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发电机内冷水系统腐蚀控制

发布时间：2010/6/5 阅读次数：1503 字体大小: 【小】【中】【大】

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3．发电机内冷水系统腐蚀控制
目前水内冷发电机组在我国已普遍应用，大型发电机的冷却方式有“水—氢—氢”、“水
—水—氢”和“水—水—空”三种。我国汽轮发电机组广泛采用“水—氢—氢”冷却方式；另有
数百台汽轮发电机为我国首创的“双水内冷汽轮发电机”，采用“水—水—空”冷却方式。由于
水冷效率是氢冷的5 倍，是空冷的84 倍，因此，发电机采用水冷后，能有效地减小发电机
的体积，减轻发电机的总重量，特别是对改善发电机循环应力、增加绝缘寿命、提高散热能
力和极限容量等有突出优点。
发电机的内冷水应该有足够的绝缘性能（即较低的电导率），以防止发电机线圈短路。
并且内冷水对发电机空心铜导线和内冷水系统不能发生腐蚀。此外不允许发电机内冷水中的
杂质在空心导线内结垢，以免降低冷却效果，使发电机线圈超温，导致绝缘老化。
根据有关统计，目前中小型火力发电厂内冷水含铜量普遍较高，说明发电机铜导线有不
同程度的腐蚀，因此防止铜导线腐蚀、降低内冷水含铜量成为一个重要的问题，必须解决。
目前控制内冷水系统铜导线腐蚀的措施主要有[21-24]：
（1）防止氧和二氧化碳进入系统
由于空芯铜导线在内冷水中的腐蚀属于氧腐蚀，同时二氧化碳对腐蚀起着促进作用，因
此可通过控制内冷水中氧和二氧化碳的含量来防止铜导线的腐蚀。
通常采用密闭式隔离系统，保持系统密闭，以降低内冷水中氧和二氧化碳含量，同时要
求补水中氧和二氧化碳含量低，以减小对铜的腐蚀。这种系统的水箱和供水件内都充有惰性
气体。还有的厂家在冷却水系统中安装阴阳离子交换器、钯树脂除氧器、机械过滤器、电磁
过滤器等设备。另外可将溢流管改成倒U 型管水封。
（2）缓蚀剂处理技术
可在内冷水系统中加入一定量的铜缓蚀剂来控制腐蚀，其中BTA（苯并三氮唑）和MBT
（2-巯基苯并噻唑）是两种最常用的铜缓蚀剂。MBT 可与铜离子形成溶解度极小的、粘附
性很强的Cu-MBT 保护膜，可大幅度降低铜的溶解速度。但MBT 水溶性差，使用时需用
NaOH 溶解，使内冷水的电导率升高，另外MBT 具有难嗅的异味和一定的毒性，这些都影
响了其在冷内水中的使用。BTA 的缓蚀机理主要是，BTA 溶于水后一部分理解产生氢离子，
使水溶液的pH 值为5.5~6.5，并能与铜络合生成Cu-BTA 保护膜，其成分为Cu(C6H4N3)、
Cu(C6H4N3H)+ 、Cu(C6H4N3H)2
2+。氨存在时，会破坏铜与BTA 形成保护膜。在进行BTA 处
理前，应将内冷水系统冲洗至电导率小于2.0μS/cm，然后按3mg/L 的BTA 加入到内冷水箱
中，循环2h 后，可对BTA 的含量进行测定。当BTA 含量接近零，而发电机电导率在6μS/cm
以下时，可以补加BTA。当发电机铜导线内部保护膜形成后，可将其剂量降至1~2mg/L。
（3）pH 调节法
pH 调节法就是通过加入NH3 或NaOH 提高内冷水pH 值，将内冷水由微酸性调节成微
碱性，在有溶解氧存在的条件下，也能起到控制铜导线腐蚀的作用。
采用升高 pH 防腐蚀已是比较成熟的工艺，实践证明，在pH 值为8.5～9.0 时，铜腐蚀
速率相对较小。提高pH 值最简单的方法是进行氨处理，在现场可将发电机内冷水的补水改
为含氨凝结水，即可得到良好的效果。同时整个系统具有较大的缓冲作用，二氧化碳对pH
值的影响较小。该法的缺点是对运行指标的控制和设备可靠性要求高。
（4）小混床处理法
这种处理方法的原理是在内冷水系统上装上离子交换柱，针对内冷水水质不良问题，将
内冷水不合格的出水导入离子交换器，依靠离子交换树脂将系统中的腐蚀产物及其他盐类物
质吸附除去，然后再将混床出水输入发电机冷却系统，从而使内冷水电导率和含铜量达标。
目前，国产300MW 及以上机组出厂前，制造厂就把这个系统组装配套，因此全部采用这种
处理方式。其优点是水的电导率控制得非常好，运行人员工作量少，缺点是不能控制其系统
的腐蚀倾向。
（5）溢流换水法
当内冷水水质不合格时，排掉部分不合格水，采取连续大量补入除盐水或凝结水．并保
持溢流排水的运行方式，来控制内冷水导电率不大于2 μS/cm，同时靠底排方式将腐蚀产物
排出系统。该处理方法简单易行，无须处理设备的投资和维护，也能够满足发电机内冷水水
