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1、 SL系列发电机内冷水电膜微碱化处理装置说明书 一装置简介和工作原理由于水内冷发电机具有单机容量大、体积小、重量轻等特点，因此，在大型发电机组中得到广泛应用。目前国内外水内冷发电机组的内冷水虽然采取了各种处理方法及防腐措施，但很少达到了有效地防腐，普遍存在内冷水的电导率高、pH值低、腐蚀产物铜离子超标的现象，内冷水水质不合格所引发的事故时有发生。为了防止此类事故的发生，国内外对内冷水水质和铜的腐蚀机理及防腐方法进行大量研究，得出结论：a.内冷水电导率越低，电气绝缘性能越好，不会发生电气闪络等绝缘故障；b.铜腐蚀的根本原因是内冷水中存在着溶解氧和溶解二氧化碳，此外在腐蚀过程中产生的二价铜离子对腐
2、蚀有加速作用；c.腐蚀产物进入内冷水，在定子线棒中被发电机磁场阻挡而沉积，可能导致空心导线通流面积逐渐减小或堵塞，引起发电机线圈温度上升，甚至烧损。针对发电机内冷水存在的问题，我公司吸收国内外最新科研成果，历经数年研究实践，研制成功发电机内冷水电膜微碱化处理装置。此装置采用我公司首创的电膜微碱化技术结合除离子技术和现代控制技术，有效地解决了内冷水电导率高、pH值低、腐蚀产物铜离子超标的问题。实际的应用证明：发电机内冷水的铜离子小于5g/l，其他指标全部合格，达到了内冷水水质最佳工况，彻底地解决了内冷水铜腐蚀问题，最大限度地提高了发电机的绝缘性，确保了发电机安全。SL-1型发电机内冷水处理装置：
3、针对敞开式发电机内冷水系统，我公司研制出SL-1型发电机内冷水处理装置，将首创的电膜微碱化技术和除离子技术有机地结合，在线检测内冷水和装置出口的电导率、pH值，全自动调节内冷水水质，实现了敞开式系统内冷水电导率最低、pH值合适、铜离子最低，达到内冷水水质最佳工况，提高了发电机的绝缘性，极大地减缓了内冷水对铜的腐蚀，满足了发电机对内冷水的要求。 SL系列发电机内冷水处理装置适用领域该系列发电机内冷水处理装置适用于全国火电.水电.核电等各类电站机组的发电机冷却水处理，包括定子冷却水和转子冷却水的处理。特别针对国内双水内冷的发电机有卓越的处理效果，保障发电机的安全、平稳、满负荷运行。具体适用于： 1
4、）适用于501000MW水-氢-氢（单水内冷）的发电机组。 2）特别适用于50660MW双水内冷的发电机组。 发电机内冷水系统铜腐蚀的危害 发电机铜导线在含氧的弱酸性水中极易发生腐蚀，腐蚀产物直接沉积在定子或转子线圈内，引起线圈传热不均和发电机线圈超温，甚至有局部线圈堵塞或穿孔的问题。我国近几年曾发生过发电机燃烧的案例，危害性极大。全国各省区都有多台机组因定子线棒超温，不能满负荷运行，不得不检修更换。所以，发电机内冷水的处理效果直接关系到发电机组的安全、稳定、经济运行。 现行内冷水水质标准 现行内冷水水质标准标准代号或名称电导率（S/cm）pH值（25）铜离子含量(g/l)硬度(mol/l)备
5、注GB/T12145-19996.84010(200MW)双水内冷或转子独立冷却系统6.840200MW)转子独立冷却系统DL/T801-20022.0（25）7.09.040汽轮发电机运行规程(1999年版)0.501.50（25）7.08.0无要求2NH3微量为保证发电机的安全运行，国家电力公司先后发文和制定有关技术标准对发电机内冷水水质及系统提出了严格的规定。 发电机内冷水应采用除盐水或凝结水，当发现汽轮机凝汽器有循环水漏入时，内冷取水的补充税必须是除盐水。水质要求: 电导率（25）2.0 S/cm; 含铜量40 g/l；pH（25）7.09.0; 硬度2.0 mol/l； 溶氨量300
