淺談電廠(chǎng)化學(xué)水處理技術(shù)

王普軍

【摘要】：為了保證汽水的質(zhì)量，電廠(chǎng)對(duì)其所使用的鍋爐用水進(jìn)行相應(yīng)地處理，實(shí)行科學(xué)水處理。經(jīng)過(guò)處理后得到高純凈除鹽水才能進(jìn)入熱力系統(tǒng)，避免水中的物質(zhì)與鍋爐內(nèi)的物質(zhì)起反應(yīng)而造成熱力設(shè)備結(jié)垢或者腐蝕導(dǎo)致電廠(chǎng)在生產(chǎn)過(guò)程中效率下降，發(fā)生爆管的事故；才能避免出現(xiàn)汽輪機(jī)和過(guò)熱器的積鹽現(xiàn)象，防止汽輪機(jī)的出力下降或者出現(xiàn)嚴(yán)重地失衡導(dǎo)致發(fā)生重大事故。這是電廠(chǎng)經(jīng)濟(jì)、安全運(yùn)行的重要保證。本文詳細(xì)分析了電廠(chǎng)的化學(xué)水處理的技術(shù)，希望給有關(guān)電廠(chǎng)的化學(xué)水處理技術(shù)員工提供一些可以參考的理論知識(shí)。

【關(guān)鍵詞】：電廠(chǎng)；化學(xué)水處理；措施

中圖分類(lèi)號(hào)：TM62 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1672-3791（2016）01（b）-0000-00

1. 引言

到目前為止，電廠(chǎng)是我國(guó)國(guó)民經(jīng)濟(jì)發(fā)展行業(yè)中的重要組成部分，它穩(wěn)定和安全運(yùn)行相對(duì)于我國(guó)社會(huì)進(jìn)步和經(jīng)濟(jì)發(fā)展具有相當(dāng)重要的意義。由于電廠(chǎng)中的某些熱力設(shè)備可能受到水中一些物質(zhì)的作用從而產(chǎn)生有害的成分，使設(shè)備發(fā)生腐蝕的現(xiàn)象，因此電廠(chǎng)安全運(yùn)行和化學(xué)水處理系統(tǒng)具有直接的關(guān)系。水中雜質(zhì)對(duì)設(shè)備的破壞決定了電廠(chǎng)中的水必須要經(jīng)過(guò)一定的處理才能被使用，該處理就是電廠(chǎng)中的化學(xué)水處理系統(tǒng)。

2. 電廠(chǎng)化學(xué)水處理技術(shù)發(fā)展的現(xiàn)狀

電廠(chǎng)獲得純凈除鹽水主要采用以下幾種方式

2.1 采用傳統(tǒng)澄清、過(guò)濾+離子交換方式，其流程如下：

原水→絮凝澄清池→多介質(zhì)過(guò)濾器→活性炭過(guò)濾器→陽(yáng)離子交換床→除二氧化碳風(fēng)機(jī)→中間水箱→陰離子交換床→陰陽(yáng)離子宮交換床→樹(shù)脂捕捉器→機(jī)組用水。

2.2 采用反滲透+混床制水方式，其流程如下：

原水→絮凝澄清池→多介質(zhì)過(guò)濾器→活性碳濾器→精密過(guò)濾器→保安過(guò)濾器→高壓泵→反滲透裝置→中間水箱→混床裝置→樹(shù)脂捕捉器→除鹽水箱。

2.3 采用預(yù)處理、反滲透+EDI制水方式，其流程如下：

原水→絮凝澄清池→多介質(zhì)過(guò)濾器→活性炭過(guò)濾器→超濾裝置→反滲透裝置→反滲透水箱→EDI裝置→微孔過(guò)濾器→除鹽水箱。

以上三種水處理方式是目前電廠(chǎng)獲得純凈除鹽水的主要工藝，其它的水質(zhì)凈化流程大都是在以上三種制水方式的基礎(chǔ)上進(jìn)行不同組合而搭成的制水工藝流程。

