發電機定子銅線圈在內冷水中的腐蝕與控制
2021-11-08 05:26:22
changyuan
隨(sui)著國家電力建設(she)的迅速(su)發(fa)(fa)展(zhan)，裝機(ji)容(rong)量(liang)(liang)的不(bu)斷增大，發(fa)(fa)電機(ji)定(ding)(ding)子(zi)在運行(xing)過程(cheng)中(zhong)由(you)于能量(liang)(liang)轉(zhuan)換產生(sheng)的熱效應加劇。為了保證發(fa)(fa)電機(ji)組的安全運行(xing)，須采用一定(ding)(ding)的方式(shi)對發(fa)(fa)電機(ji)進行(xing)冷(leng)卻(que)(que)。根(gen)據(ju)發(fa)(fa)電機(ji)類型和容(rong)量(liang)(liang)的不(bu)同，外冷(leng)式(shi)汽輪(lun)發(fa)(fa)電機(ji)常(chang)用氣體進行(xing)冷(leng)卻(que)(que)，如氫冷(leng)或(huo)空(kong)冷(leng)；內(nei)冷(leng)式(shi)汽輪(lun)發(fa)(fa)電機(ji)則(ze)采用氣體（氫氣）或(huo)液體（水或(huo)油）冷(leng)卻(que)(que)轉(zhuan)子(zi)或(huo)定(ding)(ding)子(zi)，其中(zhong)水冷(leng)是(shi)定(ding)(ding)子(zi)常(chang)用的冷(leng)卻(que)(que)方式(shi)。定(ding)(ding)子(zi)線(xian)圈中(zhong)含有一部分空(kong)芯導(dao)線(xian)，這些導(dao)線(xian)通水冷(leng)卻(que)(que)，可以顯著降低發(fa)(fa)電機(ji)各(ge)部位的溫度和溫升，延長發(fa)(fa)電機(ji)壽命(ming)。但(dan)內(nei)冷(leng)水在冷(leng)卻(que)(que)定(ding)(ding)子(zi)的同時，會造成(cheng)空(kong)芯銅導(dao)線(xian)的腐蝕。
發(fa)電(dian)(dian)機(ji)(ji)定子(zi)線圈的(de)(de)空芯導(dao)線一般采用(yong)純銅，內冷(leng)水(shui)采用(yong)去離(li)子(zi)水(shui)。內冷(leng)水(shui)中的(de)(de)可溶性離(li)子(zi)含(han)量(liang)很(hen)低(di)，金屬在其中的(de)(de)腐蝕相對緩慢。發(fa)電(dian)(dian)機(ji)(ji)定子(zi)內冷(leng)水(shui)系統對水(shui)質電(dian)(dian)導(dao)率要求高，銅導(dao)線的(de)(de)腐蝕不僅(jin)會(hui)使水(shui)質惡化，電(dian)(dian)導(dao)率超標，更會(hui)嚴重影響發(fa)電(dian)(dian)機(ji)(ji)的(de)(de)工作效率和安全。
定(ding)子內(nei)冷水(shui)環境的腐蝕因素
不同于其(qi)他(ta)設備中的冷卻水，電力行(xing)業對(dui)定子(zi)內冷水的水質要求十分嚴格(ge)，針對(dui)國(guo)內大型發電機定子(zi)內冷水的水質情況，制定了明(ming)確的標(biao)準DL/T 1039-2016《發電機內冷水處理導則》。
電導(dao)率(lv)是評價內(nei)冷(leng)水(shui)水(shui)質的重要指(zhi)標，電導(dao)率(lv)高低代表內(nei)冷(leng)水(shui)中溶解(jie)性離子(zi)含量的多少，定(ding)子(zi)內(nei)冷(leng)水(shui)經(jing)循環使用(yong)后，可能會因為系統(tong)密封性不好、離子(zi)交(jiao)換樹(shu)脂(zhi)失效(xiao)或(huo)pH值過高，導(dao)致(zhi)其電導(dao)率(lv)逐漸增大。
溶(rong)(rong)解氧(yang)含量是影響純銅(tong)在(zai)內(nei)冷水(shui)(shui)中(zhong)(zhong)腐蝕的(de)(de)(de)(de)關鍵指標，溶(rong)(rong)解氧(yang)直接參與銅(tong)的(de)(de)(de)(de)腐蝕過(guo)程(cheng)，是內(nei)冷水(shui)(shui)中(zhong)(zhong)銅(tong)腐蝕的(de)(de)(de)(de)陰極(ji)去極(ji)化(hua)劑。維持內(nei)冷水(shui)(shui)的(de)(de)(de)(de)低(di)溶(rong)(rong)氧(yang)量可以大幅(fu)降低(di)純銅(tong)導(dao)(dao)線(xian)的(de)(de)(de)(de)氧(yang)腐蝕。封閉管路中(zhong)(zhong)流通的(de)(de)(de)(de)內(nei)冷水(shui)(shui)中(zhong)(zhong)溶(rong)(rong)解氧(yang)量相對(dui)較低(di)。為進(jin)(jin)一步減小內(nei)冷水(shui)(shui)中(zhong)(zhong)的(de)(de)(de)(de)溶(rong)(rong)解氧(yang)，過(guo)去有(you)電廠采用除(chu)氧(yang)劑對(dui)內(nei)冷水(shui)(shui)進(jin)(jin)行除(chu)氧(yang)處理。然而，除(chu)氧(yang)劑的(de)(de)(de)(de)加(jia)入會大幅(fu)升(sheng)高內(nei)冷水(shui)(shui)電導(dao)(dao)率及電廠的(de)(de)(de)(de)運行成本(ben)，其在(zai)內(nei)冷水(shui)(shui)中(zhong)(zhong)的(de)(de)(de)(de)使(shi)用并(bing)不(bu)廣泛。
定子線圈(quan)的腐蝕現狀
定(ding)子線圈在內(nei)(nei)冷(leng)水中(zhong)的(de)(de)腐(fu)(fu)蝕問(wen)題(ti)會(hui)造成安(an)全事故。盡(jin)管采取了(le)多重控(kong)制(zhi)銅(tong)腐(fu)(fu)蝕的(de)(de)措施，內(nei)(nei)冷(leng)水系統(tong)還是會(hui)不(bu)時出現銅(tong)的(de)(de)腐(fu)(fu)蝕產物(wu)沉(chen)(chen)積(ji)(ji)，這(zhe)會(hui)對發電(dian)(dian)機定(ding)子造成損害，進(jin)而導致電(dian)(dian)廠的(de)(de)強制(zhi)停(ting)電(dian)(dian)。沉(chen)(chen)積(ji)(ji)物(wu)堆(dui)積(ji)(ji)的(de)(de)部位(wei)(wei)主要是冷(leng)卻水流(liu)經的(de)(de)一(yi)些小通道和(he)彎道，有些部位(wei)(wei)橫截面(mian)積(ji)(ji)只有幾平方毫米，少量(liang)氧化(hua)銅(tong)或其他腐(fu)(fu)蝕產物(wu)沉(chen)(chen)積(ji)(ji)就會(hui)阻塞通道并導致發電(dian)(dian)機過熱，近年來國內(nei)(nei)不(bu)少電(dian)(dian)廠都(dou)發生(sheng)過這(zhe)類(lei)問(wen)題(ti)。
