发电机内冷水技术说明

NLS-01型发电机内冷水优化处理装置

技术规范书

一、技术规范

二、供货范围

三、发电机内冷水优化调节

一、技术规范

华北电力科学研究院有限责任公司生产的NLS-01型发电机内冷水优化处理装置具有如下特点：

1．装置功能

（1）系统出水PH为8.0-9.0。能彻底解决发电机内冷水铜导线腐蚀问题。（内冷水系统PH值是一个非常重要的指标，只有当内冷水中的PH值达8.0以上时才能防止铜腐蚀，而当PH值小于8.0，铜腐蚀仍在发生，这时铜的测定结果也许较低，但这是因为铜离子可能在线棒内已沉积，从而造成不腐蚀的假象，这种现象在运行一段时间后，可能造成温度偏高甚至引起发电机故障，这最危险的。为此华北电科院经过近两年的精心研究，开发出NLS-01型发电机内冷水优化处理装置，这套装置能净化水质，同时能自动进行PH值调整，确保PH值在8.0-9.0，这套装置模仿采用德国西门子内冷水净化系统技术，已在国外应用多年，我国华能邯峰电厂有成功的应用效果。

NLS-01型发电机内冷水优化处理装置自从2005年底在华北电网推出以来，得到各发电厂的高度评价；装置已在大唐国际的张家口电厂1号至8号机组、盘山电厂4号机组；唐山的丰润电厂3号和首钢电力厂的1号至3号上成功应用、目前王滩电厂的2台机组和岱海电厂的2台机组正在进行内冷水加装优化处理装置改造方案，在2007年机组检修时安装NLS-01型发电机内冷水优化处理装置。

（2）采用NLS-01型发电机内冷水优化处理装置，内冷水系统的电导率稳定在1.0-2.0μs/cm。可符合DL/T801－2002要求。

（3）冷却水中的铜离子含量维持在10μg/L以下。

（4）NLS-01型发电机内冷水优化处理装置是由一套混合离子交换器和一套自动加碱调节PH值组成，同时配有在线电导率仪和PH值表计。所有装置和管道连接均采用不锈钢；为了防止树脂进入系统，在混合离子交换器出口加装树脂捕捉器（材质为不锈钢）；混合离子交换器内装填经过特殊处理的离子交换树脂。

（5）在线化学监督仪表采用先进的在线化学仪表。可满足如下要求：1）pH表基本误差≤0.02PH、电导率表基本误差≤±0.5FS。

2）具有防程序跑飞功能，确保仪器不会死机。

3）具有历史数据查询功能，可连续存贮一个月的测量数据。

4）具有上下限报警功能和4~20mA隔离电流输出，并且其输出下限和输出满度在仪表测量范围内可随意设定。

5）具有背光功能，可在光线不足的环境下使用。发电机内冷水超净化装置技术要求

（6）在正常运行情况下，交换器运行周期为2年以上。

（7）NLS-01型发电机内冷水优化处理装置安装的所有法兰接口均采用聚四氟乙烯垫。焊接全部采用氩弧焊。

2．资料及图纸

（1）我公司将根据需方提供的现有处理系统图及相关水质资料，设计系统图；编制《发电机内冷水优化处理系统改造方案》。

（2）我公司在NLS-01型发电机内冷水优化处理装置投运后并在内冷水系统稳定运行后提交整个改造工程的相关资料，包括安装系统图、调试记录及报告、系统运行维护操作手册、监测仪表说明书等。

二．供货范围

1、提供内冷水优化处理装置及附属设备，清单如下

（1）在水冷器出口滤网之后，发电机进水压力调整门之前内冷水母管上开

口，用φ32不锈钢管道与离子交换器进口管道连接。

（2）在水冷箱顶部开口，安装法兰短管，用φ32不锈钢管与离子交换器出口管道连接。

（3）在内冷水箱除盐水补水管上开DN25口，用φ32不锈钢管与离子交换器进水管连接。

（4）供方指导内冷水超净化处理系统的安装。

（5）供方负责对电厂运行、检修维护人员的技术培训。

（6）供方负责新系统的调试工作。

三．发电机内冷水的优化调节

1．前言

发电机的定子和转子绕组除发电外，还要放出热。在发电机绕组的运行过程中，由于绕组的结构紧凑，单位功率高，必须要始终加强对绕组的冷却，以往大多采用空冷和氢冷，目前国内大多采用水氢氢冷却方式。2．水内冷绕组和内冷水系统

水内冷绕组的铜导线均制成空心导线，冷却水能直接流过。定子绕组由大量的定子线棒组成，定子线棒由许多独立的导线组成并紧密地挤压在一个绝缘壳内。一般情况下，每三极独立导线中就有一根是空心的，其空心断面约在6或12mm2之间（取决于发电机的型式），空心独立导线内水流速为1～2m/s。

定子绕组的冷却水从水箱经过电动泵、冷却器、过滤器和汇集管进入定子绕组，然后从定子绕组回到水箱，冷却水通过过滤器后，有约2～5%的水分流至混床进行处理。

3．内冷水运行防止铜线棒腐蚀的机理

中性运行工况

采用定子绕组水冷却的情况下，冷却水的特性都要求达到：（1）水的电导率低；（2）铜材基本无腐蚀；（3）运行维修尽可能少。

由于上述要求，促使技术人员作出了采用中性运行工况，即采取低电导率纯水系统，不加入化学药剂进行内冷水处理的决定。目前我国绝大多数的发电机组采用这种运行工况，从理论上分析，这种运行工况应该是理想的，实际运行中，如果内冷水系统水箱密封不漏入空气，当内冷水系统补入含氧的水时，氧很快附在铜表面并可以在溶解氧小于30ug/L以下时闭式运行，通过对旁路的混床处理将电导率调整至约0.1～0.2us/cm，同时还对内冷水进行机械过滤，这种方式只要系统严密，不漏入空气，可达到无故障运行。但是，如果水箱不采取密封方式运行，或泵和阀门有漏入空气，空气则会进入内冷水系统并且会因生成氧化铜及其沉淀物而出现故障。

铜在含氧水中反应生成氧化铜，一般情况下，氧化铜在铜的表面形成了一层覆盖层，铜的腐蚀率取决于水的含氧量和pH值。图1、图2是在模拟运行条件下和生成覆盖层的情况下，经过约10000小时的长时间试验得出的结果，从图中可知，含氧量在200ug/L和300ug/L的纯水中，铜的腐蚀率最大；pH值上升，腐蚀率降低，PH值为8.5时，铜的腐蚀率可降得非常低，可以说腐蚀被抑制了。

图3、图4为在无覆盖层形成的情况下，经试验得出的结果，在低氧化还原电位下（含氧量小于100ug/L），生成了氧化亚铜（Cu2O）；在高氧化还原电位下（含氧量大于100ug/L），首先生成氢氧化铜，但很快又变成氧化铜（CuO）；铜在水中的溶解度取决于pH值和铜的氧化物，从图4中可知，在pH值小于8的范围内，Cu2O的溶解度比CuO的溶解度低得多。氧化铜CuO的溶解度随着pH值的降低有大幅度的增多。而在pH值为8～9时，铜的溶解度很低，基本上保持不变，这个结果在评价内冷水碱性工况时有着非常积极的意义。pH大于9时，铜的溶解度重新上升。在发电机运行温