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600MW热电厂发电机定冷水水质异常原因 [复制链接]

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1.概述

某厂汽轮发电机由哈电集团提供QFSN3--2汽轮发电氢冷机组。采用水氢氢冷却方式,即定子线圈采用水冷却,转子线圈采用氢气冷却,定子铁芯及其它构件采用氢气表面冷却。冷却水控制系统釆用闭式循环方式,使连续的除盐水通过定子线圈空心导线,带走线圈损耗产生热量。补入水箱的化学除盐水通过电磁阀、过滤器最后进入水箱。启机前管道、阀门、集装所有元件和设备要多次冲洗排污,直至水质取样化验合格后方可向发电机定子线圈充化学除盐水。水箱内的软化水通过定冷水泵升压后送入管式冷却器、过滤器,然后再进入发电机定子线圈的汇流管,将发电机定子线圈的热量带出来再回到水箱,完成一个闭式循环。为了改善发电机定子线圈的水质,将进入发电机总水量的5-10%的水不断经过离子交换器进行处理,然后回到水箱,

发电机定子冷却水系统是很小的用水系统,但对水质有严格的要求,与普通冷却水相比,除了满足不腐蚀、不结垢的要求外,还必须有良好的电气绝缘性能,当水质不合格时,可能造成结垢线棒过热、腐蚀,甚至烧毁发电机的重大事故,所以发电机定冷水各指标变化必须引起高度重视。

2.运行中存在问题

自机组投产后发电机定冷水箱漏氢检测长期处于报警状态,先后出现过定冷水铜离子、电导率、超标异常,初步怀疑定冷水离子交换器装置树脂失效,更换树脂监测观察,仍然还会存在水质超标情况,甚至有时定冷水铜离子含量达高达近60g/L,采取定冷水串水、加药(氢氧化钠溶液)等方法维持水质,但定冷水长期串水会造成PH值偏低、高纯水浪费,定冷水箱加入氢氧化钠溶液,还会引起电导率上升。随着运行时间的增加以及

3.发电机定冷水水质不达标原因分析

2.1电导率影响:定冷水电导率增大说明水中出现杂质,如果不及时处理,杂质越来越多,使水中的电流增大,造成发电机出现故障,电流过大会对发电设备造成严重破坏,水中的杂质也会加剧发电机引水管老化,降低其使用年限,运行在要求电导率≤2.0S/cm。引起电导率增大原因有:(1)定冷水补水水质严重超标;(2)离子交换器树脂失效;(3)定冷水换热器泄漏;(4)定冷水箱密封不好;(5)定冷水PH值过高。

2.2PH值影响:水的pH值是铜腐蚀的关键因素之一,pH值在中性及弱碱性范围时,铜表面的初始氧化亚铜保护膜能稳定存在,不会被溶解;在弱酸性范围时,铜表面就很难有稳定的保护膜存在;在酸性范围时,将会直接溶解铜表面的保护膜,并对铜造成很大程度的腐蚀,运行在一般维持在8.08.9。

2.3二氧化碳的影响:溶解二氧化碳对纯水的pH和电导率有明显影响,对定冷水系统的防腐极为不利。它主要有两方面的危害:其一,二氧化碳溶于水后使水的pH降低,铜氧化物的溶解度增大;其二,它可以参与化学反应,使铜的氧化膜由CuO或Cu2O转化为碱式碳酸铜,该物质在水流的冲刷下极易脱落。总之,二氧化碳破坏了初始氧化层的保护作用,使腐蚀继续进行下去,并且其腐蚀速度随溶解在水中的二氧化碳质量浓度的增大而增大。

2.4溶解氧的影响:铜在纯水中的腐蚀,并非随着水中氧的浓度成比例升高,而是先升高后下降。这主要是因为Cu2+、Cu+的氧化物有不同的溶解度,而含氧量会改变Cu2+和Cu+的比例。因此,水中含氧量改变,也会改变铜的溶解和析出。水中溶解氧对铜腐蚀的影响,国内外都有一致的结论,即在含氧量很低(贫氧)和很高(富氧)时,铜腐蚀速度都较低,水中含氧量介于两者之间时腐蚀速度最高。水与大气接触时,水一般都是处于富氧状态下的。定冷水氧质量浓度在贫氧条件下大于50g/L或富氧条件下小于1mg/L时都应及时处理。

2.5定冷水漏入氢气影响:纯氢气本身不会对定冷水的PH值和电导率产生影响,但氢气中的杂质气体入空气、二氧化碳气体却影响到定冷水水质,其中空气和二氧化碳气体的来源包括发电机排氢、充氢置换气体及控制机内氢气纯度等过程,每次发电机充H2的过程是:先用CO2排掉机内的空气至排气口检测CO2纯度达到95%时停止置换,再用H2排掉机内的CO2至排气口检测H2纯度达到98%时停止。毕竟置换达不到%,而且发电内也不可能完全依照比重差存在明显分层状态,所以,每次用于置换的残余气体都会最终存在于H2中。机内氢气要求纯度≥98%,当机内氢气纯度下降时应立即采取补、排氢,则氢气中的杂质气体还是以空气及二氧化碳为主。

4.采取防范措施

4.1发电机氢气漏入定冷水系统后,氢气中的杂质气体(空气、二氧化碳)就会溶于水中,影响定冷水的PH值和电导率,对发电机造成危害,因此一定要重视漏氢问题,做好预防措施,当发现定冷水的PH值和电导率发生异常变化时,要立即组织专业人员查找原因,防止发生铜线棒腐蚀、氢气镀铜及氢气着火爆炸等事故,制定隐患排查与事故处理预案,及时做好应对措施并尽快处理。

4.2对定冷水箱进行充氮,防止定冷水箱产生微负压,导致空气中的二氧化氮破坏水质,同时还可以起到定冷水箱氢气爆炸,由于发电机正常运行中机内处于高氢状态,此时少量氢气可能通过绝缘引入管伸入定冷水并在水箱内释放,充氮为了减少水箱气体中氢气浓度,防止漏入氢气达到一定的浓度发生爆炸的危险。

4.3定冷水加碱工作安排有经验人员进行,首先打开定冷水箱顶部放气门,放尽定冷水箱中的气体,然后将碱液从定冷水箱顶部放气门加入定冷水箱,每次加0.5%浓度的氢氧化钠溶液10ml,加碱间隔时间不得小于20分钟,若指标无变化可再次加碱,直到定冷水质合格。加碱期间观察定冷水电导率不超过2.0us/cm,若电导率高应暂停加碱,待电导率降低后再继续加碱。

5.结束语

定冷水水质是大型发电机运行中监视的一项重要指标,定冷水PH值稳定以及铜离子含量和电导率降低,能够有效阻止发电机铜线棒的腐蚀和防止定冷水通道的堵塞,保证发电机安全运行,减少机组检修率,延长发电机使用寿命。对此,我们要不断吸取新技术、新工艺,完善处理方法,从而保证发电机的安全、正常运行。

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