山東某電(dian)廠總裝機660MW的(de)(de)發(fa)電(dian)機在檢(jian)查(cha)維護時，發(fa)現(xian)定子(zi)內冷(leng)水系統(tong)的(de)(de)濾(lv)網線棒(bang)表面附著有淡綠(lv)色的(de)(de)腐(fu)蝕(shi)產物，分(fen)析發(fa)現(xian)其主要成分(fen)是(shi)堿(jian)式碳酸(suan)銅。發(fa)生(sheng)腐(fu)蝕(shi)的(de)(de)原因可能(neng)是(shi)定子(zi)內冷(leng)水系統(tong)的(de)(de)密封性不好(hao)，空氣(qi)中的(de)(de)CO2和(he)O2進入并(bing)與銅線棒(bang)發(fa)生(sheng)反應。對發(fa)電(dian)機出入口濾(lv)網及內冷(leng)水系統(tong)進行沖洗(xi)后(hou)，線棒(bang)溫(wen)度(du)回(hui)歸正常。
秦山第二核電廠某QFSN-650-2型發電機歷經(jing)長時間運(yun)行后，冷卻(que)水(shui)系統(tong)出入口水(shui)壓大幅(fu)偏離正常(chang)值，對定子(zi)空芯導(dao)線檢(jian)修發現其內壁有黑(hei)色腐蝕產物附著，主要成分(fen)為氧化(hua)銅。對定子(zi)線圈(quan)沖洗酸洗后，線棒出入口水(shui)壓恢(hui)復正常(chang)。
湖(hu)南(nan)某(mou)電(dian)廠水(shui)(shui)-氫(qing)-氫(qing)冷(leng)(leng)式發電(dian)機定子(zi)(zi)(zi)繞組和(he)線圈槽(cao)出水(shui)(shui)溫度異(yi)常，定子(zi)(zi)(zi)內冷(leng)(leng)水(shui)(shui)系統進出水(shui)(shui)口壓力上升。停機檢修時發現，錐形濾(lv)網(wang)上有少(shao)量深色氧化(hua)物沉積(ji)在濾(lv)網(wang)孔隙中(zhong)。對定子(zi)(zi)(zi)內冷(leng)(leng)水(shui)(shui)回路進行化(hua)學清洗后，進出水(shui)(shui)口壓力及溫度恢復(fu)正常值，故(gu)障排除。
國內(nei)某(mou)電廠QFSN-660-2-22型汽(qi)輪(lun)發電機(ji)，運(yun)行(xing)7年后(hou)，定(ding)(ding)子(zi)線棒(bang)(bang)(bang)水路流通截面嚴重(zhong)堵塞，致使線棒(bang)(bang)(bang)絕緣損壞，造成(cheng)定(ding)(ding)子(zi)線棒(bang)(bang)(bang)接地(di)，發電機(ji)跳(tiao)閘停(ting)機(ji)。事故(gu)分析認為造成(cheng)線棒(bang)(bang)(bang)堵塞的原因(yin)是(shi)定(ding)(ding)子(zi)內(nei)冷水系(xi)統(tong)及補水系(xi)統(tong)密封裝(zhuang)置不完善，水質(zhi)受(shou)到(dao)二氧化(hua)碳污(wu)染，使pH偏離規定(ding)(ding)值，同時，在(zai)(zai)(zai)溶解氧的作用下，銅(tong)(tong)腐蝕加劇(ju)，產(chan)生的銅(tong)(tong)氧化(hua)物堵塞管(guan)路，使得線棒(bang)(bang)(bang)過(guo)熱膨(peng)脹并(bing)在(zai)(zai)(zai)應力作用下發生絕緣損壞，導(dao)致定(ding)(ding)子(zi)在(zai)(zai)(zai)運(yun)行(xing)中因(yin)接地(di)故(gu)障而(er)發生跳(tiao)閘停(ting)機(ji)事故(gu)。
為去除內(nei)(nei)冷(leng)水(shui)(shui)系統(tong)中(zhong)的(de)銅(tong)腐蝕產物，電廠(chang)常配備(bei)過(guo)濾(lv)(lv)系統(tong)。如(ru)微粒過(guo)濾(lv)(lv)器(qi)，用以(yi)除去內(nei)(nei)冷(leng)水(shui)(shui)中(zhong)的(de)微粒物，包括(kuo)可能從銅(tong)表(biao)面(mian)釋(shi)放的(de)氧化(hua)銅(tong)或氧化(hua)亞銅(tong)。下(xia)圖為定子過(guo)濾(lv)(lv)器(qi)上附著的(de)紅色(se)沉積(ji)物。檢查過(guo)濾(lv)(lv)器(qi)濾(lv)(lv)芯發現(xian)濾(lv)(lv)芯上紅色(se)沉積(ji)物的(de)化(hua)學(xue)成分主要為氧化(hua)亞銅(tong)以(yi)及銅(tong)單質，還包括(kuo)黑色(se)的(de)氧化(hua)銅(tong)顆粒。這些沉積(ji)物的(de)附著會導致(zhi)定子線(xian)(xian)圈冷(leng)卻(que)水(shui)(shui)流量(liang)下(xia)降，定子線(xian)(xian)棒及出水(shui)(shui)溫度(du)上升，影響(xiang)發電機組(zu)的(de)正常工作。
定(ding)子過濾器上附著的紅色沉(chen)積(ji)物
對(dui)于定(ding)子(zi)線圈(quan)的腐(fu)蝕(shi)(shi)控(kong)制(zhi)，需要系統(tong)分析定(ding)子(zi)線圈(quan)腐(fu)蝕(shi)(shi)的影響因素，制(zhi)定(ding)合(he)理的防護措施，下面(mian)將從定(ding)子(zi)內冷水水質、緩蝕(shi)(shi)劑、工作環境等多個(ge)角度(du)提出(chu)控(kong)制(zhi)策略。
定子線圈腐蝕的影(ying)響(xiang)因(yin)素(su)
1 溶解氧(yang)的影(ying)響
定子內(nei)冷水(shui)系統(tong)通常呈密封(feng)狀態，但在(zai)實際運行過程中不可避免會(hui)有少量空氣進入(ru)系統(tong)，造(zao)成(cheng)內(nei)冷水(shui)中銅導線腐蝕。
銅(tong)的(de)腐(fu)蝕(shi)產物與溶(rong)解(jie)氧含量(liang)(liang)有關。當(dang)溶(rong)解(jie)氧質量(liang)(liang)濃度低于100μg/L時，銅(tong)被氧化(hua)成氧化(hua)亞銅(tong)；當(dang)溶(rong)解(jie)氧質量(liang)(liang)濃度為200~300μg/L時，氧化(hua)亞銅(tong)繼續被氧化(hua)生成氧化(hua)銅(tong)，且(qie)在(zai)此條件下銅(tong)的(de)腐(fu)蝕(shi)速(su)率(lv)最大。研(yan)究(jiu)表明，銅(tong)發生腐(fu)蝕(shi)時，其表面通常會生成雙(shuang)層(ceng)(ceng)膜(mo)，內(nei)層(ceng)(ceng)為Cu2O，外(wai)(wai)層(ceng)(ceng)為CuO層(ceng)(ceng)，且(qie)Cu2O和CuO在(zai)水中(zhong)的(de)溶(rong)解(jie)度均(jun)受溶(rong)解(jie)氧含量(liang)(liang)的(de)影響，一般來說較(jiao)低的(de)溶(rong)解(jie)氧含量(liang)(liang)會大幅降低銅(tong)的(de)腐(fu)蝕(shi)速(su)率(lv)。此外(wai)(wai)，氧化(hua)物膜(mo)的(de)穩定(ding)性也受溶(rong)解(jie)氧含量(liang)(liang)的(de)影響，當(dang)內(nei)冷水中(zhong)的(de)溶(rong)解(jie)氧含量(liang)(liang)小于20μg/L時，Cu2O穩定(ding)存在(zai)；而(er)當(dang)溶(rong)解(jie)氧含量(liang)(liang)高(gao)于20μg/L時，CuO可以穩定(ding)存在(zai)。
2 pH值的影響