质的要求。缺点是连续大量补水，不仅浪费极大，还存在着较大的安全隐患。3．发电机内冷水系统腐蚀控制
目前水内冷发电机组在我国已普遍应用，大型发电机的冷却方式有“水—氢—氢”、“水
—水—氢”和“水—水—空”三种。我国汽轮发电机组广泛采用“水—氢—氢”冷却方式；另有
数百台汽轮发电机为我国首创的“双水内冷汽轮发电机”，采用“水—水—空”冷却方式。由于
水冷效率是氢冷的5 倍，是空冷的84 倍，因此，发电机采用水冷后，能有效地减小发电机
的体积，减轻发电机的总重量，特别是对改善发电机循环应力、增加绝缘寿命、提高散热能
力和极限容量等有突出优点。
发电机的内冷水应该有足够的绝缘性能（即较低的电导率），以防止发电机线圈短路。
并且内冷水对发电机空心铜导线和内冷水系统不能发生腐蚀。此外不允许发电机内冷水中的
杂质在空心导线内结垢，以免降低冷却效果，使发电机线圈超温，导致绝缘老化。
根据有关统计，目前中小型火力发电厂内冷水含铜量普遍较高，说明发电机铜导线有不
同程度的腐蚀，因此防止铜导线腐蚀、降低内冷水含铜量成为一个重要的问题，必须解决。
目前控制内冷水系统铜导线腐蚀的措施主要有[21-24]：
（1）防止氧和二氧化碳进入系统
由于空芯铜导线在内冷水中的腐蚀属于氧腐蚀，同时二氧化碳对腐蚀起着促进作用，因
此可通过控制内冷水中氧和二氧化碳的含量来防止铜导线的腐蚀。
通常采用密闭式隔离系统，保持系统密闭，以降低内冷水中氧和二氧化碳含量，同时要
求补水中氧和二氧化碳含量低，以减小对铜的腐蚀。这种系统的水箱和供水件内都充有惰性
气体。还有的厂家在冷却水系统中安装阴阳离子交换器、钯树脂除氧器、机械过滤器、电磁
过滤器等设备。另外可将溢流管改成倒U 型管水封。
（2）缓蚀剂处理技术
可在内冷水系统中加入一定量的铜缓蚀剂来控制腐蚀，其中BTA（苯并三氮唑）和MBT
（2-巯基苯并噻唑）是两种最常用的铜缓蚀剂。MBT 可与铜离子形成溶解度极小的、粘附
性很强的Cu-MBT 保护膜，可大幅度降低铜的溶解速度。但MBT 水溶性差，使用时需用
NaOH 溶解，使内冷水的电导率升高，另外MBT 具有难嗅的异味和一定的毒性，这些都影
响了其在冷内水中的使用。BTA 的缓蚀机理主要是，BTA 溶于水后一部分理解产生氢离子，
使水溶液的pH 值为5.5~6.5，并能与铜络合生成Cu-BTA 保护膜，其成分为Cu(C6H4N3)、
Cu(C6H4N3H)+ 、Cu(C6H4N3H)2
2+。氨存在时，会破坏铜与BTA 形成保护膜。在进行BTA 处
理前，应将内冷水系统冲洗至电导率小于2.0μS/cm，然后按3mg/L 的BTA 加入到内冷水箱
中，循环2h 后，可对BTA 的含量进行测定。当BTA 含量接近零，而发电机电导率在6μS/cm
以下时，可以补加BTA。当发电机铜导线内部保护膜形成后，可将其剂量降至1~2mg/L。
（3）pH 调节法
pH 调节法就是通过加入NH3 或NaOH 提高内冷水pH 值，将内冷水由微酸性调节成微
碱性，在有溶解氧存在的条件下，也能起到控制铜导线腐蚀的作用。
采用升高 pH 防腐蚀已是比较成熟的工艺，实践证明，在pH 值为8.5～9.0 时，铜腐蚀
速率相对较小。提高pH 值最简单的方法是进行氨处理，在现场可将发电机内冷水的补水改
为含氨凝结水，即可得到良好的效果。同时整个系统具有较大的缓冲作用，二氧化碳对pH
值的影响较小。该法的缺点是对运行指标的控制和设备可靠性要求高。
（4）小混床处理法
这种处理方法的原理是在内冷水系统上装上离子交换柱，针对内冷水水质不良问题，将
内冷水不合格的出水导入离子交换器，依靠离子交换树脂将系统中的腐蚀产物及其他盐类物
质吸附除去，然后再将混床出水输入发电机冷却系统，从而使内冷水电导率和含铜量达标。
目前，国产300MW 及以上机组出厂前，制造厂就把这个系统组装配套，因此全部采用这种
处理方式。其优点是水的电导率控制得非常好，运行人员工作量少，缺点是不能控制其系统
的腐蚀倾向。
（5）溢流换水法
当内冷水水质不合格时，排掉部分不合格水，采取连续大量补入除盐水或凝结水．并保
持溢流排水的运行方式，来控制内冷水导电率不大于2 μS/cm，同时靠底排方式将腐蚀产物
排出系统。该处理方法简单易行，无须处理设备的投资和维护，也能够满足发电机内冷水水
质的要求。缺点是连续大量补水，不仅浪费极大，还存在着较大的安全隐患。

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