摘要：由于水和氢气优异的导热系数而被广泛采用作为大中型发电机冷却介质。水作为发电机冷却力最强介质，发挥着重作用。但目前大中型发电机普遍存在内冷水pH偏低的现象，导致发电机铜腐蚀，内冷水中铜含量增高，引起了电力工作者的广泛关注。本文着重介绍了发电机内冷水运行现状、提高内冷水pH的方法以及对内冷水的处理提出了建议，以期对以后发电机内冷水的处理做出重要指导。
关键词：发电机；内冷水；铜腐蚀；铜含量；现状
1 引言
发电机是电厂使机械能转变为电能的三大重要主机设备之一。目前来看，大中型发电机运行过程中常用的冷却方式为水-氢-氢方式，内冷水作为高压电场中重要的冷却介质，水质的优劣直接影响发电机的正常运行，严重可导致发电机内部导线腐蚀，引起阻塞，内冷水流通变慢，发电机线圈超温，甚至烧损等事故。河南某发电厂2台采用水-氢-氢冷却的发电机，长期存在水质不合格的情况，内冷水质pH长期在低于7以下运行，电导率也长期不合格，铜离子含量偏高，造成发电机空心导线铜腐蚀，最终造成停机清洗处理[1]。针对发电机水质，国家行业标准对发电内冷水做了严格规定，最新电力标准DL/T801-2010《大型发电机内冷却水质及系统技术要求》对水质规定了几点要求，如表1所示。
标准的发布对于发电机内冷水水质的运行要求提供了重要的参考。然而，大多数电厂发电机内冷水依然存在pH偏低，电导率不合格的普遍现象，长期运行定会对发电机造成损害。为保证发电机内冷水的安全运行，笔者着重介绍了几点发电机内冷水处理方法，以期对内冷水的安全稳定运行提供重要指导。
2 发电机铜腐蚀原因
发电机内冷水导致发电机铜腐蚀的因素主要有溶解氧、pH、电导率及CO2的影响。发电机内冷水溶解氧处于贫氧区和富氧区时，铜腐蚀较慢；处于100～500μg/L时，铜离子释放量最大。pH在7～9之间时，铜腐蚀速率较缓慢，在小于7和大于9时，铜腐蚀速率较快。CO2在除盐水中达到饱和时，水pH为5.6，电导率为0.86μs/cm，水中若有一定的含氧量，这也会导致铜在酸性环境下腐蚀[2]。电导率太低或太高也会导致铜腐蚀。
3 铜腐蚀机理
铜腐蚀产物主要以CuO、Cu2O及Cu2+的形式存在，CuO和Cu2O在一定电位和pH下会相互转化，但是不同产物的转化也会产生应力导致腐蚀产物进入内冷水中。铜的电化学反应的热力学原理如下[3]：
2Cu+H2O=Cu2O+2H++2e- E=0.46-0.059pH
Cu2O+H2O=2CuO+2H++2e- E=0.67-0.059pH
Cu2O+3H2O=2Cu（OH）2+2H++2e- E=0.73-0.059pH
O2+4H++4e-=2H2O E=1.23-0.059pH
—E（铜的电化学腐蚀电位）（25℃高纯水中）
铜的电化学腐蚀电位与水中的pH，氧浓度，氢离子浓度，表面形态等因素有关。
3 发电机内冷水处理
发电机内冷水的水质需要在合格情况下稳定运行，确保对发电机起到冷却作用并减缓腐蚀。
3.1 普通小混床法
小混床法是一种常见、经济的方法，小混床中阴、阳树脂按比例混合，使内冷水达到除盐的作用，降低了水中电导率，达到减缓铜腐蚀的作用。但实际过程中由于内冷水水量较大，系统并非完全封闭，空气中漏入的CO2也会使内冷水pH降低，使内冷水质处于低pH运行，产生铜腐蚀隐患。
3.2 加碱化剂法
将加氨的凝结水和除盐水按比例混合，使pH达到8.5左右，补充至内冷水系统，可控制pH、电导率在标准范围内。但本方法不适用于机组调试期间，这期间凝结水水质指标不稳定。
普通小混床法加入微量碱化剂，可保持内冷水电导率和pH指标达到稳定，但加碱化剂量不好控制，很有可能超过规定标准。
3.3 离子交换微碱化法
将混床填加钠型、氢型及氢氧型树脂，让内冷水部分循环，水中阳离子和钠型树脂反应，交换下来的钠离子再和氢氧型树脂交换，缓慢释放氢氧根离子，达到提高pH和除盐使电导率合格的目的。普通小混床加碱化装置法，将普通小混床放在前面，后面放置钠型和氢氧型树脂的混床或自动微碱化装置，达到除盐和pH达标目的，这种装置复杂，后期维护不便。
3.4 EDI（电除盐）加碱化剂法
EDI加碱化剂法是一种自动控制的装置，通过自动控制装置向发电机内冷水中填加低浓度NaOH溶液，使水质pH达到标准，若电导率过高，则启动EDI装置除盐，使电导率合格，然后停止运行EDI，本方法可完全自动，只消耗电能，EDI后期维护周期长。
4 展望
本文介绍了大中型发电厂发电机内冷水水质普遍存在的问题，若长期在不合格情况下运行必会导致发电机铜腐蚀，严重会使发电机内部冷却系统阻塞，线圈过热而停机。针对以上问题，笔者详细介绍了几种发电机内冷水处理方法，认为EDI加碱化剂法是一种较好的方法，依靠自动控制装置，能够有效控制水质各项指标。由此可见，发电机内冷水水质自动处理装置亦是未来发展的趋势。
参考文献：
[1]王光峰，秦晓丽，张黎明. 发电机内冷水铜离子超标问题解决[J]. 通讯世界，2015，（1）：147-148.
[2]肖子丹，王溯，杨道武，等. 二氧化碳对发电机内冷水pH与电导率的影响[J]. 工业水处理，2011，38（2）：25-28.
[3]张宝宏. 金属电化学腐蚀与防护[M]. 化学工业出版社，2005.
论文作者:贾博,胡自书,邱晓涛
论文发表刊物:《电力设备》2017年第16期
论文发表时间:2017/10/24
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