內(nei)冷(leng)水pH值對(dui)銅的(de)(de)腐(fu)蝕過程有影響(xiang)顯(xian)著。在(zai)(zai)(zai)酸性(xing)(xing)介質中(zhong)(zhong)，氫離(li)子可(ke)以破壞銅表(biao)面(mian)氧(yang)化膜(mo)(mo)(mo)的(de)(de)穩定(ding)性(xing)(xing)。在(zai)(zai)(zai)中(zhong)(zhong)性(xing)(xing)或堿性(xing)(xing)介質中(zhong)(zhong)，銅表(biao)面(mian)發(fa)生(sheng)氧(yang)化產生(sheng)的(de)(de)氧(yang)化亞(ya)銅膜(mo)(mo)(mo)穩定(ding)性(xing)(xing)較好(hao)，對(dui)金(jin)屬基體具(ju)有良好(hao)的(de)(de)保護作用(yong)(yong)。pH還會(hui)影響(xiang)氧(yang)化亞(ya)銅的(de)(de)溶(rong)(rong)解速率，在(zai)(zai)(zai)一定(ding)范(fan)圍(wei)內(nei)，升(sheng)高溶(rong)(rong)液(ye)pH可(ke)以使氧(yang)化亞(ya)銅的(de)(de)溶(rong)(rong)解速率處于(yu)較低水平(ping)，但(dan)是pH過高又(you)會(hui)促(cu)進Cu2O向CuO轉變。pH升(sheng)高還會(hui)對(dui)氧(yang)化膜(mo)(mo)(mo)的(de)(de)厚度(du)(du)產生(sheng)明顯(xian)影響(xiang)，在(zai)(zai)(zai)堿性(xing)(xing)溶(rong)(rong)液(ye)（pH為7.5~8.5）中(zhong)(zhong)，采用(yong)(yong)原子力顯(xian)微鏡觀察銅表(biao)面(mian)的(de)(de)腐(fu)蝕產物膜(mo)(mo)(mo)，發(fa)現其在(zai)(zai)(zai)pH7.5溶(rong)(rong)液(ye)中(zhong)(zhong)形成的(de)(de)氧(yang)化膜(mo)(mo)(mo)厚度(du)(du)為30~60nm，在(zai)(zai)(zai)pH8.5溶(rong)(rong)液(ye)中(zhong)(zhong)形成的(de)(de)氧(yang)化膜(mo)(mo)(mo)厚度(du)(du)顯(xian)著增加，達(da)到400nm，且完整覆蓋銅表(biao)面(mian)的(de)(de)氧(yang)化膜(mo)(mo)(mo)具(ju)有更高的(de)(de)粗糙度(du)(du)和更好(hao)的(de)(de)附著力。
3 溶(rong)解(jie)二氧(yang)化碳的影響
一旦內(nei)(nei)冷(leng)(leng)(leng)(leng)水系統(tong)密封不完全，空(kong)(kong)氣中(zhong)(zhong)的(de)(de)(de)二(er)(er)氧(yang)(yang)化碳就(jiu)會(hui)溶解在(zai)(zai)(zai)內(nei)(nei)冷(leng)(leng)(leng)(leng)水中(zhong)(zhong)，生(sheng)成(cheng)碳酸，碳酸繼(ji)續電離(li)出H+，從而(er)降(jiang)低內(nei)(nei)冷(leng)(leng)(leng)(leng)水的(de)(de)(de)pH。內(nei)(nei)冷(leng)(leng)(leng)(leng)水中(zhong)(zhong)溶解的(de)(de)(de)二(er)(er)氧(yang)(yang)化碳還會(hui)與(yu)銅(tong)表面的(de)(de)(de)氧(yang)(yang)化膜Cu2O反應，生(sheng)成(cheng)堿(jian)(jian)式碳酸銅(tong)。因此，當內(nei)(nei)冷(leng)(leng)(leng)(leng)水中(zhong)(zhong)同(tong)時存在(zai)(zai)(zai)溶解氧(yang)(yang)和(he)二(er)(er)氧(yang)(yang)化碳時，與(yu)Cu2O反應會(hui)使(shi)(shi)銅(tong)的(de)(de)(de)耗氧(yang)(yang)腐蝕(shi)得(de)到促進(jin)(jin)(jin)，而(er)且生(sheng)成(cheng)的(de)(de)(de)堿(jian)(jian)式碳酸銅(tong)不易在(zai)(zai)(zai)空(kong)(kong)芯銅(tong)導線(xian)內(nei)(nei)壁(bi)附著(zhu)，容易被水流(liu)沖刷而(er)隨(sui)內(nei)(nei)冷(leng)(leng)(leng)(leng)水在(zai)(zai)(zai)系統(tong)中(zhong)(zhong)流(liu)動，進(jin)(jin)(jin)一步損壞(huai)銅(tong)表面的(de)(de)(de)氧(yang)(yang)化膜而(er)加(jia)劇銅(tong)導線(xian)的(de)(de)(de)腐蝕(shi)。腐蝕(shi)加(jia)速使(shi)(shi)內(nei)(nei)冷(leng)(leng)(leng)(leng)水中(zhong)(zhong)Cu2+?CO32+等(deng)雜(za)質離(li)子(zi)濃度顯著(zhu)增大，進(jin)(jin)(jin)而(er)提(ti)高了內(nei)(nei)冷(leng)(leng)(leng)(leng)水的(de)(de)(de)電導率。固(gu)態(tai)腐蝕(shi)產物還可能(neng)在(zai)(zai)(zai)銅(tong)導線(xian)的(de)(de)(de)內(nei)(nei)壁(bi)堆積(ji)，影響銅(tong)導線(xian)的(de)(de)(de)傳熱性能(neng)并降(jiang)低內(nei)(nei)冷(leng)(leng)(leng)(leng)水的(de)(de)(de)流(liu)量(liang)，使(shi)(shi)得(de)內(nei)(nei)冷(leng)(leng)(leng)(leng)水的(de)(de)(de)冷(leng)(leng)(leng)(leng)卻效(xiao)果下(xia)降(jiang)。
4 電導(dao)率的影響
電(dian)導(dao)率(lv)(lv)是(shi)評價內(nei)(nei)冷(leng)(leng)水(shui)(shui)(shui)(shui)水(shui)(shui)(shui)(shui)質的(de)(de)一項主要指標，從(cong)電(dian)化學(xue)角度來(lai)看，電(dian)導(dao)率(lv)(lv)越(yue)(yue)低(di)則溶(rong)液電(dian)阻(zu)越(yue)(yue)大，發(fa)生電(dian)化學(xue)腐(fu)(fu)蝕的(de)(de)阻(zu)力(li)也就越(yue)(yue)大，腐(fu)(fu)蝕電(dian)流密度則越(yue)(yue)小。DL/T 1039-2016《發(fa)電(dian)機內(nei)(nei)冷(leng)(leng)水(shui)(shui)(shui)(shui)處理導(dao)則》規定的(de)(de)內(nei)(nei)冷(leng)(leng)水(shui)(shui)(shui)(shui)電(dian)導(dao)率(lv)(lv)不高于2μS/cm。但也有觀(guan)點認為，在太純凈的(de)(de)水(shui)(shui)(shui)(shui)中金屬的(de)(de)溶(rong)解速度反(fan)而會增(zeng)加，如當內(nei)(nei)冷(leng)(leng)水(shui)(shui)(shui)(shui)電(dian)導(dao)率(lv)(lv)低(di)于1μS/cm時，銅的(de)(de)溶(rong)解明顯增(zeng)大，腐(fu)(fu)蝕加速；當內(nei)(nei)冷(leng)(leng)水(shui)(shui)(shui)(shui)的(de)(de)電(dian)導(dao)率(lv)(lv)降(jiang)到(dao)0.5μS/cm時，銅的(de)(de)腐(fu)(fu)蝕速度增(zeng)加了1.8倍(bei)；當其電(dian)導(dao)率(lv)(lv)降(jiang)到(dao)0.2μS/cm時，銅的(de)(de)腐(fu)(fu)蝕速度增(zeng)加了35倍(bei)，該觀(guan)點還需要更多(duo)試驗來(lai)驗證(zheng)。一般來(lai)說(shuo)，僅(jin)通過降(jiang)低(di)內(nei)(nei)冷(leng)(leng)水(shui)(shui)(shui)(shui)的(de)(de)電(dian)導(dao)率(lv)(lv)來(lai)控制腐(fu)(fu)蝕不夠(gou)嚴謹，還要結合其他因(yin)素綜(zong)合考慮(lv)。
