火電廠(chǎng)化學(xué)水處理系統(tǒng)節(jié)能降耗優(yōu)化策略探究

方君

摘 要：本文圍繞火電廠(chǎng)化學(xué)水處理系統(tǒng)節(jié)能降耗的議題進(jìn)行了探討，對(duì)化學(xué)水處理系統(tǒng)設(shè)備和化學(xué)藥劑優(yōu)化、水資源重復(fù)利用優(yōu)化技術(shù)以及水處理系統(tǒng)管理模式的優(yōu)化升級(jí)進(jìn)行了論述。

關(guān)鍵詞：火力發(fā)電廠(chǎng)；化學(xué)水處理；節(jié)能降耗

1 引言

火力發(fā)電廠(chǎng)中，化學(xué)水處理環(huán)節(jié)對(duì)企業(yè)的安全生產(chǎn)經(jīng)營(yíng)有著非常重要的影響。為適應(yīng)節(jié)能降耗，經(jīng)濟(jì)運(yùn)行的大形勢(shì)，火電廠(chǎng)化學(xué)水處理（非特指補(bǔ)給水處理，下同）系統(tǒng)也加快了節(jié)能降耗技術(shù)探索和研究的步伐。本文結(jié)合自身經(jīng)驗(yàn)，就火電廠(chǎng)化學(xué)水和化學(xué)水處理系統(tǒng)的節(jié)能降耗問(wèn)題淺談，旨在推動(dòng)火電企業(yè)綠色、節(jié)能、可持續(xù)發(fā)展。

2 化學(xué)水和化學(xué)水處理系統(tǒng)

化學(xué)水指的是在火電廠(chǎng)生產(chǎn)過(guò)程中通過(guò)對(duì)自然水進(jìn)行一系列凈化處理和水質(zhì)調(diào)整，去除其中對(duì)于火電廠(chǎng)生產(chǎn)過(guò)程有害的物質(zhì)而得到的加工處理或凈化后的水[1]?；痣姀S(chǎng)化學(xué)水處理系統(tǒng)主要包括原水預(yù)處理、鍋爐補(bǔ)給水處理、凝結(jié)水處理、循環(huán)水處理以及廢水處理等系統(tǒng)?；痣姀S(chǎng)中，化學(xué)水處理系統(tǒng)良好的經(jīng)濟(jì)運(yùn)行工況，能更好地助力企業(yè)安全、環(huán)保、穩(wěn)定、高效地實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)經(jīng)營(yíng)目標(biāo)。

3 系統(tǒng)設(shè)備的優(yōu)化

水處理系統(tǒng)設(shè)備的優(yōu)化主要通過(guò)兩方面來(lái)實(shí)現(xiàn)。一是將水處理負(fù)擔(dān)進(jìn)行均衡度的調(diào)節(jié)和分配，避免某一水處理環(huán)節(jié)負(fù)荷過(guò)重。比如在補(bǔ)給水處理工藝環(huán)節(jié)前進(jìn)行化學(xué)水預(yù)處理，絕大部分地去除懸浮物等，可以大大降低懸浮物等對(duì)補(bǔ)給水處理設(shè)備的污染、減輕設(shè)備的負(fù)荷、提高設(shè)備制水能力，整個(gè)補(bǔ)給水處理系統(tǒng)的運(yùn)行工況就很大程度地改善[2]。二是對(duì)于系統(tǒng)設(shè)備中泵的節(jié)能優(yōu)化[3]?；瘜W(xué)處理系統(tǒng)中，泵的數(shù)量多，連續(xù)運(yùn)行時(shí)間長(zhǎng)，因此，針對(duì)該類(lèi)設(shè)備進(jìn)行優(yōu)化對(duì)于實(shí)現(xiàn)節(jié)能降耗有較大的潛力。比如增加變頻設(shè)備，使泵的運(yùn)行能夠與實(shí)際的工藝系統(tǒng)運(yùn)行情況協(xié)調(diào)性更高，靈活性更強(qiáng)，既節(jié)能降耗，也有利于系統(tǒng)運(yùn)行的安全性和穩(wěn)定性。我廠(chǎng)為熱電廠(chǎng)，用水量大，原有設(shè)計(jì)中，原水預(yù)處理系統(tǒng)升壓泵、水處理系統(tǒng)的中間泵和除鹽水泵，單臺(tái)設(shè)備出力較大，冬季供熱期，各水泵都尚能平穩(wěn)運(yùn)行滿(mǎn)足要求，但是，到了夏季，用水量減少很多，出現(xiàn)大馬拉小車(chē)的情況，增加電耗。在2008年的技改工程中，分別對(duì)升壓泵、中間泵、除鹽水泵實(shí)施了部分設(shè)備增容，并改為變頻泵，供熱期工頻泵和變頻泵組合運(yùn)行，夏季改用變頻泵運(yùn)行。目前，我廠(chǎng)預(yù)處理系統(tǒng)的升壓泵、水處理系統(tǒng)的中間泵和除鹽水泵全年均能平穩(wěn)運(yùn)行，化學(xué)設(shè)備耗電率明顯下降。

