發電機冷卻水膜堿處理裝置工作原理及運行維護2024年哈爾濱安泰利達科技開發有限公司一.簡介二.內冷水腐蝕及防腐機理三.腐蝕產物成份四.膜堿處理工藝簡介五.產品介紹六.工作原理七.設備結構組成及參數八.快速使用指南九.內冷水系統組成一.簡介發電機內冷水作為的冷卻介質，在發電機的空芯線圈中流通，可有效帶走發電機在運行過程中產生的大量熱量，保證線圈在正常溫度條件下工作。通過上文《內冷水典型故障及事故》中，我們了解到發電機內冷水不進行合理有效的凈化處理，將導致發電機線圈腐蝕，并出現腐蝕產物沉積和堵塞線圈的現象，繼而引起發電機線圈溫度超溫，溫升過高會導致絕緣受損，輕者導致機組無法滿負荷運行，重者會發生絕緣擊穿燒毀發電機的嚴重惡性事故，如發生局部嚴重腐蝕，將導致線圈穿孔漏水的事故。所以，對發電機內冷水進行監控、處理是十分必要的。同時長期內冷水水質超標也是引起發電機故障的主要原因之一。據統計容量大于300MW以上的發電機，因內冷水水質或系統故障導致的事故占本體總事故的50%以上。至今由于發電機內冷水問題造成的事故上報的案件多達數十起，且每年都在發生，造成直接經濟損失億萬元以上，事故發生后在不更換繞組的情況下，僅發電機的平均維修費用就在200～300萬，因此造成停機和檢修，少發電數億千瓦時，非停等間接損失數額更高。發電機內部線圈長期腐蝕將造成腐蝕產物堵塞水路，發生局部過熱，腐蝕穿孔等重、特大事故，繼而影響發電機的使用壽命。因此對發電機內冷水進行合理有效的凈化處理，是確保發電機長期安全、經濟、穩定運行的關鍵。二.內冷水腐蝕及防腐機理由Cu-H2O體系電位-pH平衡圖(圖1）可知，金屬銅的熱力學免蝕區與H2O的熱力學穩定區部分重疊，這一現象表明，在無氧化劑或能與Cu離子生成可溶性絡合物(如NH3和CN-)的水溶液中，金屬銅一般不發生腐蝕；但在有氧化劑的酸性溶液或強堿性條件下，金屬銅腐蝕速率很高。在pH值在7-10和有一定濃度的氧化劑（溶解氧）存在時，金屬銅在H2O中具有足夠的穩定性。金屬銅表面形成的氧化物具有穩定性，能對金屬銅基體起到保護作用，從而使金屬銅“鈍化”。

由pH與銅腐蝕速度關系曲線圖（圖2）可知，當pH值小于7.0水質呈弱酸性后，銅的腐蝕速率有很明顯的增長趨勢，此時金屬銅處于腐蝕區，金屬銅表面很難形成穩定的氧化物保護膜，銅的腐蝕急劇增加。因此，國標、行標規定pH要達到8.00-9.00，這樣發電機線棒腐蝕速率在最低范圍內。

三.腐蝕產物成份由此看來：提高pH值只是內冷水處理的一個簡單的技術手段，僅是內冷水要持續弱堿性抑制腐蝕的需要，為了去除內冷水中導致發電機堵塞的固態腐蝕產物，達到防止沉積、防止發電機線圈堵塞的處理目標，還需要對內冷水做更全面的處理，才能達到保障發電機安全平穩運行的目的。四.膜堿處理工藝簡介

采用針對性有效的處理工藝，提高內冷水pH值抑制化學腐蝕的同時，有效、連續的去除固態腐蝕產物及雜質，防止系統回路發生沉積和堵塞。對內冷水進行全面的綜合處理：我們最新一代的內冷水膜堿處理裝置采用國內首創的膜凈化處理技術，膜凈化組件可以徹底去除內冷水中的離子態銅、固態銅、機械雜質及不溶物，防止堵塞的同時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,再通過微堿化技術向內冷水釋放微量的堿性物質?？刂瓢l電機內冷水的水質在pH在8.00～9.00電導率在0.40～2.00μs/cm之間，從而全面優化內冷水。