定子線圈腐蝕的(de)控制方法
1 改善定子內冷水(shui)(shui)的水(shui)(shui)質
降低內冷水的溶解(jie)氧含量
目前(qian)，電廠(chang)常(chang)采用氫(qing)氣覆蓋(gai)在內(nei)冷(leng)水(shui)(shui)(shui)的(de)上方，以(yi)隔(ge)(ge)絕(jue)空(kong)(kong)氣，減少氧氣和二(er)氧化碳溶入(ru)(ru)內(nei)冷(leng)水(shui)(shui)(shui)中(zhong)。具體(ti)實(shi)施時在水(shui)(shui)(shui)箱充水(shui)(shui)(shui)之(zhi)前(qian)先(xian)將發電機內(nei)充入(ru)(ru)氫(qing)氣并加(jia)壓(ya)，使其到達(da)一定的(de)壓(ya)力，除去發電機內(nei)冷(leng)水(shui)(shui)(shui)系統的(de)空(kong)(kong)氣。之(zhi)后，向系統中(zhong)充入(ru)(ru)冷(leng)卻(que)水(shui)(shui)(shui)置(zhi)換(huan)出氫(qing)氣。待(dai)水(shui)(shui)(shui)箱充滿水(shui)(shui)(shui)后啟動(dong)泵以(yi)一定的(de)壓(ya)力使冷(leng)卻(que)水(shui)(shui)(shui)進入(ru)(ru)定子繞組線圈，反復(fu)充水(shui)(shui)(shui)使水(shui)(shui)(shui)箱的(de)水(shui)(shui)(shui)位(wei)降低(di)，再向水(shui)(shui)(shui)箱內(nei)充氫(qing)氣。通過這樣(yang)嚴格的(de)水(shui)(shui)(shui)-氣置(zhi)換(huan)，安(an)全地(di)排出氧氣和二(er)氧化碳并使系統隔(ge)(ge)絕(jue)了(le)空(kong)(kong)氣。
也(ye)可(ke)以(yi)在渦(wo)輪發電機(ji)定(ding)子(zi)繞組到真空箱(xiang)的(de)冷(leng)卻水回流管道間設(she)計安裝小型的(de)除(chu)氧機(ji)，以(yi)進(jin)一步嚴格除(chu)氧，這可(ke)大幅降(jiang)低(di)定(ding)子(zi)線圈的(de)腐(fu)蝕。國外有電廠(chang)利用該方(fang)案(an)進(jin)行試驗(yan)，發現(xian)定(ding)子(zi)繞組水冷(leng)系統中(zhong)(zhong)銅導體的(de)腐(fu)蝕速(su)率平均降(jiang)低(di)了2.1倍(bei)，有效阻止了定(ding)子(zi)線圈的(de)耗氧腐(fu)蝕。在氫水冷(leng)式渦(wo)輪發電機(ji)的(de)設(she)計改造(zao)中(zhong)(zhong)可(ke)以(yi)參考此(ci)方(fang)法。
國內也有采用氮氣(qi)(qi)覆(fu)(fu)蓋(gai)的方式除氧(yang)。與氫氣(qi)(qi)覆(fu)(fu)蓋(gai)相(xiang)比，其隔絕效果略差(cha)。主要是(shi)因為(wei)氮氣(qi)(qi)密(mi)度與空氣(qi)(qi)相(xiang)當，一(yi)旦系(xi)統(tong)中有空氣(qi)(qi)進入，不易排除干(gan)凈。而氫氣(qi)(qi)密(mi)度低，可(ke)以(yi)覆(fu)(fu)蓋(gai)在(zai)水(shui)箱頂部，使(shi)系(xi)統(tong)在(zai)完全封閉的條(tiao)件下運行，不必(bi)擔(dan)心水(shui)封吹(chui)破，冷(leng)卻水(shui)罐和回水(shui)管線均可(ke)充滿氫氣(qi)(qi)，提高設備運行的可(ke)靠性。使(shi)用氫氣(qi)(qi)密(mi)封的唯一(yi)缺點就是(shi)氫氣(qi)(qi)是(shi)可(ke)燃氣(qi)(qi)體(ti)，存在(zai)安全風險(xian)，在(zai)設備運行過程中要謹慎使(shi)用。
內冷水微堿處理
一般電(dian)廠都使用(yong)除鹽(yan)水(shui)或(huo)凝結水(shui)作為定(ding)子線(xian)(xian)圈的(de)(de)內(nei)冷水(shui)。除鹽(yan)水(shui)中(zhong)的(de)(de)雜質離子含(han)量極(ji)低(di)，電(dian)導率(lv)小，符合(he)電(dian)力行業有(you)關定(ding)子內(nei)冷水(shui)的(de)(de)標準。由于內(nei)冷水(shui)電(dian)導率(lv)很低(di)，幾乎無緩(huan)沖性，當空(kong)氣(qi)中(zhong)的(de)(de)CO2溶(rong)入(ru)后會使內(nei)冷水(shui)的(de)(de)pH低(di)于7，較低(di)pH條件下銅導線(xian)(xian)的(de)(de)腐蝕更為嚴重。因此，維持內(nei)冷水(shui)的(de)(de)pH在(zai)合(he)適的(de)(de)范圍是緩(huan)解(jie)銅導線(xian)(xian)腐蝕的(de)(de)行之有(you)效(xiao)的(de)(de)方法。
國內(nei)(nei)過去對(dui)定子(zi)內(nei)(nei)冷(leng)水(shui)(shui)的(de)要(yao)求比較低，通常使(shi)用凝結水(shui)(shui)并在凝結水(shui)(shui)系(xi)(xi)統(tong)(tong)連接加氨裝(zhuang)置。內(nei)(nei)冷(leng)水(shui)(shui)中(zhong)微量(liang)的(de)氨可以使(shi)其pH保持在8.8以上，但(dan)添加氨水(shui)(shui)會增大內(nei)(nei)冷(leng)水(shui)(shui)的(de)電導率，且(qie)氨還(huan)會與銅離子(zi)反應(ying)產生絡合物堵塞線圈，如果(guo)系(xi)(xi)統(tong)(tong)中(zhong)有(you)混床(chuang)水(shui)(shui)處(chu)理(li)裝(zhuang)置還(huan)會造成(cheng)樹脂污染，使(shi)之失效(xiao)。