6、g/l； 溶解氧30g/l。 新投运的机组，应采用下列配置，以投运的机组宜在大修和技改中逐步实施和完善：水箱采用全密闭充气式系统；每路进水端设置有5m10m滤网，必要时应假装磁性过滤器；内冷却水系统应设置旁路混合阴阳离子交换器；内冷水系统应安装电导率、pH值的在线测量装置。 国电公司2000年9月28日发布防止电力生产重大事故二十五项种点要求。该要求中第11.3.1.5条规定：“125MW及以下机组允许运行时在水中加缓蚀剂，但必须控制pH值大于7.0”。 铜导线腐蚀的影响因素与防腐机理一、 影响铜在冷却水中均匀溶解腐蚀的因素主要有水的pH值、溶解氧以及溶解二氧化碳的含量，此外在腐蚀过程中生成的
7、二价铜离子对铜的腐蚀有加速作用。这一腐蚀过程的反应如下:.电化学腐蚀反应: Cu+ 1/2 O2= CuO 2Cu+ 1/2 O2= Cu2O Cu+ Cu2+ = 2Cu+ .二氧化碳的溶解和铜氧化物的溶解: CO2+ H2O= H2CO3 H2CO3= H+HCO3- CuO+ 2H+= Cu2+H2O Cu2O+ 2H+= 2Cu+H2O.一价铜离子进一步氧化: 2Cu+ +1/2 O2 +H2O= 2Cu2+ +OH- 2Cu+ +1/2 O2 = CuO+ Cu2+.二次腐蚀产物的生成: Cu2+ +2OH-= CuO+ H2O 上述反应交替进行，从而导致铜的腐蚀和腐蚀产物的沉积。二
8、、 Cu- H2O体系Cu腐蚀-钝化-免蚀的理论条件与防腐机理在Cu- H2O体系电位-pH平衡图上，溶液中的含Cu物质以金属铜离子(Cu+、Cu2+ 、Cu3+ )含Cu水合物（Cu2O3nH2O）和铜的酸根(HCuO2-、CuO22-、CuO2-)形态稳定存在的区域，是Cu的理论上的腐蚀电位-pH条件区域;金属Cu以单质Cu形势稳定存在的区域，则是Cu的理论上的免蚀条件区域。根据理论分析计算和判断，Cu- H2O体系Cu腐蚀-钝化-免蚀的理论条件区域如图中几条曲线划分的区域所示。图一 Cu- H2O体系电位-pH平衡图由图可知，金属铜的热力学免蚀区与H2O的热力学稳定区部分重叠，这一现象表
9、明，在pH7.60和有氧化剂（溶解氧）存在时，金属铜表面形成的氧化物具有稳定性，能对金属铜基体起到保护作用。 SL系列发电机内冷水处理装置简介SL型内冷水微碱化处理装置(敞开式) 采用当今先进的离子交换技术和国内首创pH、电导可调节技术，装置利用树脂吸附水中的阴阳离子，同时在电场的作用下水和催化树脂反应生成微量的碱性物质，化学反应原理如下：除离子：Cu2+ + 2H-R = Cu-2R + 2H+HCO3-+ OH-R = HCO3-R +OH-H+ +OH- =H2O微碱化：H2O+Na-R=(电场作用下)H-R+NaOH这样，在催化树脂的作用下，调节电场强度，控制发电机内冷水的pH在7.0
10、09.00电导率在02.00s/cm.。这样同时达到净化水质并抑制腐蚀作用。 SL系列发电机内冷水处理装置特点1）首创可自动调控pH值、电导值技术，内冷水pH值可在7.009.00,电导值2.00 S/cm范围内自行选择,。2）专有的催化树脂，促进水的电离解。3）内冷水pH值、电导率控制在最佳值，Cu5g/L 实现最佳防腐绝缘目的。4）自制精选树脂，处理效果更好，运行周期两年以上。5）出、入口pH值、电导率在线全检测，确保发电机安全和装置处理效果。6）优化设计，模块配置，系统简明，操作方便。7）全不锈钢制作安全、美观。8）体积小巧、占用空间少。 SL系列发电机内冷水处理装置的处理流程图1 装置