五.產品介紹AT-6型發電機內冷水膜堿裝置使用領域

適用于全國火電、水電、核電、燃機等各類水冷發電機組的定子冷卻水和轉子冷卻水處理，保障發電機的安全、平穩、滿負荷運行。

工作原理及流程AT-6型發電機內冷水膜堿處理裝置，其目的是降低內冷水對線圈的腐蝕，防止銅腐蝕產物沉積堵塞線圈，內冷水通過高分子膜連續不斷地截留去除內冷水中的離子態銅、固態銅以及機械雜質和不溶物，同時保留內冷水中有益的堿性離子。與此同時通過微堿化技術控制堿化系統向內冷水系統中添加堿性物質，維持內冷水水質在弱堿性區域pH≥8（期望值8-9），同時為了機組運行安全，達到電導率≤2.0μS/cm。

膜堿處理裝置原理示意圖AT-6型發電機內冷水膜堿處理裝置的主要構成部件為膜組件、離子交換器和堿化部分。內冷水先進入到膜組件中，由膜組件對內冷水中的離子態銅、固態銅以及機械雜質和不溶物進行截留去除，過濾之后的內冷水由堿化部分階段性的加入一定濃度的堿液混合后回到內冷水箱中來達到調整內冷水系統的pH值的作用，從而減緩水體對發電機冷卻系統的腐蝕速率。而被截留的離子態銅、固態銅以及機械雜質和不溶物這部分則進入到離子交換樹脂中，進行不斷循環直到水質符合膜組件的過濾要求，才會由膜組件中透過回到內冷水系統中。

主要部件膜組件堿化部分離子交換器

內冷水先進入到膜組件中，由膜組件對內冷水中的離子態銅、固態銅以及機械雜質和不溶物進行截留去除。

過濾之后的內冷水由堿化部分階段性的加入一定濃度的堿液混合后回到內冷水箱中來達到調整內冷水系統的pH值的作用，從而減緩水體對發電機冷卻系統的腐蝕速率。

而被截留的離子態銅、固態銅以及機械雜質和不溶物這部分則進入到離子交換樹脂中，進行不斷循環直到水質符合膜組件的過濾要求，才會由膜組件中透過回到內冷水系統中。裝置的主要構成五.產品介紹六.工作原理

內冷水加壓通過高分子選擇性過濾膜進行處理，高分子選擇性過濾膜可以去除內冷水中的離子態銅，還可以徹底過濾內冷水中的固態銅、機械雜質、不溶物以及大分子量離子，同時保留有益離子。

1.主過濾循環系統—去除全銅高分子選擇性過濾膜循環增壓泵六.工作原理

高分子選擇性過濾膜截留下來的離子及雜質，通過旁路系統的離子交換器進行循環處理，并輔助降低電導。獨有的雙除離子器，一運一備，更換樹脂時可不中斷設備運行。2.設備內循環處理系統—去除離子離子交換器六.工作原理根據內冷水的pH值及電導值全自動堿化系統向膜單元處理后的內冷水添加微量的堿性溶液，提高出水的pH值使冷水呈弱堿性，從而達到銅線棒的理論免蝕區。加藥堿化系統3.堿化系統—提高pH值、抑制腐蝕六.工作原理控制程序為全自動智能控制，操作簡單，無需人工調整。完善的智能保護系統，出現問題，自動采取保護措施，保證主系統安全。所有數據可進行歷史查詢，方便運行人員查找分析問題。進口水質分析儀4.控制系統及檢測儀表進口智能控制器1、結構組成七.設備結構組成及參數七.設備結構組成及參數2、設備參數：設備參數額定電壓AC220V50HZ額定電流10A運行流量1000～5000L/h試驗壓力1.2MPa凈重800kg裝置尺寸1100(長)×1100(寬)×1900mm(高)進水要求項目范圍單位備注電導率<2μs/cm

