發(fā)電機(jī)內(nèi)冷水處理裝置在生產(chǎn)實(shí)際中的應(yīng)用

摘 要：針對(duì)普遍存在內(nèi)冷水的電導(dǎo)率高、pH值低、腐蝕產(chǎn)物銅離子超標(biāo)的問題，詳細(xì)闡述腐蝕的原因和危害，通過多種內(nèi)冷水處理裝置的對(duì)比試驗(yàn)，對(duì)發(fā)電機(jī)內(nèi)冷水處理裝置進(jìn)行技術(shù)改造，采用新型發(fā)電機(jī)內(nèi)冷水微堿化膜處理裝置，有效措施減緩發(fā)電機(jī)內(nèi)冷水系統(tǒng)的腐蝕。

關(guān)鍵詞：發(fā)電機(jī)；內(nèi)冷水處理裝置；實(shí)際應(yīng)用

水內(nèi)冷發(fā)電機(jī)組具有單機(jī)容量大、設(shè)備體積小、重量輕等優(yōu)點(diǎn)，在大型發(fā)電機(jī)組中得到廣泛應(yīng)用。目前國(guó)內(nèi)水內(nèi)冷發(fā)電機(jī)組的內(nèi)冷水雖然采取了各種處理方法及防腐措施，但很少達(dá)到了有效地防腐，普遍存在內(nèi)冷水的電導(dǎo)率高、pH值低、腐蝕產(chǎn)物銅離子超標(biāo)的現(xiàn)象，發(fā)電機(jī)內(nèi)冷水水質(zhì)不合格所引發(fā)的事故時(shí)有發(fā)生。

1 發(fā)電機(jī)銅導(dǎo)線腐蝕的影響因素

影響銅在冷卻水中均勻溶解腐蝕的因素主要有水的pH值、溶解氧以及溶解二氧化碳的含量，此外在腐蝕過程中生成的二價(jià)銅離子對(duì)銅的腐蝕有加速作用。這一腐蝕過程的反應(yīng)如下：

（1）電化學(xué)腐蝕反應(yīng)：

Cu+1/2O2=CuO

2Cu+1/2O2=Cu2O

Cu+Cu2+=2Cu+

（2）二氧化碳的溶解和銅氧化物的溶解：

CO2+H2O=H2CO3=H++HCO3-

CuO+2H+=Cu2++H2O

Cu2O+2H+=2Cu++H2O

（3）一價(jià)銅離子進(jìn)一步氧化：

2Cu++1/2O2+H2O=2Cu2++OH-

2Cu++1/2O2=CuO+Cu2+

（4）二次腐蝕產(chǎn)物的生成：

Cu2++2OH-=CuO+H2O

上述反應(yīng)交替進(jìn)行，從而導(dǎo)致銅的腐蝕和腐蝕產(chǎn)物的沉積。

2 Cu-H2O體系Cu腐蝕-鈍化-免蝕的理論條件與防腐機(jī)理

在Cu-H2O體系電位-pH平衡圖中，溶液中的含Cu物質(zhì)以金屬銅離子（Cu+、Cu2+、Cu3+）含Cu水合物（Cu2O3·nH2O）和銅的酸根（HCuO2-、CuO22-、CuO2-）形態(tài)穩(wěn)定存在的區(qū)域，是Cu的理論上的腐蝕電位-pH條件區(qū)域；金屬Cu以單質(zhì)Cu形勢(shì)穩(wěn)定存在的區(qū)域，則是Cu的理論上的免蝕條件區(qū)域。根據(jù)理論分析計(jì)算和判斷，Cu-H2O體系Cu腐蝕-鈍化-免蝕的理論條件區(qū)域是幾條曲線劃分的區(qū)域。

金屬銅的熱力學(xué)免蝕區(qū)與H2O的熱力學(xué)穩(wěn)定區(qū)部分重疊，這一現(xiàn)象表明，在pH≥7.60和有氧化劑（溶解氧）存在時(shí)，金屬銅表面形成的氧化物具有穩(wěn)定性，能對(duì)金屬銅基體起到保護(hù)作用。

