超超临界机组发电机内冷却水运行中存在的问题及处理

　　随着机组容量的增大,发电机定子线棒通水槽高度降低,发电机发出的初始电压有所提高。例如,我国某发电机厂生产的300 MW发电机定子中空导线的流通截面尺寸为7.1 mm×2.09 mm;600 MW发电机的相应尺寸为3.15 mm×1.85 mm;而1 000 MW发电机的这一尺寸为3.15 mm×1.6 mm。通水槽高度降低后有2个副作用:(1)同样1根定子棒,水流的边缘效应增加,流速降低,易发生腐蚀产物沉积。(2)同样1根定子线棒,通水流量变小,温升会增加,而铜腐蚀产物的溶解度随着温度的增高而降低,因而会使铜沉积量升高。至于发电机发出的初始电压,300MW机组为2 400 V;600 MW机组为2 800 V;1 000MW机组为2 840 V。发电机发出的初始电压升高,会使腐蚀产物发生电化学沉积的可能性增加。这主要是指从铜腐蚀产物中解离出铜离子,会因氢气的还原作用以金属铜的形式沉积在发电机线棒的出水端。由于超超临界机组发电机所具有的特殊性,其定子冷却水的水质标准应更加严格,否则会影响发电机的安全运行。目前,我国还没有专门针对超超临界机组发电机定子冷却水制订水质标准,如果按常规的发电机内冷却水标准运行,会大大增加发电机出现故障的可能性。这就要求研究新的水处理工艺,使提高水质成为可能,同时需制订超超临界发电机定子冷却水水质控制标准。

　　2　水通路存在的问题

　　目前我国超超临界发电机组投运的台数不多,运行经验较少,但已有的教训值得注意。

　　2.1　发电机铜线棒污堵

　　某电厂1 000 MW机组(7号机组)自200

　　趋势(层间温差7.1℃,出水温差10.2℃),已接近报警值。停机后检查发现,其主要是铜腐蚀产物沉积而引起(图1)。用水冲洗和水+气反复冲洗,仍未恢复到初始状态,后经酸洗处理才基本恢复正常(图2)。

　　2.2　水质控制

　　2.2.1　pH值失控

　　新设计的1 000 MW发电机内冷却水无pH值的控制手段。补给水为化学除盐水,pH值小于7.0,这时铜线棒的腐蚀速率非常高,大约是最佳pH值(8.5)时的100倍(图3)。

　2.2.2　溶解氧的控制指标

　　我国有5个标准涉及到发电机内冷却水的水质,其中只有2个标准给出溶解氧的指标,使现场控制人员不清楚是否应对溶解氧指标进行控制。溶解氧主要是对铜的腐蚀速率有影响,但铜的腐蚀速率还与pH值有关。当pH值达到8.5时,溶解氧的高低对铜的腐蚀已经无关紧要(图3)。如果内冷却水的pH值超过8.0后,溶解氧对铜的腐蚀作用已不明显,这时可以不考虑溶解氧指标,否则应该监控溶解氧浓度(图4)。

　　例如,某发电机制造厂对其生产的1 000 MW发电机在不调节内冷却水pH值的情况下,仍然推荐富氧运行,故必然会发生铜线棒腐蚀以及腐蚀产物严重沉积现象。