溫度5～50℃

最大壓力1.00Mpa

運行壓差>0.20Mpa

流量1000～5000L/h

出水水質標準項目范圍單位備注電導率<2.00μs/cm

pH8.00～9.00

銅離子含量<5μg/L七.設備結構組成及參數3、設備安裝示意圖：八、快速使用指南一、AT-6型發電機內冷水微堿化膜處理系統最主要三項水質數據1、電導率2、pH值3、銅離子含量二、三項水質數據之間的關聯1、電導率與pH值之間的關系發電機定冷水膜堿化處理裝置是利用計量加堿的方式向水中添加微量的堿性物質，從而提高內冷水的pH值。與此同時由于水體里離子含量的增加，電導率也就會相應的升高。

即電導率與pH值呈正比關系。當pH值升高時電導率也會隨之升高。2、銅離子含量與pH值之間的關系由Cu-H2O體系電位-pH平衡圖（詳見裝置說明書）上可得知，在pH≥7.60和有氧化劑（溶解氧）存在時，金屬銅表面形成的氧化物具有穩定性，能對金屬銅基體起到保護作用，抑制銅基體的腐蝕。

即銅離子含量與pH值呈反比關系。當pH值降低時，銅腐蝕速率提高，銅離子含量升高。八、快速使用指南三、裝置主要部件作用膜凈化裝置:高分子選擇性膜凈化裝置可以去除掉內冷水系統中的雜質,徹底去除內冷水中的固態及離子態銅物質、機械雜質及不溶物，同時保留有益離子。除離子器：除離子器位于旁路循環系統中，其主要作用是循環處理膜凈化裝置截留下來的少量離子及雜質。堿化系統：通過計量加藥泵，向膜凈化裝置處理后的內冷水中添加微量的氫氧化鈉，提高出水的pH值。八、快速使用指南四、常見問題及排除AT-6型發電機內冷水微堿化膜處理裝置問題及排除方法序號出現問題產生原因排除方法1運行中流量過低裝置閥門沒有全開；裝置樹脂捕捉器可能堵塞；裝置給水壓力低。檢查閥門開關是否全開；樹脂捕捉器是否被樹脂堵塞；檢查給水。2運行一段時間后出現電導緩慢持續升高（1）除離子器中樹脂失效。（2）由于CO2溶解導致電導暫時性升高。（1）檢測除離子器出口電導率，如樹脂失效則需更換樹脂。（2）觀察一段時間后確認樹脂是否失效。3運行過程中電導無明顯變化，pH值達不到要求（1）裝置故障報警啟動，裝置自動停運。（2）堿液箱無藥或加藥系統故障。（1）檢測調節儀是否故障報警，消除故障。（2）補充藥液或檢查加藥系統。4剛投入運行后電導過高裝置長久未投運或檢修后，裝置投運前沒有沖洗徹底。電導在不是很高的情況下，可以提高裝置的處理量來降低內冷水中的電導。或通知運行人員更換內冷水。5運行效果不好pH；DD不能達標。接入內冷水處理裝置的水源內有氣泡，空氣中的二氧化碳溶入內冷水中，使pH降低、DD升高。產生氣泡的原因主要有閥門不嚴密；內冷水泵的軸封處不嚴密。八、快速使用指南序號出現問題產生原因排除方法6儀表顯示的電導、pH值與實際值不符、波動大。（1）接地不良。（2）溫度高于45℃，使測量曲線偏移。（1）將接地線接好。（2）將內冷水溫度降低至45℃以下重新標定。7樹脂短時間失效（1）凝結水進入到內冷水。（2）冷卻器泄漏污染內冷水。（3）有其它水源進入內冷水箱造成污染。（1）凝結水補水管路加堵板。（2）檢查冷卻器消除漏點。（3）檢查進入內冷水箱的管路消除污染。8電導率高、pH值高給定值設置過高。