水；水质；处理
1前言
随着煤电行业“上大压小”政策的不断推进，大容量机组不断取代小容量机组，单机容量提高，发电机定子绕组的线负荷增加，定子绕组线圈的温度随之提高。由于水具有导热系数大，安全性高等优点，水冷逐渐成为发电机定子绕组冷却的主要方式。我国绝大多数超临界、超超临界机组发电机都采用“水－氢－氢”冷却方式，定子绕组采用水冷，转子及铁芯采用氢冷。
2发电机定子铜线圈腐蚀的主要影响因素
2.1ｐＨ、溶解氧对铜线圈腐蚀的影响
平衡计算中将溶液中铜离子浓度分别取１０－５．５～１０－７ｍｏｌ／Ｌ，当ｐＨ为８．０～９．０时，无论溶液中氧含量如何变化，金属铜都处于钝化状态，铜表面的氧化物能够稳定存在，对铜基体起到保护作用，这与标准的相关规定吻合。当以１０－７ｍｏｌ／Ｌ铜作为腐蚀发生与否的界限作图时，铜稳定存在的ｐＨ为７．４４～９．３１，ｐＨ超出此区间，当有极少量的氧导致溶液电位升高时，铜就会进入腐蚀区。因此，标准规定ｐＨ低于８．０的定冷水，必需控制其氧含量低于３０μｇ／Ｌ，由于定冷水需控制其电导率小于２．０μＳ／ｃｍ，因此定冷水的ｐＨ通常不会大于９．０。当ｐＨ为８．３时，溶解氧含量的变化对铜腐蚀的作用已不明显，此时可以不考虑溶解氧含量的影响。相关研究表明，提高定冷水ｐＨ至８．５～９．０，能有效抑制铜的释放，但是，如果ｐＨ控制不稳定会导致铜表面氧化膜的形态发生变化，使氧化膜迁移，且碱性条件下形成的氧化膜又比中性条件下的厚，随着铜氧化膜的迁移更易发生沉积等问题。在高氧条件下形成的氧化膜主要为ＣｕＯ，在较低氧条件形成的Ｃｕ２Ｏ膜更为致密稳定。但是，无论高氧运行还是低氧运行，一定要维持氧含量的稳定，氧含量的变化会导致两种氧化物之间晶型的转变，这种变化会使氧化膜变得疏松，铜氧化物的溶出增大，不利于系统的稳定。因此，运行中应注意：保持定冷水ｐＨ的长期合格稳定，尽量减少ｐＨ发生较大的波动；无论低溶解氧运行还是高溶解氧运行，不要随意改变运行方式，维持氧含量的稳定。
2.2二氧化碳对电导率及铜线圈腐蚀的影响
当定冷水系统在碱性条件下运行时，控制定冷水的ｐＨ为８．０～９．０能有效抑制铜的腐蚀，保证铜含量符合标准规定。在该工况下，仅需要注意控制定冷水的电导率在标准规定范围内。在维持定冷水ｐＨ不变的条件下，二氧化碳的漏入会明显增加溶液的电导率。以２．０μＳ／ｃｍ作为定冷水电导率的上限，当溶液中的总碳浓度达到１．５×１０－５ｍｏｌ／Ｌ，ｐＨ为８时，定冷水电导率为２．０１μＳ／ｃｍ；当总碳浓度大于１．５×１０－５ｍｏｌ／Ｌ，且无法保证ｐＨ大于８．０时，电导率小于２．０μＳ／ｃｍ。因此，维持定冷水中低二氧化碳含量对保证定冷水水质的合格有很重要的意义。
3发电机内冷水处理技术
3.1碱化处理法
碱化处理法的实质就是将一些碱化剂按照一定的比例添加到内冷水之中，对内冷水的pH值、电导率起到调整的作用，最终实现提升线路抗腐蚀性的目的。
一般来说这些附加剂通常是氨和NaOH。因为凝结水中都或多或少存在一些氨成分，所以部分电厂会利用凝结水来充当补充水，通过一些操作方法来改变凝结水和除盐水中的成分比例来实现对pH值和电导率的调整。但是借助补充凝结水的形式会造成电导率和pH值变化十分明显，如果凝汽器出现外泄的问题就会对内冷水的水质造成严重影响。使用NaOH作为碱化剂时，应在内冷水系统适当的环节添加一定比例的NaOH溶液，以实现改变pH值和电导率的目的。但需注意在添加碱化剂之前，需要将电导率控制在规定的标准范围内。在实施添加碱化剂的时候，也要对电导率指标进行调整，使其达到需要的水平，在电导率达到既定标准的时候需要停止添加辅助剂。因为内冷水自身对电导率产生的影响非常大，所以需要配置一套完整的碱化剂添加量的控制系统来进行实时监控，尽可能减少添加碱化剂对电导率的影响。如今碱化处理法已经在现实工作中得到了大范围的运用，并且效果十分明显。
3.2离子交换处理法
离子交换处理法其本质目的就是利用离子交换树脂将内冷水中的杂质进行清除，进而有效减少内冷水系统中存在腐蚀性物质的含量，尽可能地避免铜导线出现堵塞和腐蚀的问题。如今我国大多数的高参数发电机内冷水系统都会安装一台小混床，这些混床可以按照填充树脂的种类来划分为不同的类型。
3.3氢型混床法
氢型混床法是将RH和ROH型树脂装填在混床内，以有效地消除内冷水中的阴阳两种类型的离子，从而起到净化的作用。该处理法还可以减少电导率。这种方法的弊端就在于混床出水水质属于弱酸性，会对内部导线造成侵蚀，并且运行成本较高，此方法需与微碱化法结合使用。
3.4钠型混床法
为尽可能保证出水pH值的正常，可以将小混床内的阳树脂选用RNa型树脂，能够有效提升内冷水的pH值，但是这一方法如果操作不当也会引发导电率逐渐提升的不良后果。
3.5微碱化处理法
微碱化处理法是在氢型混床的基础上将部分RH型树脂更换为RNa型树脂，通过调整两种树脂的比例，达到调节pH值和降低电导率的作用。该方法是目前应用较为广泛的一种方法。在原有设备基础上改造量小，操作简便，出水易达到标准要求。在发电机内冷水系统中增加微碱化处理装置，不仅可以提升发电机内冷水的pH值、降低内冷水Cu2+含量，还可以有效缓解内冷水系统内部铜导线的腐蚀情况，明显提高系统安全性，保证发电机组安全、经济、稳定运行。
3.6双台小混床法
双台小混床法是将氢型（RH＋ROH）混床和钠型（RNa＋ROH）混床交替使用或并联使用。该方法的最大问题是系统过于复杂，操作繁琐，经常发生电导率超标报警的现象，且占地面积相对较大。
4结束语
随着机组容量的不断提高，发电机铜线圈腐蚀所带来的问题越来越显著，电厂运行应严格遵守相关标准规定的定冷水指标，把危险降到最低。机组运行期间应维持定冷水ｐＨ的长期合格及氧含量的长期稳定，减少因数据波动给运行带来的危害。
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