電廠化學(xué)水處理技術(shù)及其發(fā)展應(yīng)用

徐烈

摘 要：現(xiàn)代人的生活節(jié)奏越來越快，對后勤保障的要求越來越高。為了保障電廠安全、平穩(wěn)的運營，有必要加強(qiáng)安全管理。電廠化學(xué)水的處理是電廠安全管理的重要環(huán)節(jié)。生水在沒有經(jīng)過化學(xué)水處理的情況下容易使熱力設(shè)備結(jié)垢、腐蝕，嚴(yán)重情況下會引發(fā)停運或爆管事故，影響電廠的安全運營。本文結(jié)合當(dāng)前電廠化學(xué)水處理的設(shè)備分散、管理不便和技術(shù)落后的特點，對化學(xué)水處理技術(shù)的應(yīng)用進(jìn)行展望。

關(guān)鍵詞：電廠 水處理技術(shù) 發(fā)展應(yīng)用

中圖分類號：TM621 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A 文章編號：1674-098X（2018）01（c）-0089-02

水是電廠熱力設(shè)備的重要組成部分，未經(jīng)處理的自然水用對電力設(shè)備的安全運行帶來隱患，影響電廠的正常運轉(zhuǎn)。只有經(jīng)過化學(xué)處理的除鹽水才能應(yīng)用到電廠設(shè)備中。隨著電廠設(shè)備在技術(shù)應(yīng)用中的不斷更新以及新技術(shù)的應(yīng)用，水處理系統(tǒng)的技術(shù)也在發(fā)生變化。

1 電廠化學(xué)水處理現(xiàn)狀和特點

1.1 水處理系統(tǒng)設(shè)備繁多、分散，不利于集中管理

目前而言，國內(nèi)多數(shù)電廠還在使用傳統(tǒng)的水處理系統(tǒng)[1]。電廠內(nèi)部化學(xué)水處理系統(tǒng)的控制設(shè)備繁多，布置分散，分處在不同的控制室內(nèi)，是相對獨立運行的操作系統(tǒng)。這樣的系統(tǒng)設(shè)備需要操作員較多，處理工序繁雜，增大操作員的工作量。分散化的調(diào)控，不能實現(xiàn)高效的工序處理，給電廠的生產(chǎn)管理帶來諸多不便。

1.2 傳統(tǒng)水處理技術(shù)不適應(yīng)時代發(fā)展的要求

傳統(tǒng)的水電廠處理系統(tǒng)已經(jīng)不能滿足日益增大的用電需求。高科技已經(jīng)逐漸應(yīng)用到發(fā)電系統(tǒng)中，先進(jìn)的水處理技術(shù)引入到電廠是一種發(fā)展趨勢。當(dāng)前最先進(jìn)的技術(shù)是膜處理技術(shù)。膜技術(shù)因其應(yīng)用中的諸多優(yōu)勢，有效的處理水問題，并且降低污染，減少運作成本。因此電廠的發(fā)展要適應(yīng)時代要求，逐漸更新設(shè)備，引進(jìn)新技術(shù)，才能發(fā)揮水處理系統(tǒng)的工作效率。

2 化學(xué)水處理技術(shù)的發(fā)展特點

2.1 控制系統(tǒng)逐步集中，實現(xiàn)綜合性管理

傳統(tǒng)的水處理系統(tǒng)由給水處理系統(tǒng)、取樣控制系統(tǒng)、廢水處理系統(tǒng)等多個單元構(gòu)成。各單元之間工序分散，操作人員比較多，操作過程繁雜，管理起來難度較大。新技術(shù)的應(yīng)用可以有效地改變這種現(xiàn)狀，使電廠的水處理系統(tǒng)逐漸實現(xiàn)集中控制，設(shè)備分布逐漸集中，便于管理。設(shè)計集中、各單元立體化發(fā)展是水處理系統(tǒng)的發(fā)展方向。水處理系統(tǒng)通過可編程邏輯控制器（PLC）進(jìn)行數(shù)據(jù)收集和處理，在總控制室內(nèi)可實現(xiàn)對水處理技術(shù)的綜合化控制，逐漸實現(xiàn)數(shù)字化、自動化的發(fā)展趨勢。