三種制水方式的優(yōu)缺點(diǎn)：

（1） 第一種采用澄清、過(guò)濾+離子交換的優(yōu)點(diǎn)在初期投資少，設(shè)備占用地方相對(duì)較少，其缺點(diǎn)是離子交換器失效需要酸、堿進(jìn)行再生來(lái)恢復(fù)其交換容量，需大量耗費(fèi)酸堿。再生所產(chǎn)生的廢液需要中和排放，后期成本較高，容易對(duì)環(huán)境造成破壞。

（2） 第二種采用反滲透+混床，這種制水工藝是化學(xué)制取超純除鹽水相對(duì)經(jīng)濟(jì)的方法，只需對(duì)混床進(jìn)行再生，而且經(jīng)過(guò)反滲透半除鹽處理的水質(zhì)較好，緩解了混床的失效頻度。減少了再生需要的酸、堿用量，對(duì)環(huán)境的破壞相對(duì)較小。其缺點(diǎn)是在投資初期反滲透膜費(fèi)用較大，但總的比較相對(duì)劃算，多數(shù)電廠(chǎng)目前考慮接受這種制水工藝。

（3） 第三種采用預(yù)處理、反滲透+EDI的制水方式也稱(chēng)全膜法制水。這種制水方法不需要用酸、堿進(jìn)行再生就可以制取純凈除鹽水，不會(huì)對(duì)環(huán)境造成破壞。是目前電廠(chǎng)最經(jīng)濟(jì)，最環(huán)保的化學(xué)制水工藝，但其缺點(diǎn)是設(shè)備初期投資相對(duì)前面兩種制水方式過(guò)于昂貴。

3. 電廠(chǎng)化學(xué)水處理措施

3.1 補(bǔ)給水的處理措施

電廠(chǎng)在生產(chǎn)鍋爐的補(bǔ)給水處理中，關(guān)系到生產(chǎn)安全與效率。目前隨著科學(xué)技術(shù)的快速發(fā)展，電廠(chǎng)關(guān)于環(huán)保節(jié)能的理念深入人心，過(guò)去傳統(tǒng)的離子交換、澄清過(guò)濾或混凝等比較落后的技術(shù)已經(jīng)逐漸被摒棄，現(xiàn)如今新的纖維材料廣泛應(yīng)用于過(guò)濾設(shè)備，不僅除去了膠體，微生物以及一些顆粒的懸浮物等，在過(guò)濾中也具有較強(qiáng)的吸附、截污能力，取得了相關(guān)當(dāng)好的效果。膜分離技術(shù)被采用，當(dāng)前反參透占主導(dǎo)地位，反滲透技術(shù)能除去水中90%以上離子，如水中有機(jī)物、硅有較好的去除率。由于膜分離技術(shù)具有明顯的優(yōu)勢(shì)，因此在鍋爐補(bǔ)給水的處理中節(jié)約了大量的由于離子交換或澄清過(guò)濾等落后技術(shù)在運(yùn)營(yíng)時(shí)產(chǎn)生廢水排放的費(fèi)用，同時(shí)過(guò)去操作復(fù)雜和排放困難的許多問(wèn)題也得到了改進(jìn)。新的膜分離的技術(shù)不僅達(dá)到了環(huán)保的要求。當(dāng)水中的氯含量比較高時(shí)，可以采用活性碳過(guò)濾或者使用水質(zhì)還原劑來(lái)進(jìn)行處理。而混床在除鹽處理的作用仍占有重要的位置，混床除鹽技術(shù)相對(duì)成熟、可靠，混床的功能具有其他除鹽所無(wú)法替代的作用。目前將超濾、反滲透裝置和電滲淅除鹽技術(shù)有效的搭配，形成高效的除鹽工藝，不需要酸、堿再生劑，只通過(guò)對(duì)水電離出來(lái)的H+和OH-即可完成再生的作用，從而完成電滲淅的再生、除鹽。這種制水工藝將是電廠(chǎng)化學(xué)制水的發(fā)展方向。