另外，也有采用(yong)NaOH來調(diao)節內(nei)冷(leng)水(shui)pH至8~9，但綜合(he)內(nei)冷(leng)水(shui)中存在(zai)的(de)(de)其他(ta)離(li)子(zi)如Cu2+,Cu+等，這種(zhong)處理方式(shi)可使(shi)(shi)內(nei)冷(leng)水(shui)的(de)(de)總電導(dao)率超過2μS/cm，且隨著(zhu)設備運行時(shi)間的(de)(de)延長，電導(dao)率不(bu)斷增加，甚至會(hui)超過5μS/cm，電導(dao)率過高的(de)(de)內(nei)冷(leng)水(shui)不(bu)符合(he)定(ding)子(zi)線圈(quan)的(de)(de)絕緣要求(qiu)。在(zai)使(shi)(shi)用(yong)堿性物質調(diao)節內(nei)冷(leng)水(shui)的(de)(de)pH時(shi)，pH和(he)電導(dao)率很難(nan)同(tong)時(shi)達到(dao)(dao)要求(qiu)。目前(qian)較為可靠的(de)(de)提高內(nei)冷(leng)水(shui)pH的(de)(de)方法是采用(yong)特(te)殊的(de)(de)離(li)子(zi)交換使(shi)(shi)內(nei)冷(leng)水(shui)呈(cheng)弱堿性，同(tong)時(shi)滿足(zu)內(nei)冷(leng)水(shui)的(de)(de)電導(dao)率要求(qiu)，達到(dao)(dao)緩(huan)解定(ding)子(zi)線圈(quan)腐(fu)蝕的(de)(de)目的(de)(de)。
小混床處理
小(xiao)混(hun)床(chuang)(chuang)處(chu)理的(de)(de)目的(de)(de)是除去冷(leng)卻(que)水中的(de)(de)雜質離子，電廠(chang)常(chang)用的(de)(de)小(xiao)混(hun)床(chuang)(chuang)有RNa-ROH型(xing)樹脂(zhi)(zhi)(zhi)混(hun)床(chuang)(chuang)和RH-ROH型(xing)樹脂(zhi)(zhi)(zhi)混(hun)床(chuang)(chuang)。許多(duo)電廠(chang)在(zai)實際生產中常(chang)將RNa-ROH型(xing)樹脂(zhi)(zhi)(zhi)和RH-ROH型(xing)樹脂(zhi)(zhi)(zhi)配(pei)合使用。利(li)用RH-ROH型(xing)樹脂(zhi)(zhi)(zhi)控制(zhi)(zhi)冷(leng)卻(que)水的(de)(de)電導率，利(li)用RNa-ROH型(xing)樹脂(zhi)(zhi)(zhi)控制(zhi)(zhi)內(nei)冷(leng)水的(de)(de)弱堿(jian)性，使內(nei)冷(leng)水的(de)(de)電導率和pH同時滿足(zu)要(yao)求，控制(zhi)(zhi)內(nei)冷(leng)水電導率為(wei)1~5μS/cm、pH為(wei)7~9，既滿足(zu)了內(nei)冷(leng)水的(de)(de)水質要(yao)求，又最大程度地降(jiang)低了定(ding)子線圈的(de)(de)腐蝕。
2 添加(jia)緩蝕劑
在(zai)內冷水(shui)中添加(jia)(jia)(jia)緩(huan)(huan)(huan)(huan)(huan)蝕(shi)(shi)(shi)(shi)(shi)(shi)(shi)劑(ji)(ji)(ji)(ji)是傳統的(de)(de)(de)定(ding)子(zi)(zi)空芯銅(tong)線(xian)圈(quan)(quan)腐(fu)蝕(shi)(shi)(shi)(shi)(shi)(shi)(shi)控制方(fang)法，較(jiao)(jiao)早(zao)開發的(de)(de)(de)緩(huan)(huan)(huan)(huan)(huan)蝕(shi)(shi)(shi)(shi)(shi)(shi)(shi)劑(ji)(ji)(ji)(ji)有2-巰基苯駢噻唑（MBT）和苯并三氮(dan)唑（BTA），其(qi)因對內冷水(shui)中銅(tong)腐(fu)蝕(shi)(shi)(shi)(shi)(shi)(shi)(shi)具(ju)有優異的(de)(de)(de)緩(huan)(huan)(huan)(huan)(huan)蝕(shi)(shi)(shi)(shi)(shi)(shi)(shi)效果而(er)被(bei)廣泛使(shi)(shi)用(yong)(yong)。這兩種緩(huan)(huan)(huan)(huan)(huan)蝕(shi)(shi)(shi)(shi)(shi)(shi)(shi)劑(ji)(ji)(ji)(ji)對純(chun)銅(tong)具(ju)有相同的(de)(de)(de)緩(huan)(huan)(huan)(huan)(huan)蝕(shi)(shi)(shi)(shi)(shi)(shi)(shi)機理，即(ji)緩(huan)(huan)(huan)(huan)(huan)蝕(shi)(shi)(shi)(shi)(shi)(shi)(shi)劑(ji)(ji)(ji)(ji)分(fen)(fen)子(zi)(zi)在(zai)銅(tong)表(biao)(biao)面(mian)以(yi)化學或物理吸附(fu)的(de)(de)(de)方(fang)式形成吸附(fu)膜，將銅(tong)基體(ti)與(yu)腐(fu)蝕(shi)(shi)(shi)(shi)(shi)(shi)(shi)介質隔離，以(yi)抑(yi)制銅(tong)的(de)(de)(de)腐(fu)蝕(shi)(shi)(shi)(shi)(shi)(shi)(shi)。但(dan)這兩種緩(huan)(huan)(huan)(huan)(huan)蝕(shi)(shi)(shi)(shi)(shi)(shi)(shi)劑(ji)(ji)(ji)(ji)在(zai)使(shi)(shi)用(yong)(yong)過程中均(jun)存在(zai)一定(ding)的(de)(de)(de)缺陷。如在(zai)使(shi)(shi)用(yong)(yong)時(shi)需嚴格控制緩(huan)(huan)(huan)(huan)(huan)蝕(shi)(shi)(shi)(shi)(shi)(shi)(shi)劑(ji)(ji)(ji)(ji)濃(nong)(nong)度(du)，濃(nong)(nong)度(du)過低非(fei)但(dan)不(bu)能起(qi)緩(huan)(huan)(huan)(huan)(huan)蝕(shi)(shi)(shi)(shi)(shi)(shi)(shi)作用(yong)(yong)，反而(er)會(hui)(hui)加(jia)(jia)(jia)速銅(tong)腐(fu)蝕(shi)(shi)(shi)(shi)(shi)(shi)(shi)；而(er)濃(nong)(nong)度(du)太高也(ye)會(hui)(hui)降(jiang)低其(qi)緩(huan)(huan)(huan)(huan)(huan)蝕(shi)(shi)(shi)(shi)(shi)(shi)(shi)效果，這是因為這類緩(huan)(huan)(huan)(huan)(huan)蝕(shi)(shi)(shi)(shi)(shi)(shi)(shi)劑(ji)(ji)(ji)(ji)在(zai)銅(tong)表(biao)(biao)面(mian)的(de)(de)(de)吸附(fu)成膜方(fang)式：使(shi)(shi)用(yong)(yong)濃(nong)(nong)度(du)較(jiao)(jiao)低時(shi)，隨(sui)著緩(huan)(huan)(huan)(huan)(huan)蝕(shi)(shi)(shi)(shi)(shi)(shi)(shi)劑(ji)(ji)(ji)(ji)濃(nong)(nong)度(du)的(de)(de)(de)增加(jia)(jia)(jia)，緩(huan)(huan)(huan)(huan)(huan)蝕(shi)(shi)(shi)(shi)(shi)(shi)(shi)率逐漸(jian)增大(da)，此時(shi)緩(huan)(huan)(huan)(huan)(huan