淺談大型發(fā)電機(jī)定子冷卻水水質(zhì)控制

鄭博林

摘要：本文對發(fā)電機(jī)定子冷卻水系統(tǒng)及處理方法進(jìn)行了介紹，并對不同定子冷卻水處理方法進(jìn)行了比較和分析；對定子冷卻水處理方法的選擇、定子冷卻水的水質(zhì)調(diào)整和監(jiān)控及發(fā)電機(jī)的停備用保護(hù)進(jìn)行了討論。發(fā)電機(jī)定子冷卻水系統(tǒng)出現(xiàn)的腐蝕及系統(tǒng)內(nèi)各設(shè)備、管道、補(bǔ)充水等所帶入的雜質(zhì)，以及設(shè)備防腐方法不當(dāng)所引起的發(fā)電機(jī)定子線圈內(nèi)部運(yùn)行出現(xiàn)異?，F(xiàn)象，通過對發(fā)電機(jī)定子線圈內(nèi)部雜質(zhì)的來源進(jìn)行分析，提出了安全有效的預(yù)防措施。發(fā)電機(jī)定子冷卻水的各項(xiàng)水質(zhì)指標(biāo)均達(dá)到要求，以保證發(fā)電機(jī)組安全穩(wěn)定運(yùn)行。

關(guān)鍵詞：發(fā)電機(jī)；定子冷卻水；過濾；腐蝕

一、概述

隨著亞臨界、超臨界、超超臨界機(jī)組的增加，保證發(fā)電機(jī)組安全運(yùn)行，對發(fā)電機(jī)定子冷卻水水質(zhì)要求則更加嚴(yán)格。為此，發(fā)電機(jī)定子冷卻水水質(zhì)的日?；瘜W(xué)監(jiān)督工作就顯得非常重要，在《防止電力生產(chǎn)重大事故二十五項(xiàng)重點(diǎn)要求實(shí)施導(dǎo)則（2009版）》中，在防止發(fā)電機(jī)損壞事故的相關(guān)規(guī)定中，進(jìn)一步提出加強(qiáng)對發(fā)電機(jī)定子冷卻水水質(zhì)指標(biāo)的控制。因?yàn)榘l(fā)電機(jī)定子冷卻水水質(zhì)不合格，將直接影響到發(fā)電機(jī)內(nèi)的定子線圈受到腐蝕、結(jié)垢，腐蝕產(chǎn)物也將會堵塞定子冷卻水管路，引起發(fā)電機(jī)定子線圈超溫，影響發(fā)電機(jī)組的安全運(yùn)行。所以應(yīng)該優(yōu)化系統(tǒng)運(yùn)行方式，使定子冷卻水發(fā)揮其應(yīng)有的作用，能夠保證定子冷卻水通過定子線圈進(jìn)行正常循環(huán)，以便帶走發(fā)電機(jī)在發(fā)電過程中定子線圈所產(chǎn)生的熱量，并使發(fā)電機(jī)定子線圈的進(jìn)水溫度保持恒定，減少氫冷鐵芯與定子線圈之間的相對位移。

發(fā)電機(jī)定子冷卻水是作為發(fā)電機(jī)定子線圈的冷卻介質(zhì)，因此對其品質(zhì)要求是：不結(jié)垢、不腐蝕、傳熱快、絕緣性好的特點(diǎn)。各國家都對發(fā)電機(jī)定子冷卻水水質(zhì)做了嚴(yán)格規(guī)定，隨著機(jī)組參數(shù)和容量的提高，定子冷卻水水質(zhì)控制標(biāo)準(zhǔn)將會越來越嚴(yán)格。

二、發(fā)電機(jī)定子冷卻水水質(zhì)控制效果及處理方式

1、堿化處理

1.1銨型混床用于定子冷卻水處理。銨型混床常用于定子冷卻水處理。銨型混床在與定子冷卻水進(jìn)行離子交換后釋放出NH4OH，NH4OH呈弱堿性，可以滿足定子冷卻水對于pH值的要求。同時，NH4OH又是弱電解質(zhì)，電離度相對較小，當(dāng)進(jìn)入定子冷卻水中時，不會導(dǎo)致定子冷卻水的電導(dǎo)率產(chǎn)生較大變化。此外，由于定子冷卻水中有NH4OH和NH4+的存在，會形成緩沖溶液，可以緩慢釋放出OH-，在很長時間內(nèi)保持定子冷卻水的pH值在一個較穩(wěn)定的區(qū)間范圍內(nèi)。