3.2給水的處理措施

對(duì)電廠(chǎng)鍋爐的給水處理也是提高生產(chǎn)效率的關(guān)鍵因素，目前，在鍋爐給水的處理上我國(guó)都采用除氧劑和除氧器的方式來(lái)進(jìn)行，主要采用氨和聯(lián)氨的揮發(fā)性進(jìn)行處理，而當(dāng)水質(zhì)穩(wěn)定以后才可以利用中性和聯(lián)合處理的方式。采用聯(lián)氨技術(shù)具有一定的優(yōu)勢(shì)，但是它同時(shí)存在一定的局限性，例如，水的溫度太低時(shí)，去除氧氣的速度很慢，而且如果分解的溫度太高時(shí)又具有很強(qiáng)的毒性。如果不小心污染到工作人員的身體，則會(huì)對(duì)燃?xì)怆姀S(chǎng)中工作人員的身體健康造成損失。因此，當(dāng)前國(guó)內(nèi)一些電廠(chǎng)開(kāi)始使用給水加氧的方式對(duì)鍋爐給水進(jìn)行處理，其方法是創(chuàng)造氧化還原氣氛，取得了較好效果。在低溫條件下也能形成保護(hù)膜，從而起到防止腐蝕的發(fā)生，這種方法避免使用有毒害性藥品聯(lián)氨，同時(shí)給水PH只需控制在8.7～8.9之間，節(jié)省了用氨量。使鍋爐酸洗周期延長(zhǎng)，機(jī)組的運(yùn)行成本有效的降低了，采用此種運(yùn)行方法需要使用高純凈的給水。

3.3鍋爐爐水的處理措施

鍋爐爐水的處理技術(shù)長(zhǎng)期以來(lái)都使用爐內(nèi)磷酸鹽處理技術(shù)，以前的鍋爐參數(shù)較低是該技術(shù)能夠得到長(zhǎng)期廣泛應(yīng)用的主要原因，爐水中常常存在著大量的鈣、鎂離子，在一定的工況下，鍋爐內(nèi)就非常容易結(jié)垢，將磷酸鹽投入鍋爐內(nèi)，使水中的硬度和磷酸鹽形成磷酸鹽水垢經(jīng)鍋爐定排或連排除掉，利用磷酸鹽處理技術(shù)不僅起到了較好的除垢效果，同時(shí)防腐效果也非常明顯。但隨著鍋爐參數(shù)不斷的提高，磷酸鹽的“隱藏”現(xiàn)象越來(lái)越嚴(yán)重，由此引起的酸性腐蝕。而且高參數(shù)機(jī)組的鍋爐補(bǔ)給水系統(tǒng)已全部采用二級(jí)除鹽，凝結(jié)水系統(tǒng)設(shè)有精處理裝置。爐水中基本沒(méi)有硬度成分，磷酸鹽處理的主要作用也從除硬度轉(zhuǎn)為調(diào)整pH 值防腐。因此，近年來(lái)人們又提出低磷酸鹽處理與平衡磷酸鹽處理。低磷酸鹽處理的下限控制在0.3～0.5mg/L，上限一般不超過(guò)2～3mg/L。平衡磷酸鹽處理的基本原理是使?fàn)t水磷酸鹽的含量減少到只夠與硬度成分反應(yīng)所需的最低濃度，同時(shí)允許爐水中有小于1mg/L 的游離NaOH，以保證爐水的pH 值在9.0～9.6 的范圍內(nèi)。

3.3凝結(jié)水處理措施

目前直流鍋爐、絕大部分300MW及以上的高參數(shù)機(jī)組均配備有凝結(jié)水處理裝置，主要配備除鐵器+混床、前置過(guò)濾器+混床、凝結(jié)水再生系統(tǒng)。凝結(jié)水處理系統(tǒng)主要是凈化凝結(jié)水由于機(jī)組運(yùn)行和啟、停過(guò)程的金屬腐蝕物及凝汽器泄露帶入水中鹽分，保證機(jī)組水汽品質(zhì)，縮短機(jī)組啟動(dòng)時(shí)間，延長(zhǎng)熱力系統(tǒng)酸洗間隔，滿(mǎn)足部分電廠(chǎng)有加氧的水質(zhì)要求。