)蝕(shi)(shi)(shi)(shi)(shi)(shi)(shi)劑(ji)(ji)(ji)(ji)分(fen)(fen)子(zi)(zi)傾(qing)向(xiang)于在(zai)與(yu)銅(tong)表(biao)(biao)面(mian)平行的(de)(de)(de)方(fang)向(xiang)吸附(fu)；緩(huan)(huan)(huan)(huan)(huan)蝕(shi)(shi)(shi)(shi)(shi)(shi)(shi)劑(ji)(ji)(ji)(ji)達到(dao)最(zui)佳(jia)濃(nong)(nong)度(du)后，繼續(xu)增加(jia)(jia)(jia)緩(huan)(huan)(huan)(huan)(huan)蝕(shi)(shi)(shi)(shi)(shi)(shi)(shi)劑(ji)(ji)(ji)(ji)濃(nong)(nong)度(du)則會(hui)(hui)引起(qi)分(fen)(fen)子(zi)(zi)間的(de)(de)(de)排斥力，導(dao)(dao)致緩(huan)(huan)(huan)(huan)(huan)蝕(shi)(shi)(shi)(shi)(shi)(shi)(shi)劑(ji)(ji)(ji)(ji)分(fen)(fen)子(zi)(zi)的(de)(de)(de)垂直(zhi)或非(fei)平面(mian)吸附(fu)，使(shi)(shi)緩(huan)(huan)(huan)(huan)(huan)蝕(shi)(shi)(shi)(shi)(shi)(shi)(shi)率下(xia)降(jiang)。BTA發揮最(zui)佳(jia)緩(huan)(huan)(huan)(huan)(huan)蝕(shi)(shi)(shi)(shi)(shi)(shi)(shi)作用(yong)(yong)的(de)(de)(de)濃(nong)(nong)度(du)遠小于MBT，且(qie)其(qi)加(jia)(jia)(jia)入對溶液電(dian)導(dao)(dao)率的(de)(de)(de)影響不(bu)大(da)。另外MBT在(zai)使(shi)(shi)用(yong)(yong)時(shi)必(bi)須加(jia)(jia)(jia)堿(jian)溶解(jie)，這會(hui)(hui)增加(jia)(jia)(jia)內冷水(shui)的(de)(de)(de)電(dian)導(dao)(dao)率。添加(jia)(jia)(jia)傳統緩(huan)(huan)(huan)(huan)(huan)蝕(shi)(shi)(shi)(shi)(shi)(shi)(shi)劑(ji)(ji)(ji)(ji)在(zai)一定(ding)程度(du)減緩(huan)(huan)(huan)(huan)(huan)了定(ding)子(zi)(zi)線(xian)圈(quan)(quan)的(de)(de)(de)腐(fu)蝕(shi)(shi)(shi)(shi)(shi)(shi)(shi)，但(dan)由于MBT等(deng)緩(huan)(huan)(huan)(huan)(huan)蝕(shi)(shi)(shi)(shi)(shi)(shi)(shi)劑(ji)(ji)(ji)(ji)的(de)(de)(de)水(shui)溶性較(jiao)(jiao)差(cha)，容易以(yi)不(bu)溶態附(fu)著在(zai)線(xian)圈(quan)(quan)內壁而(er)影響內冷水(shui)的(de)(de)(de)冷卻(que)效果。
根據內(nei)冷水(shui)系統(tong)的(de)(de)特點(dian)和環保要(yao)求，若要(yao)采用緩(huan)蝕(shi)劑(ji)(ji)(ji)控(kong)制銅在內(nei)冷水(shui)中的(de)(de)腐蝕(shi)，需要(yao)結合(he)內(nei)冷水(shui)環境研究設(she)計更合(he)適的(de)(de)緩(huan)蝕(shi)劑(ji)(ji)(ji)。一般(ban)用于內(nei)冷水(shui)的(de)(de)緩(huan)蝕(shi)劑(ji)(ji)(ji)需滿足以下三點(dian)使用要(yao)求：
（1）低毒(du)環(huan)保，隨(sui)著環(huan)保要求的提(ti)高(gao)以及內冷(leng)水(shui)水(shui)質要求，銅緩蝕劑(ji)通常都要求添加量少，毒(du)性小，無污染。
（2）緩蝕(shi)(shi)性能更好，銅緩蝕(shi)(shi)劑分子(zi)大多是依靠其(qi)有機基團與金(jin)屬表面的化學(xue)吸附(fu)，以(yi)隔絕介質(zhi)中腐(fu)蝕(shi)(shi)性離子(zi)的侵(qin)蝕(shi)(shi)作用。
（3）使(shi)用時(shi)不(bu)應對內冷(leng)水的(de)(de)(de)電(dian)導率(lv)產(chan)生(sheng)較大(da)影(ying)響(xiang)，以(yi)一定量(liang)加入時(shi)既能有(you)良好(hao)的(de)(de)(de)緩(huan)蝕率(lv)，又能滿足內冷(leng)水的(de)(de)(de)低電(dian)導率(lv)要求。這(zhe)些年研究的(de)(de)(de)一些新型銅緩(huan)蝕劑主要有(you)唑類和氨基酸類以(yi)及席(xi)夫堿(jian)有(you)機緩(huan)蝕劑。
唑類緩(huan)蝕(shi)劑(ji)目前(qian)研究較(jiao)多，基于(yu)傳(chuan)統緩(huan)蝕(shi)劑(ji)改進衍生(sheng)出一系列新型唑類緩(huan)蝕(shi)劑(ji)，如2-MBT，其有機分(fen)子(zi)中(zhong)氮或硫(liu)的存在可以通過(guo)(guo)與銅(tong)形(xing)成配位鍵來(lai)提(ti)高(gao)其緩(huan)蝕(shi)性(xing)能(neng)(neng)，溶解在溶液中(zhong)的2-MBT還(huan)可以與銅(tong)反(fan)應(ying)形(xing)成絡(luo)合(he)物(wu)(wu)，該絡(luo)合(he)物(wu)(wu)可在銅(tong)表(biao)面(mian)起保護(hu)作用。四(si)唑類衍生(sheng)物(wu)(wu)，如5-苯(ben)基四(si)唑，鄰溴5-苯(ben)基四(si)唑等(deng)，其通過(guo)(guo)Cu-N鍵與銅(tong)表(biao)面(mian)原子(zi)發(fa)生(sheng)化(hua)學吸附，且動電位極(ji)化(hua)分(fen)析其既(ji)能(neng)(neng)抑(yi)制(zhi)(zhi)陽(yang)極(ji)銅(tong)的溶解過(guo)(guo)程(cheng)，還(huan)能(neng)(neng)抑(yi)制(zhi)(zhi)陰極(ji)氧的還(huan)原，所形(xing)成的吸附膜具有較(jiao)高(gao)的吸附能(neng)(neng)和覆(fu)蓋度，緩(huan)蝕(shi)性(xing)能(neng)(neng)突出，甚至在較(jiao)強(qiang)的酸性(xing)溶液中(zhong)都(dou)能(neng)(neng)穩定(ding)發(fa)揮(hui)其緩(huan)蝕(shi)性(xing)能(neng)(neng)，可作為酸洗緩(huan)蝕(shi)劑(ji)應(ying)用于(yu)定(ding)子(zi)銅(tong)導線在停(ting)機期間的酸洗過(guo)(guo)程(cheng)。
