300MW双水内冷发电机内冷水水质控制三年实践
丁桓如1 芮照中2 宋晓伟2
1 上海电力学院水处理研究室（13916312431）
2 国电镇江谏壁发电厂（13186636653，13186633001）
[摘 要] 谏壁发电厂共有四台300MW 双水内冷发电机，采用本处理系统后内冷水水质达到合格，三年运行期间，处理效果稳定可靠，且不加药、无操作、无维护。
自上世纪五十年代以来，国内生产了许多50MW、100MW、125(136)MW、300MW 双水内冷发电机，该发电机的转子﹑定子均采用水冷却，由于结构的特殊性，其内冷水的水质控制极为困难，pH 值常年在6.8 以下，含铜量高达200～300μg/L 以上。早年曾采用添加BTA、MBT 的方法，虽能解决腐蚀的问题，但也带来潜在的危险性。近年有人使用碱性混床，但碱容量太小，不能解决双水内冷机组大量漏入空气的问题。据目前所知，在工业上得到应用的双水内冷发电机内冷水的处理方案有下列几种。
①.对发电机转子的甩水盒密封进行改进，并对回水箱进行密封，再采用碱性混床来提高pH，该方案在125MW 机组上应用后水质得到改善，但在300MW 机组上尚未应用，主要原因还是因为漏气多，碱性混床碱容量小，运行周期短。
②.某专利提出对回水箱严格密封的方案[3]，再配以碱性混床，该方案在几台125MW 机组应用后发现，该方案未能将pH 提高到合格值，仍需配以加药，还末摆脱加药的困境。
③.本方案利用凝结水补充内冷水，提高pH，再配以除铜柱，实现双水内冷发电机内冷水水质全面达到国标GB12145 的要求，该方案已在125MW，300MW 多台机组上实施，300MW 机组已实现3 年稳定运行，3 年内基本零操作和零维护，内冷水水质稳定的保持在合格范围之内。
本技朮在125（136）MW 双水内冷发电机上也有多台在使用，使用期也已超过三年.
1 实施本技术的300MW 机组概况
国电江苏谏壁发电厂在上世纪70～80 年代建有4 台300MW 机组，即7～10#机组，均为双水内冷发电机，其中7#机定子和转子共用一个冷却系统和冷却水箱，8、9、10#三台机组的定子冷却系统和转子冷却系统均是分开设置，分开运行，各有一个定子冷却水箱和转子冷却水箱。
8、9、10#三台机组的定子内冷水系统和转子内冷水系统中原设计各有一台交换器，一直未运行。我们将定子内冷水系统的交换器内充填碱性混床树脂，投入运行后，定子内冷水的水质得到改善，pH 上升，含铜量降至合格；但转子内冷水长期运行在pH6.8 的微酸性环境下，虽然通过补充除盐水其电导率很低(在1μS/cm 左右)，但含铜量高达200μg/L 无法解决。定子和转子共用一个冷却系统的7#发电机冷却水也是长期pH 在6.8 以下，含铜量高达200μg/L。为了解决这种情况，2006 年5 月在9#机转子冷却水系统上首先安装了一套处理系统，投入运行后，转子内冷水水质很快合格，随后于2006 年11 月又在8#机转子冷却水系统安装了处理系统，从2006 年至今，该2 台机组发电机转子冷却水处理系统已安全运行三年左右，三年内水质全面达到国标GB12145 的要求，并且没有任何操作和维护工作量。
在8、9#机上成功实施的基础上，，2009 年3 月和6 月又对7#和10#机内冷水系统安装了处理系统并已投入运行，水质也很快达到GB/T12145 的标准要求。至此，该厂四台300MW 双水内冷发电机冷却水已全部安装了处理装置，水质达到要求，发电机在合格的水质条件下运行。
2 本处理技术的原理和处理系统
关于水内冷发电机空芯铜导线的腐蚀及其主要控制因素，多年来存在两种观点，一种观奌认为主要是电导率和溶氧。认为只要把内冷水的电导率降下来(降到<2μS/cm 或<1μS/cm 以下)，并把内冷水系统密封(用氮气或氢气)，与空气隔绝，就可以把铜的腐蚀降低，内冷水的铜含量也会降至合格。第二种观点[1，2]认为内冷水腐蚀的主要控制因素是pH，只要将内冷水pH 上升到7.0 以上，铜的腐蚀就会减轻，内冷水含铜量就会合格。
本双水内冷发电机冷却水(或转子冷却水)的水质控制技术就是按第二种观点来设计处理装置的，它不对内冷水系统采取任何密封措施，所有系统依旧对大气敝开，大量氧和CO2 依旧进入水中，对氧不作任何控制，而直接处理CO2，设法将CO2 中和提高水的pH，事实证明这种方法已非常有效的将内冷水处理到合格，将空芯铜导线的腐蚀降下来，让内冷水水质合格。
该观点认为，对于溶氧，它对铜导线的腐蚀是有影响的，但不是主要因素，不必花费很大力量（甚至无必要）去除氧。至于认为电导率与铜导线腐蚀关系密切，要求大大降低运行中内冷水的电导率，这种观奌是错误的。电导率主要是由发电机漏泄电流所决定，在一定的转子(或定子)电压下，漏泄电流值取决于内冷水电导率和聚四氟绝缘引水管长度，降低内冷水电导率可以降低漏泄电流值，但也只要降到一定值就可以了，这可以简单的通过欧姆定律计算出来。若盲目的要求降低内冷水电导率，就会给提高pH、減少空芯铜导线腐蚀﹑降低内冷水含铜量带来很大困难。
双水内冷发电机由于其结构的特殊性，无法进行转子回水密封，造成大量空气(CO2)漏入而使内冷水pH 下降。根据粗略估算，125MW 双水内冷机组运行中溶入水中的空气量大约为9m³/h，300MW 双水内冷机组大约为17m³/h。如果只对其只用碱性混床来碱化，混床的碱容量是远远不够的。如果对其采取密封措施，就像上面介绍的其它二个处理工艺一样，只能减少空气漏入量，无法完全隔绝空气，碱性混床的运行寿命和处理效果就取决于密封技术的高低，密封不好时仍要加药，否则水质不会合格。300MW 机组漏气量大，处理起来当然更加困难。
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