（国家能源集团库车发电有限公司）
摘要：某电厂发电机2×600MW发电机为二极和隐极式以及三相同步发电机，转冷水铜含量超标，该文运用超净化装置隔离、超净化装置树脂净化、检查定冷水系统严密性以及对定冷水冷却器泄漏核实等方法，对发电机62#定冷水系统铜含量超标原因进行分析，主要原因为系统不严密，在系统中空气中漏入的二氧化碳，与铜线棒发生了化学反应，导致转冷水铜含量超标。
关键词：转冷水；铜含量；原因；措施
某电厂发电机2×600MW，为二极和隐极式以及三相同步发电机，由定冷水泵对定子绕组强制进行循环冷却，利用小混床离子交换方式处理定冷水，定冷水运行电导率每厘米低于或者等于2微秒，pH为6.8~7.0。因为原系统的运行pH对于大型发电机内冷却水质和系统技术要求无法满足，pH为8.0~9.0的要求，2016年改造小混床处理装置为混床处理，同时，微碱化处理装置。
一、处理定冷水水质异常的过程
（一）超净化装置树脂更换以及超净化装置隔离
2016年，检修发电机62#机组B级的过程中，只改造了发电机62#定冷水系统的定冷水处理装置，之后，定冷水有铜含量超标现象出现，初步认为是加装超净化装置中，降低了特种树脂离子交换的容量[1]。与厂家的技术人进行协商和沟通以后，决定将树脂更换。更换特种树脂以后，监测观察了一段时间，转冷水铜含量偏高情况仍然没有解决。2017年初，发电机62#定冷水铜质量的浓度已经达到每升156.75微克。
特种树质更换以后，定冷水铜含量还是在不断地上升，因此，加碱装置隔离系统和超净化装置运行。2017年1月27日下午1点~6点五个小时内，加碱装置和隔离超净化装置，以及监测铜含量和定冷水电导率变化的情况，铜质量浓度高达每升2017微克，定冷水电导率由每厘米0.5微秒上涨为每厘米1微秒。通过实验可以了解到，并不是超净化装置导致的水质恶化，定冷水主系统内部存在主要的原因[2]。
（二）定冷水冷却器泄漏核实情况
为了对定冷水系统开式水漏入情况是否存在进行核实，不换水的情况下，将A冷却器和B冷却器分别隔离7天时间，对定冷水系统水质变化情况进行观察。A冷却器运行期间，B冷却器为隔离阶段，铜离子最高达到每升130微克，硅酸根为每升6.2微克，溶解氧为每升4616微克；B冷却器运行时，A冷却器为隔离阶段，铜离子最高能够达到每升174.44微克，硅酸根为每升3.2微克，溶解氧为每升4671微克。并且对发电机61#定冷水溶解氧也进行了分析，也达到每升4000微克以上。根据化学试验，不同时期，跟踪进行分析，从分析结果可以了解到：其一，定冷水系统中的溶解氧每升大于4毫克；其二，定冷水系统硅酸根每升为3~6毫克时，比定冷水补水低，也就是除盐水控制标准为每升20微克，因此，可以判断冷却器内部开式水渗漏现象不存在。可以了解到，定冷水系统内的氧腐蚀非常微弱[3]。
（三）检查冷水系统严密性
2017年10月，在电动机62#机组停机检修和阶段，检查定冷水系统滤网发现，主过滤器的滤芯为蓝绿色，从该颜色可以判断，滤芯上有碱式碳酸铜附着在上面。根据该现象决定检查定冷水系统。检查系统严密性中发现，发现机62#机组标高6.9米定冷水系统电加热器的出口排空门座螺栓松动了。处理该问题以后，定冷水系统的pH开始逐渐上升，并且也逐渐地降低了铜含量[4]。
二、分析转冷水铜含量超标的原因
（一）影响发电机定子线棒腐蚀的主要因素
通过Cu-H2O体系统电位-pH平衡图可以了解到，H2O热力学稳定区与金属铜热力学免腐蚀区有一部分是重叠的，在H2O中金属铜是非常稳定的，在铜离子与无氧化剂生成的络合物（可溶性）水溶液中，通常金属铜不会有腐蚀发生，金属铜在免蚀区。