11、在内冷水系统中的位置 SL系列发电机内冷水处理装置系统流程图图系列发电机内冷水处理装置系统图 SL系列发电机内冷水处理装置控制原理图图3系列发电机内冷水处理装置控制原理图二SL系列发电机内冷水处理装置的基本性能参数2.1设备规范智能调节仪型号KTDD01输入信号420mA输出电压/电流030V/010A消耗功率20W电源要求AC220V 50HZ显示内容工作模式、输出电压、电流值、电导率值、pH值、给定值、操作菜单等。备注1台在线三合一仪表型号KTDO3量程pH:014.00Ph、电导率:010.00100.01000S、溶解氧：020g/L温度范围065精度0.1%数字转换精度0.1%动态测
12、量误差0.2%输出信号420mA或其它022 mA范围内电流信号,可分别设置不同输出范围。报警输出继电器无缘接点消耗功率30W电源要求AC220V 50Hz/60Hz显示内容电导率值、pH值、溶解氧值、温度、历史曲线、报警信息、操作菜单等备注1台微碱化装置罐体容积0.026m3罐体直径219700mm工作电压030V设计压力1.0 Mpa工作压力0.6 Mpa工作温度60备注1台除离子器罐体容积0.541m3罐体直径636.91700mm设计压力Mpa工作压力Mpa工作温度60备注1台玻璃转子流量计型号LZB-40流量250-2500L/h工作最大压力0.6Mpa工作温度-20120备注1台玻
13、璃转子流量计型号LZB-6流量4-40L/h工作最大压力1.0 Mpa工作温度-20120备注1台朝阳电源型号4NICK70输入AC220V+10% 50Hz输出0-35V可调2A消耗功率70W体积B型160150100备注1台2.2发电机内冷水处理装置主要项目指标: 进水要求项目范围单位备注电导率0.20Mpa流量15002500L/h 出水水质标准项目范围单位备注电导率2.00s/cmpH7.009.00铜离子含量3 S/cm则停装置，更换内冷水。冲洗10分钟后切换至出口取样门监测水质，若出水电导率平稳则开装置出口阀关装置排污门，并切换至入口取样门检测开始正常投入运行；否则，继续冲洗。 6
14、.4 装置的投入。6.4.1 开出口阀，关出口排污阀。调整装置的入口阀控制入水流量在1.52.0t/h之间，发电机内冷水电膜微碱化处理装置在其运行稳定后，可降低流量维持在0.70.9 t/h之间以延长装置的运行时间。6.4.2 待装置入口电导率低于0.5S/cm后适当关小除离子器入口阀门减小其流量。然后对智能调节仪操作面板进行操作，根据需要给智能调节仪输入给定值,运行一段时间后约23小时左右装置入口水即内冷水的电导率和pH值达到给定值后适当关小电膜微碱化器入口阀门开度。6.4.3 如水质劣化后达到1.2S/cm时， 关小电膜微碱化器的入口阀门、加大除离子器流量来净化水质，同时把智能调节仪切换至
15、电流模式并把给定值设定为0.00 再此操作过程中要保证电膜微碱化器内有水流通。当电导率降到0.5S/cm左右（可根据装置实际情况自行调整）,可恢复装置原来的工作状态。6.4.4由于外界多方面的因素干扰，装置在运行过程中有可能有运行不稳定的情况发生如何调节如下：序号发生情况解决办法1电导率高、pH值高调整智能调节仪，减小运行给定值。或适当增加除离子器流量。2电导率高、pH值低智能调节仪切换至电流模式并把给定值设定为0.00，增加除离子器流量，待内冷水的电导率比较低时，适当增加电膜微碱化器流量，重新输入给定值。调节内冷水。3电导率低、pH值低调整智能调节仪增加运行给定值，适当减小除离子器的流量、增