4 化學(xué)藥劑的優(yōu)化

火力發(fā)電廠(chǎng)水處理系統(tǒng)中化學(xué)藥劑的使用主要有三方面：一、凈化水質(zhì)用的藥劑，如原水預(yù)處理使用的混凝劑等；二、幫助制水設(shè)備恢復(fù)制水能力的藥劑，如離子交換處理使用的再生劑，常用鹽酸和氫氧化鈉等；三、調(diào)整水質(zhì)的藥劑，如循環(huán)水處理系統(tǒng)用的穩(wěn)定劑、爐水中加入的磷酸鹽等。

對(duì)于原水預(yù)處理用的混凝劑、循環(huán)水處理使用的穩(wěn)定劑等，主要從藥劑的品種及加入量方面優(yōu)化。由于水質(zhì)波動(dòng)，需定期根據(jù)水質(zhì)全分析數(shù)據(jù)、小型試驗(yàn)（委托有資質(zhì)的機(jī)構(gòu)進(jìn)行）的結(jié)果調(diào)整藥劑的品種及確定加入量的控制標(biāo)準(zhǔn)。實(shí)際使用中，確定藥劑品種后，要獲得好的藥劑使用效果和經(jīng)濟(jì)性，還須對(duì)水處理系統(tǒng)的相關(guān)指標(biāo)進(jìn)行監(jiān)測(cè)，并根據(jù)測(cè)量數(shù)據(jù)及時(shí)調(diào)整加藥量，防止藥劑過(guò)量或投加不足而降低效果追加造成浪費(fèi)[4]。

對(duì)于離子交換樹(shù)脂再生用的鹽酸、氫氧化鈉等，主要從藥劑的使用量?jī)?yōu)化。本文主要從三方面論述，（一）離子交換器（簡(jiǎn)稱(chēng)交換器，下同）的失效控制，避免過(guò)早或過(guò)度失效。交換器過(guò)早失效，樹(shù)脂的工作交換容量得不到充分利用。交換器過(guò)度失效，樹(shù)脂失效深，正常再生效果差；（二）交換器的輪換使用。非供熱期，熱電廠(chǎng)的交換器備用多，如設(shè)備長(zhǎng)期不投運(yùn)，交換器內(nèi)的樹(shù)脂滋生大量微生物，甚至被污染，此種情況下，要恢復(fù)樹(shù)脂的交換容量，需要幾倍于平常的再生劑；我廠(chǎng)的陽(yáng)樹(shù)脂交換器有7臺(tái)，夏季只需運(yùn)行2臺(tái)，曾經(jīng)就出現(xiàn)過(guò)個(gè)別交換器長(zhǎng)期不運(yùn)行，樹(shù)脂發(fā)臭，多次擦洗后，反復(fù)用酸液浸泡才恢復(fù)樹(shù)脂的交換能力；（三）樹(shù)脂的更新補(bǔ)充。運(yùn)行中，樹(shù)脂因老化、摩擦、擠壓等原因，出現(xiàn)破碎流失，交換器運(yùn)行周期縮短，增加再生頻次，增加再生劑消耗。因此，實(shí)際生產(chǎn)中，要嚴(yán)格按規(guī)程要求控制交換器失效時(shí)間、非供熱期設(shè)備的輪換使用、及時(shí)更新補(bǔ)充樹(shù)脂，降低再生比耗，促進(jìn)節(jié)能降耗。

對(duì)于主機(jī)熱力系統(tǒng)中使用的磷酸鹽等，用量少，節(jié)能降耗空間小，本文不作論述。

5 系統(tǒng)過(guò)程中工藝水資源重復(fù)利用優(yōu)化

火電廠(chǎng)化學(xué)水處理系統(tǒng)中，水資源的高效利用是實(shí)現(xiàn)節(jié)能降耗目標(biāo)的主要途徑，具體涉及多個(gè)技術(shù)點(diǎn)，本文主要論述兩點(diǎn)。

一是反滲透裝置濃水的利用。反滲透裝置運(yùn)行中，會(huì)產(chǎn)生高濃度鹽水，這部分鹽水含鹽濃度高（稱(chēng)為濃水），但其他指標(biāo)與沖洗用水的指標(biāo)不相上下，因此，可以將反滲透濃水用作沖洗用水，如此一來(lái)，不會(huì)對(duì)反滲透裝置的運(yùn)行產(chǎn)生大的不利影響，還可以節(jié)省大量過(guò)濾系統(tǒng)中的循環(huán)用水，減少水資源的消耗。同時(shí)，反滲透濃水的循環(huán)利用，減少?gòu)U水排放，對(duì)節(jié)能減排也有積極的作用。需要注意的是，反滲透濃水循環(huán)利用，要嚴(yán)格過(guò)程控制，避免因監(jiān)控不當(dāng)對(duì)設(shè)備和出水造成不利影響。