但是，由于氧化剂的强碱性或者酸性溶液作用下，金属铜便会处在腐蚀区；在氧化剂和弱碱性以及中性存在时，金属铜表面具有稳定性的氧化物形成，能够保护金属铜基体，导致金属钝化。
其一，pH影响。水的pH明显影响腐蚀铜的速度，酸性范围内，铜表面稳定保护膜很难存在；弱碱性和中性的范围内，铜表面初始氧化亚铜的保护膜不会被溶解，可以稳定地存在；酸性范围内，铜表面保护膜会直接溶解，并且很大程度地腐蚀铜。
其二，溶解氧影响。纯水中腐蚀铜，是升高以后再下降，并不是随着水中氧浓度成比例而升高。主要由于Cu+和Cu2+的溶解度不同，含氧量就会改变为Cu+和Cu2+的比例。所以，改变了水中的含氧量，铜的析出和溶解也会发生改变。国内外一致认为，水中溶解氧影响铜腐蚀，也就是含氧量无论很高，还是很低时，腐蚀铜的速度都比较低，水中含氧量在二者之间时，腐蚀的速度就会最高。水接触大气时，通常处在富氧状态下。在贫氧状态时，定冷水氧质量深度每升大于50微克，或者富氧状态每升小于1毫克，都必须要及时进行处理。
其三，溶解CO2影响。无论对于电导率，还是纯水的pH，溶解CO2都有明显的影响，非常不利于定冷水系统防腐。危害：其一，CO2参与化学反应以后，致使铜氧化膜由Cu2O或者CuO变为碱式碳酸铜，受水流冲刷很容易脱落；其二，CO2溶入水以后，降低了水的pH，增大了铜氧化物的溶解度。从总体上讲，CO2将初始氧化层保护作用很大程度地破坏了，导致继续腐蚀，并且随着水中溶解CO2质量浓度增大也在不断地增大[5]。
（二）分析发电机62#定冷水系统铜含量超标的原因
监督发电机62#定冷水系统水质，从定冷水冷却器泄漏进行核实可以了解到，系统内溶解氧能够达到每升4毫克以上，也就是富氧系统，所以，溶解氧腐蚀系统铜线棒非常微小；改造发电机62#定冷水系统以后，正常运行的过程中，通常系统pH都在8~9，也就是在该pH区间以内，如果没有其他的干扰因素，不会有比较的腐蚀铜的情况，该区间的铜属于稳定区，但是，系统铜离子的含量还是偏高，也就说明铜线芯棒由于受其他因素干扰，表面氧化膜被破坏了[6]。
三、解决发电机62#转冷水铜含量超标问题的措施
对于2台同一型号的发电机，该发电厂都进行了同样的技术改造，发电机61#定冷水系统加碱量，比发电机62#小许多，而且系统pH比发电机62#高，系统电导率也比发电机62#小，总体上讲，发电机61#的水质比发电机62#高，解决该问的相关措施：
发电机62#机组停运进行检修时，组织机务和电气专业人员彻底检查系统严密性，特别要重点检查系统管道法兰以及所有接合面的防渗漏的垫片，严禁防漏垫片使用普通耐油橡胶等抗老化差和石棉纸以及影响水质和容易被水流冲蚀的密封垫材料，必须要应用加工成型的成品密封垫。
参考文献：
[1]李鹏.电解分析法对金属铜含量的测定分析[J].世界有色金属，2019（06）：179+181.
[2]王丽赛，张丽阳，邵玉新，马雪莲，王良治，邢冠中，杨柳，李素芬，吕林，廖秀冬，罗绪刚.我国畜禽饲料资源中微量元素铜含量分布的调查[J].中国农业科学，2019，52（11）：1982-1992.
[3]黄山.关于岩矿铜含量的不确定度分析[J].中国金属通报，2018（08）：210+212.
[4]王欣宇.发电机定冷水系统铜含量超标的处理与分析[J].工业水处理，2018，38（03）：103-106.
[5]尹家楼，郝培培，杨爱华，顾云龙，吴贺，孟潇.两种含铜杀菌剂中铜含量分析方法的研究[J].天津化工，2015，29（02）：44-46.
[6]丁延庚.电解二氧化锰生产中铜含量偏高的原因分析及措施[J].化工设计通讯，2014，40（04）：92-93.