1.2直接加氫氧化鈉處理。向定子冷卻水中加入一定量的氫氧化鈉，調(diào)節(jié)定子冷卻水pH處于8～8.9之間。對于這種處理方式，定子冷卻水pH值很容易合格，而電導(dǎo)率和銅含量將很難合格。氫氧化鈉的堿化特性很好，容易配制和使用。氫氧化鈉純度越高，在控制相同的pH值的要求下，實(shí)際氫氧化鈉用量與理論所需氫氧化鈉量的差值將越小，因此進(jìn)入定子冷卻水系統(tǒng)中的雜質(zhì)將越少，對定子冷卻水電導(dǎo)率的影響也就越小，因此應(yīng)首選加入優(yōu)級純的氫氧化鈉。實(shí)際上堿化處理常與保持定子冷卻水系統(tǒng)密閉性極為重要，還與系統(tǒng)補(bǔ)充水的PH值關(guān)系很大。因?yàn)槿绻到y(tǒng)密閉性不好，堿化處理后的定子冷卻水pH值會因?yàn)榭諝庵卸趸嫉挠绊懚陆?，為維持定子冷卻水的pH值將需要加入更多的氫氧化鈉，從而導(dǎo)致定子冷卻水電導(dǎo)率超標(biāo)。采用部分定子冷卻水通過小混床旁路可以將定子冷卻水電導(dǎo)率降低，為了防止空氣中二氧化碳的溶入，采用氮?dú)饷芊舛ㄗ永鋮s水箱上部、定子冷卻水補(bǔ)充水源為凝結(jié)水（含氧量、二氧化碳含量低）或高速混床出水，并在氫氧化鈉加藥箱上安裝除二氧化碳呼吸器等。

1.3直接加氨法。定子冷卻水的補(bǔ)充水多為凝結(jié)水或凝結(jié)水與除鹽水的混合水，由于凝結(jié)水中含有一定濃度的氨，因此，向定子冷卻水系統(tǒng)補(bǔ)充凝結(jié)水相當(dāng)于直接向定子冷卻水系統(tǒng)中直接加氨，從而提高pH值以達(dá)到防腐目的。凝結(jié)水pH值為9.0～9.5，電導(dǎo)率約為2.0μs/cm，在與空氣接觸時，由于二氧化碳溶入補(bǔ)充水，將會導(dǎo)致pH值下降、電導(dǎo)率升高。因此向定子冷卻水系統(tǒng)補(bǔ)充凝結(jié)水的要求是補(bǔ)充水系統(tǒng)密閉性好，否則隨著二氧化碳?xì)怏w溶解的增多，定子冷卻水電導(dǎo)率容易超出標(biāo)準(zhǔn)，并且凝結(jié)水的電導(dǎo)率也將增大。凝汽器如果出現(xiàn)泄漏而污染了凝結(jié)水，從而造成對定子冷卻水水質(zhì)的污染，凝結(jié)水水質(zhì)一旦出現(xiàn)污染，就要立即采用其它方式來處理。因此，部分電廠采用向定子冷卻水系統(tǒng)補(bǔ)充除鹽水或高速混床出口經(jīng)加氨后的凝結(jié)水來調(diào)節(jié)定子冷卻水的pH值。

2、加氧和除氧處理

根據(jù)資料介紹，國外部分機(jī)組采用了加氧或除氧方法處理定子冷卻水。其原理是：當(dāng)定子冷卻水中的溶解氧濃度在小于40μg/L和大于1000μg/L時，銅的腐蝕速率均較低。加氧處理技術(shù)在電廠中很少采用。除氧處理技術(shù)有：鈀離子型催化樹脂加氫除氧和真空除氧。目前這兩種技術(shù)在國外定子冷卻水處理領(lǐng)域內(nèi)都有采用。

3、精密過濾處理

對國內(nèi)進(jìn)口機(jī)組的調(diào)研發(fā)現(xiàn)大多數(shù)全進(jìn)口發(fā)電機(jī)組定子冷卻水處理的一個顯著特點(diǎn)就是加裝有精密過濾器。對定子冷卻水進(jìn)行全部精密過濾，其過濾精度為3μm?；齑膊捎闷胀℉/OH型離子交換床體，用以除去定子冷卻水中離子雜質(zhì)，來降低水的電導(dǎo)率。定子冷卻水經(jīng)該系統(tǒng)處理后，水質(zhì)如下：電導(dǎo)率（25℃）≤0.5μs/cm、Cu≤20μg/L、PH（25℃）≤7。水質(zhì)的pH值將不能滿足GB-T 12145-2016《火力發(fā)電機(jī)組及蒸汽動力設(shè)備水汽質(zhì)量》的要求，需要對系統(tǒng)補(bǔ)充水進(jìn)行加堿化劑處理。

綜上所述，在使用銨型混床處理發(fā)電機(jī)定子冷卻水時，與其他方法相比較具有相當(dāng)明顯的優(yōu)勢，且能夠同時滿足GB-T 12145-2016《火力發(fā)電機(jī)組及蒸汽動力設(shè)備水汽質(zhì)量》的各項(xiàng)指標(biāo)要求，又可以使定子冷卻水水質(zhì)在一定時間范圍內(nèi)保持穩(wěn)定，且運(yùn)行與維護(hù)都極為便利，這是其它定子冷卻水處理技術(shù)所不具備的。

三、結(jié)束語

隨著大型火力發(fā)電機(jī)組投產(chǎn)日益增多，解決發(fā)電機(jī)定子冷卻水系統(tǒng)的水質(zhì)問題是一件迫在眉捷的事情，它對整個發(fā)電機(jī)組的安全正常運(yùn)行有著非常重要的意義，采用凝結(jié)水加氨的方式得到了較好的經(jīng)濟(jì)效果，運(yùn)行維護(hù)費(fèi)用降低，滿足水質(zhì)要求，提高了設(shè)備的運(yùn)行效率。對于相關(guān)的技術(shù)人員來說，要不斷的優(yōu)化系統(tǒng)，應(yīng)根據(jù)本廠的實(shí)際情況確定定子冷卻水的處理方法，盡可能將問題從根本上進(jìn)行解決。endprint