2.2 注重節(jié)能環(huán)保，多元化科學(xué)發(fā)展

近幾年環(huán)保概念逐漸在各行業(yè)領(lǐng)域得到落實，電廠的水處理技術(shù)也在不斷適應(yīng)社會發(fā)展要求，注重環(huán)保節(jié)能。電廠水處理過程中要盡量減少或避免化學(xué)污染。少使用或者不使用化學(xué)用品成為水處理系統(tǒng)發(fā)展的趨勢。傳統(tǒng)水電廠水處理技術(shù)單一，檢測容易出現(xiàn)紕漏。隨著新技術(shù)的發(fā)展應(yīng)用，水處理技術(shù)呈現(xiàn)多元化的發(fā)展態(tài)勢。不同環(huán)境下適用不同的水處理技術(shù)，化學(xué)診斷和檢測技術(shù)也逐漸多元化，可以進(jìn)行污染的事前控制，加強(qiáng)了水處理技術(shù)的安全性、可靠性，降低了安全事故的發(fā)生率。

3 化學(xué)水處理技術(shù)的發(fā)展應(yīng)用

3.1 運用PIL操作體系實現(xiàn)總體監(jiān)控

PIL借助以太網(wǎng)通過TCP光纜以1000MB的速度完成信息的高速傳遞和管理。整個系統(tǒng)矢量以太網(wǎng)呈現(xiàn)星型網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)。操作員可控制數(shù)據(jù)庫中樞，同時綜合利用網(wǎng)關(guān)、CIS、輔助流水線加強(qiáng)網(wǎng)絡(luò)控制，有利于中樞系統(tǒng)與分系統(tǒng)的數(shù)據(jù)交流與控制。在控制室內(nèi)設(shè)置3個具有相同性能的操作站點，通過以太網(wǎng)進(jìn)行內(nèi)部監(jiān)控。一、二號機(jī)的控制室內(nèi)分別設(shè)置完整的操作人員站點，實現(xiàn)對組水凝精過程的控制。對化學(xué)水、光纖結(jié)合實現(xiàn)處理站點的融合控制。鍋爐補給水與其他機(jī)組控制的中樞實現(xiàn)與化學(xué)水操控系統(tǒng)交換網(wǎng)絡(luò)設(shè)備，并在鍋爐補給的水車間內(nèi)部設(shè)置集中控制室。整個系統(tǒng)可以實現(xiàn)總體監(jiān)控，大大提高運行效率。

3.2 集中控制系統(tǒng)（FCS）在化學(xué)水處理技術(shù)中的應(yīng)用

電廠化學(xué)處理系統(tǒng)的各個單元目前處于分散管理的狀態(tài)，取樣、加藥、常規(guī)檢測都需要進(jìn)行分階段監(jiān)控。而FCS技術(shù)的應(yīng)用可以憑借其全分散性、全開放性、全數(shù)字化的特點，整合操作系統(tǒng)，從而改變電廠設(shè)備不集中的現(xiàn)狀。FSC技術(shù)在降低成本的同時，實現(xiàn)了電力生產(chǎn)的數(shù)字化，降低人力資源成本。目前國內(nèi)已經(jīng)有部分企業(yè)在化水工序和一些輔助系統(tǒng)中運用了FCS技術(shù)。系統(tǒng)運行中，可以實現(xiàn)遠(yuǎn)程監(jiān)控，取樣檢測、加藥自動化并且系統(tǒng)數(shù)據(jù)實時傳送到綜合平臺，這一技術(shù)的應(yīng)用已經(jīng)形成行業(yè)趨勢。

FCS是在云系統(tǒng)的基礎(chǔ)上進(jìn)行改良運用，其最大的特點是實現(xiàn)對各個點的精準(zhǔn)控制，提高了系統(tǒng)自動化、數(shù)據(jù)化水平，降低了由人員作業(yè)導(dǎo)致的失誤率，也顯著降低了生產(chǎn)成本。系統(tǒng)的改善提高了安全運行的效率，實現(xiàn)了設(shè)備的綜合管理。