3.4循環(huán)水處埋措施

循環(huán)水是電廠(chǎng)耗水大項(xiàng)，提高循環(huán)冷卻水系統(tǒng)的濃縮倍率是減少循環(huán)水耗損的技術(shù)途徑。早期循環(huán)水處理的濃縮倍率不大于2.5，現(xiàn)在采用循環(huán)水加入有機(jī)阻垢劑、殺菌滅藻劑、緩蝕劑手段，根據(jù)循環(huán)水水質(zhì)用綜合處理工藝可大幅提高循環(huán)水的濃縮倍率。這是加強(qiáng)循環(huán)水處理技術(shù)的重點(diǎn)，我國(guó)在循環(huán)水濃縮倍率方面與發(fā)達(dá)國(guó)家還存在著一定的差距，所以應(yīng)該加大研究力度，從而提高循環(huán)水的重復(fù)利用效率，減輕對(duì)環(huán)境和水體的二次污染。

3.5廢水處理措施

電廠(chǎng)工業(yè)廢水主要來(lái)源于機(jī)組事故或啟動(dòng)時(shí)排放的鍋爐酸洗廢水以及鍋爐補(bǔ)給水處理系統(tǒng)酸堿廢液。這些廢液分別被輸送至廢水貯存池，經(jīng)壓縮空氣攪拌均勻、加酸或堿調(diào)節(jié)廢液pH值、加混凝劑混合、反應(yīng)后進(jìn)入斜板澄清器澄清，出水經(jīng)過(guò)濾器過(guò)濾后進(jìn)入中和池，再加入酸、堿調(diào)節(jié)pH值后，最終達(dá)標(biāo)回用或排放。

4. 電廠(chǎng)化學(xué)水處理控制單元的集中化

對(duì)于電廠(chǎng)化學(xué)水處理的傳統(tǒng)工藝流程以往采取的是模擬盤(pán)控制的模式。隨著技術(shù)進(jìn)步，當(dāng)下有很多的電廠(chǎng)以方便維護(hù)管理為目的，把許多子系統(tǒng)聚合到一起，形成了一個(gè)圈套的系統(tǒng)，接上PLC 設(shè)備協(xié)調(diào)操作，使化學(xué)水處理的整個(gè)控制流程都分布比較集中，管理比較方便，也有利于快捷的維護(hù)系統(tǒng)?？梢愿鶕?jù)PLC裝置對(duì)所有子系統(tǒng)具有收集數(shù)據(jù)信息的功能和在現(xiàn)代化數(shù)據(jù)傳輸?shù)母鞣N技術(shù)，來(lái)控制所有的子系統(tǒng)，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)了分開(kāi)式的操作和自動(dòng)化的監(jiān)測(cè)及管控。

5. 結(jié)語(yǔ)

隨著社會(huì)經(jīng)濟(jì)的不斷進(jìn)步，電廠(chǎng)在社會(huì)的發(fā)展中起到了重要的作用，因此只有合理地應(yīng)用化學(xué)水處理系統(tǒng)，有效地保證水的質(zhì)量，才能使電廠(chǎng)的水處理效率提高，保證實(shí)現(xiàn)電廠(chǎng)的經(jīng)濟(jì)效益?；瘜W(xué)水處理是提高電廠(chǎng)發(fā)電效率的關(guān)鍵，保證熱力設(shè)備的運(yùn)行的穩(wěn)定性具有極其重要的作用。是避免在水循環(huán)的過(guò)程中出現(xiàn)水垢或者積鹽現(xiàn)象的重要工藝手段。分析和研究電廠(chǎng)中化學(xué)水處理技術(shù)的目的是為了提高水處理的效率，降低電廠(chǎng)的生產(chǎn)成本，提高經(jīng)濟(jì)效益以及社會(huì)效益。