氨(an)(an)(an)(an)基(ji)(ji)酸(suan)(suan)和席夫堿(jian)類緩(huan)蝕(shi)(shi)(shi)劑(ji)作(zuo)(zuo)為銅緩(huan)蝕(shi)(shi)(shi)劑(ji)的(de)(de)研(yan)究已有(you)(you)(you)多年。氨(an)(an)(an)(an)基(ji)(ji)酸(suan)(suan)類緩(huan)蝕(shi)(shi)(shi)劑(ji)在結構上存(cun)在氨(an)(an)(an)(an)基(ji)(ji)基(ji)(ji)團(tuan)，可(ke)作(zuo)(zuo)為良(liang)好的(de)(de)吸附(fu)位點吸附(fu)于(yu)(yu)銅表面而發揮緩(huan)蝕(shi)(shi)(shi)作(zuo)(zuo)用。較(jiao)早(zao)研(yan)究的(de)(de)氨(an)(an)(an)(an)基(ji)(ji)酸(suan)(suan)類有(you)(you)(you)機緩(huan)蝕(shi)(shi)(shi)劑(ji)有(you)(you)(you)聚(ju)天冬氨(an)(an)(an)(an)酸(suan)(suan)（PASP）、半胱氨(an)(an)(an)(an)酸(suan)(suan)（Cys）、蛋氨(an)(an)(an)(an)酸(suan)(suan)（Met）、丙氨(an)(an)(an)(an)酸(suan)(suan)（Ala）等。對(dui)于(yu)(yu)微堿(jian)性(xing)的(de)(de)內(nei)冷水環境，半胱氨(an)(an)(an)(an)酸(suan)(suan)也有(you)(you)(you)良(liang)好的(de)(de)緩(huan)蝕(shi)(shi)(shi)性(xing)能。半胱氨(an)(an)(an)(an)酸(suan)(suan)分(fen)子中除含氨(an)(an)(an)(an)基(ji)(ji)基(ji)(ji)團(tuan)外，還(huan)(huan)存(cun)在a-SH基(ji)(ji)團(tuan)，在堿(jian)性(xing)條件下(xia)也可(ke)吸附(fu)在銅表面形成Cu（I）cys保護膜，Cu（I）cys配(pei)合(he)(he)物因其(qi)較(jiao)高的(de)(de)穩定(ding)性(xing)而具有(you)(you)(you)有(you)(you)(you)效的(de)(de)緩(huan)蝕(shi)(shi)(shi)作(zuo)(zuo)用。席夫堿(jian)是含有(you)(you)(you)R2C=NR基(ji)(ji)團(tuan)的(de)(de)胺(an)、酮或醛的(de)(de)縮合(he)(he)產物，其(qi)分(fen)子結構中的(de)(de)亞氨(an)(an)(an)(an)基(ji)(ji)團(tuan)極易與金屬配(pei)合(he)(he)，形成結構穩定(ding)的(de)(de)配(pei)合(he)(he)物，從(cong)而起到良(liang)好的(de)(de)緩(huan)蝕(shi)(shi)(shi)作(zuo)(zuo)用。雖然一些新型(xing)緩(huan)蝕(shi)(shi)(shi)劑(ji)較(jiao)傳統緩(huan)蝕(shi)(shi)(shi)劑(ji)在緩(huan)蝕(shi)(shi)(shi)性(xing)能或環保上有(you)(you)(you)獨特的(de)(de)優勢，但若要實際應用，還(huan)(huan)需(xu)驗證其(qi)是否能滿足(zu)內(nei)冷水的(de)(de)要求。
3 嚴格(ge)的(de)水質監測(ce)
在(zai)(zai)內(nei)冷水系(xi)統(tong)(tong)(tong)配置(zhi)(zhi)相(xiang)應的進(jin)出口水監(jian)(jian)測裝(zhuang)置(zhi)(zhi)，在(zai)(zai)線監(jian)(jian)測壓力(li)(li)、流(liu)量、溫度及電(dian)導率(lv)等(deng)參(can)數。另(ling)外配置(zhi)(zhi)斷(duan)水保(bao)護在(zai)(zai)線監(jian)(jian)測、漏水檢測裝(zhuang)置(zhi)(zhi)，以提高內(nei)冷水水質(zhi)的監(jian)(jian)測水平(ping)。同時需注意，儀表冷卻(que)不良或(huo)定子內(nei)冷水系(xi)統(tong)(tong)(tong)水質(zhi)參(can)數設定不當都會帶來空芯銅導線的腐蝕問題。完善的監(jian)(jian)測裝(zhuang)置(zhi)(zhi)可以幫助(zhu)系(xi)統(tong)(tong)(tong)工(gong)程師監(jian)(jian)視水質(zhi)并(bing)將(jiang)參(can)數保(bao)持在(zai)(zai)設計值之內(nei)。在(zai)(zai)發電(dian)機運行過(guo)程中，一旦冷卻(que)水系(xi)統(tong)(tong)(tong)水流(liu)量或(huo)壓力(li)(li)，以及進(jin)出口水溫出現異常，水質(zhi)監(jian)(jian)測系(xi)統(tong)(tong)(tong)將(jiang)立即反饋異常信息(xi)，并(bing)提供(gong)充裕的時間(jian)使發電(dian)機恢復正常工(gong)作，防止冷卻(que)水系(xi)統(tong)(tong)(tong)進(jin)一步阻塞。
定子線圈的保(bao)養
1 化(hua)學清洗
定子內(nei)(nei)冷(leng)水(shui)(shui)系(xi)統的(de)腐蝕(shi)產物沉(chen)積在空芯(xin)銅導線(xian)內(nei)(nei)壁會造成內(nei)(nei)冷(leng)水(shui)(shui)流量下(xia)降，影(ying)響傳熱(re)并導致定子線(xian)圈的(de)局部過熱(re)而(er)影(ying)響定子正常工(gong)作，因此在發電機停機期間常采用化學清(qing)洗(xi)藥劑清(qing)洗(xi)內(nei)(nei)冷(leng)水(shui)(shui)系(xi)統管路，以除去管壁上的(de)腐蝕(shi)產物和其他垢(gou)層。影(ying)響化學清(qing)洗(xi)質(zhi)量的(de)關鍵因素之(zhi)一是選取合適的(de)清(qing)洗(xi)劑。清(qing)洗(xi)劑的(de)選擇通常需要滿足以下(xia)條件(jian)：
（1）不(bu)能對銅導線造成較大腐蝕。
（2）銅氧(yang)化物(wu)去除率較高。
目前應用于發(fa)電機內(nei)冷水系統的清洗劑主要有冰醋酸(suan)(suan)(suan)、檸檬(meng)酸(suan)(suan)(suan)、氨基(ji)(ji)磺酸(suan)(suan)(suan)、羥基(ji)(ji)乙(yi)酸(suan)(suan)(suan)等(deng)。通常采用氨基(ji)(ji)磺酸(suan)(suan)(suan)和羥基(ji)(ji)乙(yi)酸(suan)(suan)(suan)的復合酸(suan)(suan)(suan)，并配合加入一定量的緩蝕劑例如BTA。
緩蝕(shi)劑的(de)(de)作(zuo)用是在清(qing)洗(xi)(xi)過程中抑制清(qing)洗(xi)(xi)劑對銅導線(xian)的(de)(de)腐(fu)蝕(shi)。化學清(qing)洗(xi)(xi)的(de)(de)對象不僅是定子線(xian)圈，還(huan)包括發電機空芯線(xian)棒內表(biao)面、換熱(re)器、濾(lv)網、內冷(leng)水(shui)水(shui)箱定子水(shui)泵(beng)及(ji)相連接的(de)(de)管道等。
內冷水流(liu)通的整個回(hui)路均應清洗，特別是洗除管壁或彎道處(chu)沉積的銅(tong)氧化物，過濾(lv)器和過濾(lv)篩等也須徹底清洗從而恢(hui)復內冷水的流(liu)量(liang)。
