技术
摘要：对国内水内冷汽轮发电机长期运行后普遍存在内冷空心铜导线腐蚀和绝缘引水管堵塞等问题进行了分析，提出了防止铜线圈腐蚀以及水管堵塞的有效方法和措施。
大型发电机定、转子绕组采用水内冷技术较好地解决了内部散热问题，使发电机温升得到了有效的控制，为发电设备长期安全稳定运行提供了必要的保障。随着发电机水内冷却技术的不断进步，特别是国外先进制造技术的引进，近些年发电机内冷水系统故障有了明显下降，但依然是造成发电机非计划停运的主要原因之一，特别是铜线圈腐蚀以及水管堵塞故障的现象依然时有发生，这是因为虽然在设计、材料、工艺等方面的技术进步对防止水系统机械性故障的发生有了较大改善，但目前我国火力发电厂在内冷水系统设备的运行、维护和管理等方面，普遍存在一定的问题。
发电机长期安全稳定运行对内冷水质的要求比较高，某些技术指标达不到要求，特别是电导率和酸碱度（pH值）超标长期运行，可能会产生很严重的后果。因此，相应的国家标准、电力行业标准、机械行业标准，以及原国家电力公司颁布的防止发生重大电力生产事故的措施中，都专门对发电机内冷水水质控制做出了规定。但由于各生产厂家和不同时期制定的不同体系的标准对水质要求的规定不够统一，在生产实践中产生了一定的混乱，甚至由于某些参数规定的不合理，最终导致了发电机水内冷管路发生堵塞等故障，为此原国家经贸委于2002年发布了新编制的电力行业标准［1］，对此进行了规范。
本文介绍了发电机内冷水系统的工作原理和相关参数控制的理论基础，从理论上对内冷水质控制不当可能产生的危害进行了阐述，并介绍了优化内冷水系统控制的有效手段和重要措施。
1发电机内冷水系统的结构
1.1定子绕组水内冷却
定子绕组水冷却回路是从水箱流出的水经过泵、冷却器、主过滤器、汇流管，流入定子绕组，最后再回到水箱。当水经过主过滤器后，有6%～10%的水分流到混合床（Mixed
Bed）净化。主回路水压、水温可以调节，氧含量由于水箱中氮的存在而得到控制。
1.2定子和转子绕组水内冷却
水冷却转子绕组需要采用专用措施来密封其定子部分与转子部分的过渡通道。主回路的水从水箱经过水泵，流入冷却器和主过滤器。水流过主过滤器后，一半将进入定子绕组，另一半则进入转子绕组。定子绕组排放出的冷却水直接流回水箱，而转子绕组流出的冷却水要经过水接头才返回到水箱。
2运行中冷却回路的化学性及干扰
2.1水的中性控制
实验研究证明，冷却水质酸碱度为中性，含氧量低、净化度高、导电率低，不含其他化学物质，这样才能达到最佳功效。在实际运行中发现，在水中若注入一点儿氧，它将立即与铜表面产生化学反应，此时的闭环系统其含氧量浓度小于30μg/L。由于不断对支流进行净化，其水的电导率将会维持在约0.μS/cm。
定子冷却水调节系统设置了大量的部件和设备，在系统没有受到干扰，结构紧密的情况下这些部件将可靠运行。若水泵、阀门及其管件等部件结构不紧密，在有空气介入的情况下，将会造成由于结构引起的干扰，也会产生氧化铜沉淀物。
铜的腐蚀率取决于水中的氧浓度和pH值。有关部门对铜腐蚀的研究结果显示当氧浓度为200～300μg/L时，铜的腐蚀率最大。随着pH值的增加，腐蚀率将降低，当pH值达到一定值时，腐蚀率已接近零了，见图1。对比结果表明，在不考虑氧化层的条件下，在低氧化还原电势下（氧浓度<100μg/L）,将形成Cu2O；在高氧化还原电势下（氧浓度＞100μg/L），将形成CuO。
图1铜的腐蚀速率与水的pH值及水中溶解氧含量的关系曲线
氧化铜的溶解度取决于pH值以及铜的化合价。在pH值小于8时，Cu2O的溶解性比CuO低得多。随着pH值的降低，氧化铜的溶解度将大幅度升高。pH值在8～9之间时，这2种氧化铜的溶解度都将很低，可达到碱性度的要求。当pH值大于9时，在室温下，其溶解度又会升高。氧化铜的溶解度还与温度相关，当温度逐渐升高时，其最小的溶解度向pH值降低的方向移动。