凝結水進入到內冷水。裝置處理流量過小。（1）減小調節儀的運行電導率給定值。（2）凝結水補水管路加堵板，防止漏入。（3）提高裝置處理流量。9電導率低、pH值低給定值設置過低堿液箱無藥或加藥系統故障裝置處理流量過大。（1）增加調節儀的運行電導率給定值。（2）補充藥液或檢查加藥系統。（3）降低裝置處理流量。10電導率高、pH值低（1）裝置處理流量過小。（2）旁路離子交換系統的樹脂失效。（1）提高裝置處理流量。（2）更換離子交換樹脂。八、快速使用指南五、運行操作中的安全注意事項1.設備在更換樹脂、沖洗或其它操作，需要排放內冷水時，必須嚴格監控內冷水箱水位，保持正常運行允許水位。操作結束后，相應的排放閥門必須完全關閉，并重復檢查。2.在設備安裝調試、更換電極時在線儀表的信號輸出要做好屏蔽、保持或者切斷與外界的聯絡，以免發生錯誤報警。設備正常運行水質穩定后去掉屏蔽、保持或者接通信號輸出即可。3.除設備操作負責人外，其他人員禁止對設備進行操作。4.裝置長時間停運后，裝置的出水電導率可能偏高，投運時必須對裝置進行沖洗，直至出水電導率穩定在合格范圍內，方可并入主系統。5.裝置的處理流量不建議大幅度調整，建議以100L/h為一個單位（流量計兩個刻度的距離），進行多次調整。調整間隔時間要大于3小時/次。八、快速使用指南6.系統起運時閥門操作順序是，先開出口閥門，再開入口閥門。反之則為系統停運的操作順序。7.智能調節儀的給定值設定，調整最高上限是實際入口電導率值+0.30μS/cm，高出后無法設定。8.注意測量管路內壓力不能超過電極允許的壓力范圍：電導電極0.5Mpa、pH電極0.3Mpa。9.請勿擅自打開設備或拆卸進行維修。10.嚴禁向內冷水箱中補凝結水。嚴禁向內冷水箱中補凝結水，內冷水系統應保持密閉循環，盡量減少內冷水箱的補水次數。內冷水系統若有溢流管，則要保證內冷水箱水位不能超過溢流管，使內冷水處于溢流狀態。八、快速使用指南六、巡檢及運行交代1、運行畫面：裝置正常運行時，控制器應顯示在“DD自動調節畫面”（快捷鍵F1）。停運時控制器應斷電或顯示在“手動畫面”（快捷鍵F3）。2、取樣流量：保證控制器上顯示的“取樣流量”在200～300mL/min（流量數據在控制器畫面右下方顯示），如取樣流量偏小，可通過調整控制柜內的入口取樣閥來增加取樣流量。3、運行流量：記錄裝置入水流量（玻璃浮子流量計）、旁路循環流量（渦輪電子流量計），當流量異常變化后及時調整回原記錄流量。4、流量調整：方法一：調整裝置入水閥；方法二：通過調整旁路循環流量來控制裝置入水流量，減小旁路循環流量后，裝置入水流量就會相應增加。這兩者屬相反關系。5、參數調整：運行人員在修改裝置運行參數時應根據系統水質實際情況酌情漸變調整，調整后應實時監控系統水質變化。八、快速使用指南7、異常處理：系統水質異常變化時（如：電導異常升高）應檢查裝置出水流量（玻璃浮子流量計）、旁路循環流量（渦輪電子流量計）、取樣流量后采取相應措施：立即措施：提高裝置入水流量，控制器切換至“手動畫面”（快捷鍵F3）。長久措施：核對系統運行參數，查找出現異常的原因并解決；之后待系統水質改善、穩定后恢復系統至初始狀態。預防措施：按照裝置說明書操作，嚴格