16、加电膜微碱化器流量。6.5 装置的停运6.5.1调节控制面板，切换至电流模式并将智能调节仪的给定值设定为0.00。s按照先关入口门再关出口门的顺序操作，关闭装置的入口阀，再关闭装置出口阀。再依次关闭电膜微碱化器、除离子器的出入口阀。并关闭所有取样出入口门。6.5.2 检查装置及系统正常关闭所有用电设备，停运。6.6 运行操作中的注意事项：装置第一次投入前关出口,使入口压力阀达到0.4MPa,10分钟无泄露则可安全使用，打压时取样门要全部关闭。在装置冲洗前应当事先通知有关人员将内冷水箱水位调至高水位。在排污过程中必须密切监督内冷水箱的液位并及时补冲除盐水,以免出现低水位现象。内冷水处理装置运行时
17、一定要保证电膜微碱化器内有水流通。有时会因为内冷水箱进入气体由于CO2溶解等外界因素干扰会导致电导值在一段时间内居高不下而不是树脂的失效，可先更换内冷水再观察若还是这样可判定为树脂失效。在运行过程中可根据情况调节除离子器和电膜碱化器的阀门开度大小以调整运行情况。当在电膜碱化器一段时间内处于无水流通状态时电膜碱化器内部电导率会偏高，不可突然全部打开，开碱化器时一定要缓慢开启阀门每开1/6（或更小的开度）都要观察入口水质一段时间，以保证入口水质无太大影响正常运行的波动。若波动较大应马上关闭阀门直到水质再次平稳并处于安全标准下时才可再次重新调整。由于敞开式系统与空气接触或由于内冷水取样导致水位下降至
18、使空气中的二氧化碳进入水箱中，会导致水质pH下降电导率上升，除离子器和电膜微碱化器同时运行但除离子器运行周期会相对缩短（可视情况除离子器阀门开到适当大小）。内冷水系统最好保持密闭循环，尽量减少内冷水箱的补水次数。内冷水系统若有溢流管，则要报证内冷水箱水位不能超过溢流管使内冷水箱处于长期溢流状态。七装置的检查和维护l 本装置应按规定建立完善维护保养制度，制定操作规程，对本装置的定期检查应做好录，记录检查中发现的问题应及时处理。l 监视内冷水水温变化，要求内冷水处理装置进水温度小于60，当水温超温时，易造成树脂的热分解，影响出水水质和运行周期。l 定期对罐体、管道、电控箱、压力表、玻璃转子流量计等
19、全部装置部件进行外观检查，装置部件应无碰撞变形及其它机械性损伤，表面应无锈腐，铭牌应清晰。l 定期检查设备的严密性和管道有无漏点，有无漏水情况。l 定期检查树脂捕捉器是否有树脂泄漏现象发生。l 定期检查各个部件运行是否正常。如压力表指示是否正确、转子流量计转子是否工作正常。l 定期对电控箱的仪表进行校准。检查显示是否同步。l 定期检查智能调节仪工作是否正常。l 为了确保工作的可靠性，该设备应由专人负责定期检查和维护。在检查和维护过程中发现的问题，如需协助解决，请使用单位电话或传真通知我公司。八 装置主要设备作用及安全注意事项8.1.1 电膜微碱化器:在直流电作用下,利用电膜微碱化技术提高内冷水
20、得pH值。8.1.2 除离子器：净化水质，除去水中的铜离子等杂质。8.1.3三合一水质分析仪：能够检测水中的DD、pH的在线仪表。8.1.4 智能调节仪:智能调节系统,能自动控制内冷水的DD、pH值。8.2.1设备使用时要严格监控内冷水箱水位，保持正常运行允许水位。8.2.2 在设备安装调试时在线仪表的信号输出要做好屏蔽或者切断与外界的联络，以免发生错误报警。设备正常运行水质稳定后去掉屏蔽或者接通信号输出即可。8.2.3 设备要做好良好的接地保护工作。8.2.4 请勿擅自打开设备或拆卸进行维修。8.2.5 冬季停运装置时必须将玻璃转子流量计内的水放净，以防玻璃转子流量计冻裂。九一般故障排除6.