3.3 膜技術(shù)在水處理技術(shù)中的應(yīng)用

從性質(zhì)原理角度可以將膜技術(shù)分為基于物理性質(zhì)原理的膜技術(shù)和基于化學(xué)性質(zhì)原理的膜技術(shù)。

物理性質(zhì)原理是根據(jù)混合物的不同形狀、體積、質(zhì)量等物理性質(zhì)差異，進(jìn)行利用。這里膜起到篩子的作用，對具有不同物理性質(zhì)的物質(zhì)進(jìn)行篩分。基于物理性質(zhì)的膜技術(shù)依據(jù)混合物的反應(yīng)速度進(jìn)行處理。

基于化學(xué)性質(zhì)原理的膜技術(shù)的處理過程分為兩步?；旌衔锏幕瘜W(xué)性質(zhì)和膜的化學(xué)性質(zhì)共同決定混合物接觸膜表面進(jìn)入膜內(nèi)部的速度，就是混合物的溶解速度。第二步為膜內(nèi)的混合物由一處擴(kuò)散到另一處的速度，膜的化學(xué)性質(zhì)在這一過程中具有重要影響。主要存在微孔過濾、超過濾、反滲透過濾等膜技術(shù)。電廠逐漸開始應(yīng)用膜分離技術(shù)進(jìn)行化學(xué)水處理，這種技術(shù)存在著多種優(yōu)勢。膜技術(shù)與傳統(tǒng)的技術(shù)相比，具有操作簡便、能耗低、無污染的優(yōu)勢。由于膜技術(shù)的實際操作流程簡單，基本實現(xiàn)自動化，只有少部分的設(shè)備需要分離，并且這些設(shè)備結(jié)構(gòu)簡單，占用空間小，對人員的操作要求簡單。最重要的是膜技術(shù)的處理過程沒有排出酸堿廢液，環(huán)保效益高，基本實現(xiàn)零污染。

而傳統(tǒng)的化學(xué)水處理多采用鍋爐補給水的工作原理。該技術(shù)的關(guān)鍵是平衡鍋爐內(nèi)的酸堿值，在鍋爐內(nèi)添加一些化學(xué)藥品，如氫氧化鈉，保證水內(nèi)鈣離子的消耗，減少水垢的產(chǎn)生。其處理過程要經(jīng)過過濾—軟化—分離3個階段，每個過程都要使用酸堿再生電子傳遞樹脂操作以恢復(fù)性能，最后會產(chǎn)生酸堿廢液，造成環(huán)境污染。整個操作流程需要使用大量人員，操作空間大，投入成本高，并且實施難度較大，執(zhí)行性較差。國內(nèi)許多企業(yè)在爐水處理技術(shù)上還是廣泛應(yīng)用聯(lián)氨與氨揮發(fā)性的處理技術(shù)，這種技術(shù)具有一定的局限性，并且水除氧的過程存在低溫下除氧速率較慢的情況。聯(lián)氨是一種有毒的化學(xué)物質(zhì)，若工作人員操作不當(dāng)，將威脅操作員生命健康。聯(lián)氨的化學(xué)性質(zhì)不穩(wěn)定，具有易燃、易爆、易揮發(fā)的特點，存儲和運輸困難。國外已經(jīng)使用了新型的制劑除氧，國內(nèi)要實現(xiàn)技術(shù)的趕超還需要工作人員進(jìn)行科研攻關(guān)。

4 結(jié)語

目前我國電廠機(jī)組規(guī)模不斷的擴(kuò)大，生產(chǎn)技術(shù)的發(fā)展帶來化學(xué)水處理的多元化發(fā)展，化學(xué)水處理技術(shù)是電廠實現(xiàn)綜合管理與控制重要環(huán)節(jié)。但國內(nèi)電廠的水處理技術(shù)與國外仍存在一定的差距，應(yīng)該從國家高度重視電廠的發(fā)展，通過加大科研投入，政府政策支持，幫助專家團(tuán)隊攻克項目技術(shù)難題。電廠的發(fā)展對整個社會的穩(wěn)定安全運行有著重要的意義。根據(jù)電廠化學(xué)水處理中存在的問題，在電廠水處理技術(shù)上不斷取得突破。在保證電廠正常運行的情況下，提高水質(zhì)量，降低成本，進(jìn)而提高電廠運行效益。

參考文獻(xiàn)

[1] 黃燕.電廠化學(xué)水處理技術(shù)發(fā)展特點與應(yīng)用分析[J].當(dāng)代化工研究，2016（5）：124-125.