水内冷发电机定子线棒堵塞的处理方法

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1、水内冷发电机定子线棒堵塞的处理方法刘斌，何蓉，林根仙（苏州热工研究院，苏州215004）摘要：发电机定子空心铜导线阻塞多由杂质、氧化物或腐蚀产物的沉积而造成。目前处理堵塞的方法主要有机械擦洗、水力冲洗、阳离子净化和化学清洗等，每种方法都有相应的优点和局限性，应结合堵塞情况和现场条件来具体选择。而改善运行期间定子冷却水的水质是解决堵塞的根本途径。关键词：定子线棒内冷水腐蚀化学清洗RemovalofFlowRestrictionsinWater-CooledGeneratorStatorCoilsLiuBin,HeRong,LinGen-xian(Suz

2、houNuclearPowerResearchInstitute,Suzhou215004,China)Abstract：Flowrestrictionsinthegeneratorstatorhollowcopperconductorsarecommonlycausedbyimpurities,copperoxidesorcorrosionproductiondeposits.Theremovalofflowrestrictionsingeneratorbarscanbeachievedbythemethodsofmechanicalcleanin

3、g,waterflushing,cationicpurificationorchemicalcleaningatthepresenttime.Thechoiceofappropriatemethodwilldependonthecloggingconditionandspecificcaseforeachmethodhasitsmeritsandlimitations.However,thefinalsolutiontotheproblemistheoptimizationofstatorcoolingwaterchemistryduringoper

4、ationalperiod.Keywords：StatorCoils,CoolingWater,Corrosion,ChemicalCleaning大型发电机定子线圈空心铜导线大多采用除盐水作为冷却介质。运行冷却水中的杂质、氧化物或腐蚀产物的沉积很容易造成定子内冷水回路的堵塞，引起定子内冷却水流量减小，出水温度升高，使发电机定子线棒局部过热，从而导致发电机绝缘绕组老化，减载运行，甚至烧毁线圈，被迫停机。1堵塞的原因分析发电机定子线棒堵塞主要是由冷却水水质不合格导致铜导线腐蚀而造成的。受极限热负荷设计的影响，定子绕组矩形空心导线尺寸一般长在3~10mm

5、，宽为1~3mm，深约5000~12000mm，这些小截面的空心导线在弯头处和进出口端并头套处很容易发生堵塞，造成堵塞的沉积物主要为单质铜、铜氧化物和铁氧化物，也有涂层碎片、树脂碎片、密封绝缘材料碎片、焊料和煤灰等杂质。除严格控制定子水回路的清洁度外，定子线棒堵塞还应重点考虑铜导线的腐蚀。虽然铜在除盐水中的腐蚀速度很低，但以下几个因素仍会造成铜导线的腐蚀和腐蚀产物的沉积。1.1pH值水的pH值对铜表面氧化膜的形成和稳定性有很大影响。根据Cu-H2O体系的电位-pH平衡图，一般铜在水中的电位处于0.1~0.38VSHE的范围，若水的pH值低于6.95，

6、处于腐蚀区，金属铜溶解成Cu2+；当pH值超过10时，会生成CuO22-和CuO2-的可溶性化合物；只有pH值处于7~10之间，金属铜才处于稳定区[1]。工业上对发电机定子冷却水规定pH值7.0~9.0，确保空心铜导线处于稳定和较安全的状态[2]。1.2电导率电导率直接反映了水中杂质含量和绝缘性能。发电机冷却水电导率的控制上限是由绝缘要求确定的，一般电导率要求控制在≤2.0μS/cm，但当电导率过低对金属铜和焊接材料的腐蚀防护是不利的，如电导率从1.0μS/cm降到0.2μS/cm时，铜的腐蚀速度增大35倍[1]。1.3含铜量对已堵塞的定子线棒取样化

7、学分析，除了有腐蚀产物CuO和Cu2O外，还有亚微米级金属铜微粒[3]。定子水系统滤网和除盐床都无法拦截或吸附，很容易在局部不断沉积。因此，水中铜含量的监测是发电机内冷水的重要监督内容，要求控制在40μg/L以内，它直接反映铜导线的腐蚀情况。但南非电力公司(Eskom)部分电厂利用阴离子交换床代替混床除去水中的阴离子，并维持冷却水中一定量的铜离子含量，即保持Cu(OH)2浓度来实现对水质碱化的目的，虽然有过饱和发生沉积的风险，但该方法已成功应用20年左右[4]。1.4含氨量部分电厂发电机冷却水由于补充凝结水调节pH值而引入氨，因为凝结水中氨含量一般在

8、1mg/L左右，且受电导率控制，所以不可能发生氨的浓缩和铜的氨蚀。但如果发电机补水为除盐水，直接加氨调节pH