21、6发电机内冷水处理装置故障及排除方法序号故障情况产生原因排除方法1运行中流量过低装置阀门没有全开；装置树脂捕捉器可能堵塞；装置给水压力低。检查阀门开关是否全开；树脂捕捉器是否被树脂堵塞；检查给水。2运行一段时间后出现电导持续升高除离子器中树脂失效。由于CO2溶解导致电导暂时性升高更换树脂。观察一段时间后已确认树脂是否失效3运行过程中电导无明显变化，pH值达不到要求连接电膜微碱化器的电源线反接或电源线断路。电膜微碱化器中的树脂失效。检查线路连接；更换电膜微碱化器或再生电膜微碱化器内的树脂。4刚投入运行过程中电导过高运行前装置没有进行冲洗或微碱化器开门速度过快。电导在不是很高的情况下，可以减小微碱
22、化器流量，全开除离子器，让除离子器降低内冷水中的电导。或通知运行人员更换内冷水。5运行效果不好pH；DD不能达标。接入内冷水处理装置的水源内没有气泡。产生气泡的原因主要有阀门不严密；内冷水泵的轴封处不严密。十附录（电控箱使用和说明）（一） 电控箱构造.主电源控制开关 .朝阳电源 .转子流量计 .电导率发送器 .pH发送器（二） 智能调节仪概述智能调节仪是应用ATMEL公司高性能CMOS 8位单片机AT89C55WD，片内含20k bytes的可反复擦写的Flash只读程序存储器和256 bytes的随机存取数据存储器（RAM），器件采用ATMEL公司的高密度、非易失性存储技术生产，兼容标准MC
23、S-51指令系统，引脚兼容工业标准89C51和89C52芯片，采用通用编程方式，片内置通用8位中央处理器和Flash存储单元，内置功能强大的微处理器的AT89C52可为您提供许多高性价比的解决方案，适用于多数嵌入式应用系统，配合当今流行的图形液晶显示器精心研制而成。一 技术规格1. 组成：智能调节仪、控制电源。2. 显示内容：工作模式、输出电压、电流值、电导率值、pH值、给定值、操作菜单等。3. 输入信号420mA4. 输出电压030V电流010A5. 消耗功率：20W6. 电源要求：AC220V 50HZ二.安装方法1.智能调节仪的安装 盘面开孔智能调节仪安装时，需要在表盘上开一个150mm
24、75mm长方形孔，如下图所示。 仪表固定从表盘前方将仪表轻轻推入，直到仪表面框紧贴仪表安装盘。用固定夹（附件一）在表盘后方将仪表固定。2.智能电源的安装 盘面开孔智能电源安装时，需在表盘上开6个5mm的孔，固定螺丝即可。如下图所示。 3. 智能控制器和电源线路连接图 注意：按照线路图进行连接。线路连接后要作仔细检查。三.使用操作方法 智能控制器的面板部分.显示微碱化器调节仪所运行的模式（手动模式、pH模式、电导模式）。.在所选模式下运行时给电膜碱化器加的电压值。.在所选模式下运行时给电膜碱化器加的电流值。.由在线仪表所输出的pH值。.由在线仪表所输出的电导值。.由操作人员所输出的要求运行的数值
25、。 按键说明MODE键 共有一个作用 a.在正常运行时，按此键可切换模式（电导、pH、手动）。SET 键 共有两个作用a.在正常运行时,按此键可设定给定值。b.在对参数修改时，此键作为退出键 键 共有两个作用a.在正常运行时，按一下 键后会在屏幕右下角可见一个向上的箭头此时按 键可进入调节参数设定, 此时按 键可进入输入信号的设定。此时按MODE键可进入保护延时时间的设定。此时按SET键可进入保护电流的设定。b.在对参数作修改时，向左移动当前操作据位。键 共有两个作用a.在移动选择菜单时，按此键上移选择菜单项。b.在对具体参数作修改时，按此键，当前操作数据位内容加一。键 共有两个作用a. 在移