3 發(fā)電機(jī)內(nèi)冷水系統(tǒng)銅腐蝕的危害

發(fā)電機(jī)銅導(dǎo)線在含氧的弱酸性水中極易發(fā)生腐蝕，腐蝕產(chǎn)物直接沉積在定子或轉(zhuǎn)子線圈內(nèi)，引起發(fā)電機(jī)線圈超溫，甚至有局部線圈堵塞或穿孔的問題。所以，發(fā)電機(jī)內(nèi)冷水的處理效果直接關(guān)系到發(fā)電機(jī)組的安全、穩(wěn)定、經(jīng)濟(jì)運(yùn)行。

4 發(fā)電機(jī)內(nèi)冷水處理裝置的應(yīng)用

4.1 現(xiàn)行內(nèi)冷水水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)（表1）

4.2 發(fā)電機(jī)內(nèi)冷水處理裝置的應(yīng)用

（1）在哈爾濱發(fā)電機(jī)組內(nèi)冷水系統(tǒng)進(jìn)行了H型、OH型、Na型樹脂（床、罐）的組合工業(yè)實(shí)驗(yàn)。（表2、3）

實(shí)驗(yàn)結(jié)論：當(dāng)樹脂（罐）出水電導(dǎo)率<0.20μS/cm時(shí)，任何單體或組合的出水pH值都<7.20，內(nèi)冷水的pH值<7.15；所有的單體、組合，都不能將內(nèi)冷水的pH值提高到7.60以上。

（2）針對(duì)發(fā)電機(jī)內(nèi)冷水存在的問題，通過多種發(fā)電機(jī)內(nèi)冷水處理裝置的對(duì)比試驗(yàn)，對(duì)發(fā)電機(jī)內(nèi)冷水處理裝置進(jìn)行技術(shù)改造，拆除原有的H型+Na型樹脂罐內(nèi)冷水處理裝置，目前采用的發(fā)電機(jī)內(nèi)冷水微堿化膜處理裝置是一種全新的內(nèi)冷水處理技術(shù)，該設(shè)備采用類石墨烯膜+離子交換+微堿化三項(xiàng)技術(shù)，類石墨烯膜處理技術(shù)可以徹底去除內(nèi)冷水中的離子態(tài)銅、固態(tài)銅、機(jī)械雜質(zhì)及不溶物，保留有益的堿性離子；并利用離子交換樹脂樹脂吸附水中的其它的陰陽離子；與此同時(shí)，通過微堿化技術(shù)向內(nèi)冷水釋放微量的堿性物質(zhì)。控制發(fā)電機(jī)內(nèi)冷水的水質(zhì)在pH在8.00～9.00電導(dǎo)率在0.40～2.00？滋s/cm之間，從而有效抑制發(fā)電機(jī)空芯銅導(dǎo)線腐蝕。在300MW水氫氫機(jī)組實(shí)際運(yùn)行應(yīng)用證明：發(fā)電機(jī)內(nèi)冷水的銅離子小于5？滋g/l，其他指標(biāo)全部合格，達(dá)到了內(nèi)冷水水質(zhì)最佳工況，徹底地解決了內(nèi)冷水銅腐蝕問題，最大限度地提高了發(fā)電機(jī)的絕緣性，確保了發(fā)電機(jī)安全。

參考文獻(xiàn)

[1]葉康民.金屬腐蝕與防護(hù)概論[M].高等教育出版社出版，1993.

作者簡(jiǎn)介：廉瑾，2000年畢業(yè)于黑龍江省電力職工中等專業(yè)學(xué)校電廠水處理及化學(xué)監(jiān)督專業(yè)，2006年晉職助理工程師；2010年晉職技師，參加工作至今在哈爾濱熱電有限責(zé)任公司從事電廠水處理及化學(xué)監(jiān)督工作。