清洗(xi)(xi)的(de)順(shun)序是先水(shui)(shui)(shui)洗(xi)(xi)再酸洗(xi)(xi)，最(zui)后再水(shui)(shui)(shui)洗(xi)(xi)。而且在酸洗(xi)(xi)的(de)過程(cheng)中要(yao)實時監測清洗(xi)(xi)劑中的(de)銅離子含量(liang)，待其濃度達到平衡時才(cai)可(ke)停止酸洗(xi)(xi)。水(shui)(shui)(shui)洗(xi)(xi)時要(yao)使(shi)用符合要(yao)求的(de)除鹽水(shui)(shui)(shui)，待出水(shui)(shui)(shui)口的(de)pH達到8~9，電導率(lv)小(xiao)于2μS/cm時，清洗(xi)(xi)過程(cheng)完成。
清洗結束后應烘干定(ding)(ding)子線圈，后續通常還要對定(ding)(ding)子繞組進行(xing)絕(jue)緣(yuan)測試，檢測定(ding)(ding)子絕(jue)緣(yuan)是否達(da)到實際(ji)運行(xing)要求。
化(hua)(hua)學(xue)清洗(xi)后，沉積在(zai)銅(tong)表(biao)面(mian)(mian)的腐(fu)蝕產物被除去，使(shi)銅(tong)基(ji)表(biao)面(mian)(mian)裸露。為了(le)防止(zhi)裸露的銅(tong)表(biao)面(mian)(mian)發生新的腐(fu)蝕，清洗(xi)后通(tong)常還會(hui)對(dui)銅(tong)表(biao)面(mian)(mian)進行預膜(mo)(mo)處(chu)(chu)理(li)，處(chu)(chu)理(li)時加(jia)入(ru)(ru)堿(jian)化(hua)(hua)劑使(shi)新的銅(tong)基(ji)表(biao)面(mian)(mian)重新氧化(hua)(hua)生成鈍化(hua)(hua)膜(mo)(mo)，從而(er)抑制了(le)侵蝕性離子對(dui)銅(tong)基(ji)體(ti)的腐(fu)蝕。但在(zai)弱(ruo)酸性條件下，鈍化(hua)(hua)膜(mo)(mo)也易(yi)和(he)水(shui)中的H+反(fan)應，釋放(fang)出的Cu2+和(he)Cu+進入(ru)(ru)內冷水(shui)，增(zeng)加(jia)了(le)內冷水(shui)中的銅(tong)含量同時會(hui)使(shi)電導(dao)率(lv)超標(biao)。為阻止(zhi)鈍化(hua)(hua)膜(mo)(mo)的溶解，可進一步的加(jia)入(ru)(ru)預膜(mo)(mo)劑，通(tong)常為按(an)一定(ding)比(bi)例配比(bi)的BTA和(he)MBT的混合(he)(he)物。BTA可以與Cu2O反(fan)應生成穩定(ding)絡合(he)(he)膜(mo)(mo)，具有較(jiao)好的耐蝕性，MBT則可以增(zeng)強膜(mo)(mo)的保護(hu)性。
2 定子線圈的干保養
定子(zi)線(xian)圈(quan)(quan)的(de)干保(bao)養是國內(nei)(nei)(nei)許(xu)多電廠在停機期(qi)間常采納(na)的(de)保(bao)養方(fang)法。具體措施是在定子(zi)長期(qi)停運期(qi)間，向空(kong)(kong)(kong)芯線(xian)圈(quan)(quan)中吹入干燥空(kong)(kong)(kong)氣，使(shi)內(nei)(nei)(nei)冷(leng)水(shui)系統內(nei)(nei)(nei)的(de)相對(dui)濕(shi)度小于(yu)(yu)60%，再抽真(zhen)空(kong)(kong)(kong)進一步除去線(xian)圈(quan)(quan)內(nei)(nei)(nei)的(de)水(shui)分(fen)(fen)并控制內(nei)(nei)(nei)部相對(dui)濕(shi)度小于(yu)(yu)30%，最后向系統內(nei)(nei)(nei)充入氮氣使(shi)之處(chu)于(yu)(yu)無氧狀態。為了除去定子(zi)線(xian)圈(quan)(quan)結構中某些死角(jiao)處(chu)的(de)水(shui)分(fen)(fen)和氧氣，還需要(yao)反復抽真(zhen)空(kong)(kong)(kong)以降低線(xian)圈(quan)(quan)內(nei)(nei)(nei)的(de)濕(shi)度。
實際應(ying)用(yong)經驗表明(ming)，定(ding)子線(xian)(xian)圈(quan)的(de)(de)(de)干保(bao)養(yang)可以大(da)幅(fu)減少(shao)定(ding)子線(xian)(xian)圈(quan)內的(de)(de)(de)水(shui)分和(he)(he)氧氣(qi)(qi)，從而(er)有效控制定(ding)子在停運期間的(de)(de)(de)腐蝕(shi)。但要完全消除(chu)線(xian)(xian)圈(quan)內的(de)(de)(de)水(shui)和(he)(he)空氣(qi)(qi)，需要耗(hao)費(fei)大(da)量(liang)的(de)(de)(de)時間和(he)(he)成(cheng)本對線(xian)(xian)圈(quan)進行反復的(de)(de)(de)抽(chou)真空吹掃(sao)。
結束語
定子線圈的(de)(de)腐(fu)蝕(shi)與定子內冷(leng)(leng)(leng)水的(de)(de)水質(zhi)(zhi)條(tiao)件緊密相關，內冷(leng)(leng)(leng)水環(huan)境對空芯銅導(dao)線的(de)(de)腐(fu)蝕(shi)起主要(yao)作用。內冷(leng)(leng)(leng)水水質(zhi)(zhi)控制(zhi)要(yao)綜(zong)合考慮水的(de)(de)電(dian)導(dao)率、pH、溶解(jie)氧量、溶解(jie)二氧化碳含量等多項指標(biao)，并改(gai)進(jin)內冷(leng)(leng)(leng)水處理技術。在滿足內冷(leng)(leng)(leng)水水質(zhi)(zhi)標(biao)準(zhun)的(de)(de)前提下，研究開發新型環(huan)保高效(xiao)的(de)(de)緩(huan)蝕(shi)劑也是(shi)應對定子腐(fu)蝕(shi)的(de)(de)重要(yao)方(fang)向。
此外，在發電機停用期間(jian)，對定子線圈的清潔保養(yang)也是控制(zhi)其(qi)腐蝕的重要手(shou)段。
同(tong)時，需建立有(you)效的水(shui)(shui)質監(jian)測系統，防(fang)止(zhi)因內冷(leng)水(shui)(shui)水(shui)(shui)質惡化而(er)導(dao)致銅的腐蝕加(jia)劇，進而(er)造(zao)成內冷(leng)水(shui)(shui)流量的下降，甚至堵(du)塞線圈從而(er)危害運行安全。
針對(dui)發(fa)電機內冷水系統特(te)殊(shu)的腐(fu)(fu)蝕(shi)環境，未來還需(xu)進行更(geng)多(duo)詳細的研究工作，分析各(ge)種(zhong)因素對(dui)定(ding)子銅線(xian)圈腐(fu)(fu)蝕(shi)的影響(xiang)，提出更(geng)有效(xiao)的方法應(ying)對(dui)定(ding)子線(xian)圈的腐(fu)(fu)蝕(shi)問題。
作者：于華強，孟(meng)新(xin)靜，葛紅花
工(gong)作單(dan)位：上(shang)海電力(li)大學 上(shang)海熱交換(huan)系統節能工(gong)程技術研(yan)究中(zhong)心(xin) 上(shang)海市電力(li)材(cai)料(liao)防護與新材(cai)料(liao)重點(dian)實驗室
通信作(zuo)者：孟新靜，講(jiang)師(shi)，博士，主要從事材料的腐蝕與防護研(yan)究工作(zuo)。
來源(yuan)：《腐(fu)蝕與(yu)防護》2021年10期