26、动选择菜单时，按此键上移选择菜单项。b. 在对具体参数作修改时，按此键，当前操作数据位内容减一。c. 在正常运行时按 键可进入pH值、电导率上限值的设定。ENT 键 共有两个作用a. 在移动选择菜单条时，按此键表示选定当前操作项，或对当前参数进行修改。b. 在对具体参数作修改时，则表示确认当前修改的结果。 基本操作方法a.调节模式的切换在正常运行状态下（即显示如下图状态）按MODE键，仪表便切换成其它模式。注：按MODE键，可切换电导模式、pH模式、手动模式这三种模式。b.修改数据 当光标移动到所需修改的参数上时（参数反显），按ENT键。用键移动光标到所需修改的数据位，然后用 键修改这一位。用
27、同样的方法修改其它数据位，将数据改为所需设定值后，按ENT 键确认。则完成对这一数据的修改。注：当只修单个数据时，按ENT 键直接保存修改结果。而修改多个数据时，按ENT 键只是完成当前这个数据的修改，此时可用 键移动光标选择其他参数进行修改，所有数据修改完成后，必须将光标移到“保存”位置，按ENT 键保存修改结果，返回主菜单，否则所作修改不能正确保存。在设置过程中，随时可按SET键中断设置过程，返回主菜单。 在正常运行时可按SET键对所需给定值进行修改，修改后按ENT 键确认。 调节参数设置在正常运行时，按键后会在屏幕右下角可见一个向上的箭头，此时按键即可进入调节参数设置菜单 延迟时间 00
28、.00 控制器每调节一次的时间。调节速度 00.00 小数点之前为每次调节的电压值。小数点之后为每次调节的电流值。 注意：调节速度里所设的电压值和电流值为模糊值。将显示值修改后，将光标移到“保存”位置，按ENT键保存修改结果。设置过程中随时可按SET键中断设置过程，返回主菜单。 输入信号设定在正常运行时，按键后会在屏幕右下角可见一个向上的箭头，此时按键即可进入输入信号设定菜单修改数值后，将光标移到“保存”位置，按ENT键保存修改结果。设置过程中随时可按SET键放弃修改。 保护延时时间的设定在正常运行时，按键后会在屏幕右下角可见一个向上的箭头，此时按MODE键即可进入保护延时时间设定菜单。修改数
29、值后，按ENT 键保存修改结果，或按SET键放弃修改。 保护电流的设定在正常运行时，按键后会在屏幕右下角可见一个向上的箭头，此时按SET键可进入保护电流的设定。修改数值后，按ENT 键保存修改结果，或按SET键放弃修改。 pH值、电导率上限值的设定在正常运行时，按键可进入pH值、电导率上限值的设定。修改数值后，将光标移到“保存”位置，按ENT键保存修改结果。设置过程中随时可按SET键放弃修改。四 注意事项1.智能调节仪可能由于长期运行，仪器发热会导致仪器出现死机现象。若出现则关闭电源等待一会再次重启。2.接线是应注意电线接头有无毛刺，若有则应去除以防电线相互钩挂发生短路现象。3.接线完毕后对照线路图进行核查以防出现差错。4.启动前应检查流量计、电导率发送器、pH发送器的取样管路有无漏水现象。5.检查电源线是否接好。6.做好接地引线以免仪器漏电，电击伤人或损坏仪器。7.电导率仪表、pH表要定期进行校准。8.要有专人专则负责仪器。北京国华爱地技术有限公司 22