SZSY型发电机定冷水处理装置的考察与应用

杨惠玲

摘要：侯马热电分公司的两台机组在2014年18月投产后，定冷水的PH值为酸性，铜含量超标（为同类机组共性问题），为防止发电机铜制件的腐蚀，提高机组运行的安全性，经大量调研后，我公司对定冷水处理装置进行了技术改造，采用了SZSY型发电机内冷水处理装置，为国家专利技术。经改造后，达到了预期的效果，定冷水各项指标均达最新要求。

关键词：发电机 定冷水 SZSY 装置

中图分类号：TP2 文献标识码：A 文章编号1672-3791（2016）07（b）-0000-00

项目简介：侯马热电两套机组相继投产后，运行中发电机内冷水的PH值为6左右，运行时铜离子均高达100ug/l以上，#2机组未加树脂，运行时铜离子均达30ug/l以上，也远远达不到标准（Cu2+≤20ug/l）。铜离子的超标，说明发电机铜线棒正在发生着严重的腐蚀。经工程部化学专业人员进行大量调研后，决定对定冷水装置进行SZSY技术改造，并在机组投产的第二、三个月内实施，改造后定冷水运行指标全部达到最新标准。

1立项原因或背景

发电机内冷水水质与发电机的对地绝缘性能和铜线棒的腐蚀速率密切相关，所以内冷水处理工艺的优劣直接影响机组的运行安全。

发电机内冷水处理的目的是防止铜线棒腐蚀和内冷水通道结垢堵塞。发电机铜线棒一般由纯铜或铜的低银合金制成，其化学稳定性好，但长期处于高溶解氧浓度、低pH的内冷水介质中，铜线棒仍存在腐蚀问题。铜线棒在内冷水中的腐蚀将导致如下问题：

① 内冷水铜离子浓度增大，电导率升高，导致发电机对地绝缘性能恶化；②长期腐蚀将使铜线棒材质性能发生变化，严重时发生铜线棒穿孔漏水；③ 高浓度铜离子可在发电机铜线棒内冷水通道内沉积，导致内冷水通道堵塞，发电机铜线棒局部过热烧毁。

2011年5月，《大型发电机内冷却水质及系统技术要求（DL/T801-2010）》发布和执行，要求在发电机内冷水系统非密闭运行时的内冷水pH值8.0～9.0，电导率0.4～2.0μS/cm（25℃），铜离子浓度低于20μg/L。

侯马热电发电机内冷水处理装置改造前运行实况：两套机组相继投产后，运行中发电机内冷水的PH值持续保持在6.3以下，为酸性（标准为PH：8-9）；在频繁换水的前提下，#1机组已加入树脂，运行时铜离子均高达100ug/l以上，#2机组未加树脂，运行时铜离子均达30ug/l以上，也远远达不到标准（Cu2+≤20ug/l）。铜离子的超标，说明发电机铜线棒正在发生着严重的腐蚀，如不尽快进行改进，会有如下恶果产生；① 内冷水铜离子浓度增大，电导率升高，导致发电机对地绝缘性能恶化；②长期腐蚀将使铜线棒材质性能发生变化，严重时发生铜线棒穿孔漏水；③ 高浓度铜离子可在发电机铜线棒内冷水通道内沉积，导致内冷水通道堵塞，发电机铜线棒局部过热烧毁。如不尽快实施改造，机组的运行安全性会受到很大的影响，因此急需对定冷水处理装置进行技术改造。

2应用情况及经济社会效益

经考察，SZSY型工艺是目前国内能使发电机内冷水水质安全、稳定达标的内冷水处理工艺，已在国内各大电力集团广泛使用，目前国内有140多台机组安装运行分床旁路处理装置，最长运行使用时间已有10年，实际使用运行情况达到了预期效果，内冷水质达标合格率100%。该装置树脂失效可以体外再生，节省了更换树脂的费用，运行成本大大降低。在完成定冷水处理装置技改造后，发电机定冷水水质优良，达到定冷水水质最新指标要求，每年直接及间接节约生产及检修维护费用50-100万元，同时降低运行人员的劳动强度，节约水资源，具有安全、环保、节能等多重效益。

3改造方案说明简单示意及材料计算

我公司#1、2发电机为水氢氢冷却方式，转子氢冷，定子水冷，内冷水系统目前为非密闭运行，标准要求内冷水pH值8.0～9.0，电导率0.4～2.0μS/cm（25℃），铜离子浓度低于20μg/L。原有的内冷水处理是随发电机配套过来的小混床处理装置，其原理是取出内冷水循环水量的8～10%通过小混床旁路处理，除去内冷水中的铜离子和其他杂质离子，降低内冷水的电导率和铜离子浓度。目前内冷水水质为pH值6.0左右（标准值为pH值8.0～9.0），电导率xxμS/cm左右（标准值为电导率0.4～2.0μS/cm），pH值和电导率均不能达到标准要求，铜线棒的腐蚀速率较高。若pH值和电导率长期不达标就会使发电机定子铜线棒腐蚀和内冷水通道堵塞，增加检修率，缩短发电机使用寿命。

方案说明：采用分床处理技术的SZSY-3型发电机内冷水处理装置是一体化设备，所有部件（包括选用的在线pH表和在线电导率表）均设计在一个机柜里，对外有三个接口，均采用法兰连接。连接管尺寸为Dn15，材质为不锈钢管，壁厚不少于2mm。装置占地面积1300㎜×750㎜，机柜四面及顶部均可拆卸。实物照片及外形尺寸见图5，具体连接位置和连接方式参见图6。不需要停机，整个改造过程可以在机组正常运行过程中进行，不会影响机组安全运行。SZSY-3型发电机内冷水处理装置外形尺寸与实物图如下：

4总体性能指标与国内外、集团公司内其他单位技术的比较

1）通过改造，使发电机的铜腐蚀大大降低，安全性大大提高，更便于机组的长周期运行，也减少了维护量。2）改造后定冷水水质指标与国内外、集团公司内其他单项位比较，均处于最为领先的水平，且运行操作简单，易于调整，设备实现了免维护，在同行业内技术领先。

5存在的问题及推广应用前景

1）存在的问题为：当定冷水处理装置的树脂失效后（1.5年以上），需进行体外再生，但因当时资金有限，没有购买树脂再生装置，需远程运输至设备原厂家进行再生，一次时间最少15天，对机组运行会有影响，且树脂的运输会有污染及冰冻的风险存在。另外，本装置会受到发电机漏氢的影响较大，定冷水如因漏氢就需大量换水，会大幅度降低本装置的运行周期。2）通过改造使机组的长周期运行更加可靠，实践反映改造方案行之有效，值得借鉴。

参考文献

[1]闻人勤 ，丁桓如，杜方正 ，王礼海；发电机内冷水铜导线腐蚀的原因及影响因素分析[J]；华北电力技术；2003年03期

[2]王礼，赵保卫，柳成亮，石晶晶，韩磊，黄种买，胡仲英，吴浪；双水内冷发电机内冷水水质处理技术研究与应用[J]；电力学报；2005年03期