二是酸堿廢液的再利用。化學(xué)水處理過(guò)程中，陰陽(yáng)離子樹(shù)脂再生會(huì)產(chǎn)生酸堿廢液，如這部分廢液不加以處理直排到廢水處理系統(tǒng)中，將會(huì)直接增加廢水處理設(shè)備負(fù)擔(dān)和處理費(fèi)用，影響廢水處理效率。為減輕廢水處理設(shè)備負(fù)擔(dān)、降低廢水處理成本，同時(shí)也提高水資源利用率，在酸堿廢液處理過(guò)程中，首先利用陽(yáng)樹(shù)脂再生廢液的酸性和陰樹(shù)脂再生廢液的堿性，酸性廢液和堿性廢液交叉進(jìn)入中和池，彼此進(jìn)行中和，再微量調(diào)整酸堿廢液的PH值，使其轉(zhuǎn)變?yōu)橹行詮U水，然后再進(jìn)行廢水處理，提高了廢水處理效率，降低了設(shè)備能耗，將處理后的廢水重新作為循環(huán)水補(bǔ)充水、綠化用水等，減少?gòu)U水排放。另，我廠(chǎng)老機(jī)組的灰渣水系統(tǒng)結(jié)垢嚴(yán)重，影響系統(tǒng)正常運(yùn)行，為改善灰渣水系統(tǒng)的運(yùn)行工況，我廠(chǎng)將酸性廢液引入灰渣水系統(tǒng)，定期對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行沖洗，通過(guò)一段時(shí)間的運(yùn)行，灰渣水系統(tǒng)的結(jié)垢情況明顯改善。

6 升級(jí)化學(xué)水處理系統(tǒng)管理系統(tǒng)

化學(xué)水處理系統(tǒng)管理系統(tǒng)的優(yōu)化和升級(jí)過(guò)程中主要有兩點(diǎn)：一，是化學(xué)水處理系統(tǒng)的設(shè)備要納入到統(tǒng)一的管理平臺(tái)，對(duì)設(shè)備的運(yùn)行和維護(hù)工況進(jìn)行監(jiān)測(cè)記錄，及時(shí)發(fā)現(xiàn)劣化趨勢(shì)，分析并作出應(yīng)對(duì)策略，確?；瘜W(xué)水處理設(shè)備保持最佳運(yùn)行工況。二，是對(duì)化學(xué)水處理系統(tǒng)各個(gè)過(guò)程節(jié)點(diǎn)或端口的水質(zhì)指標(biāo)監(jiān)測(cè)進(jìn)行嚴(yán)格控制。專(zhuān)業(yè)技術(shù)人員監(jiān)測(cè)化學(xué)水處理系統(tǒng)中的各項(xiàng)水質(zhì)指標(biāo)，并將信息及時(shí)更新到管理信息平臺(tái)，使各相關(guān)部門(mén)及工作人員能夠同步掌握相關(guān)信息，繼而制定出各種調(diào)整對(duì)策和方案并高效實(shí)施。另外，通過(guò)管理系統(tǒng)數(shù)據(jù)信息的積累，為管理部門(mén)及人員制定更加科學(xué)的設(shè)備運(yùn)行方案和策略提供支持，在火電廠(chǎng)日后的化學(xué)水處理中發(fā)揮出更多的重要作用[3]。

7 結(jié)語(yǔ)

綜上所述，在火電廠(chǎng)化學(xué)水處理系統(tǒng)中，實(shí)現(xiàn)節(jié)能降耗目標(biāo)主要通過(guò)工藝及設(shè)備方面以及水資源的節(jié)約、復(fù)用等進(jìn)行優(yōu)化，同時(shí)管理升級(jí)來(lái)實(shí)現(xiàn)，各個(gè)環(huán)節(jié)協(xié)同配合，最大限度地發(fā)揮節(jié)能降耗的潛力，才能更好地助力火電廠(chǎng)節(jié)能降耗工作，實(shí)現(xiàn)企業(yè)可持續(xù)發(fā)展。

參考文獻(xiàn)

[1]火電廠(chǎng)化學(xué)節(jié)能探討，荀華，韓建春，治卿，《能源與環(huán)境》，2013（1）

[2]黔西電廠(chǎng)化學(xué)水處理技術(shù)發(fā)展與應(yīng)用，王亮，《山東工業(yè)技術(shù)》，2017（09）

[3]論電廠(chǎng)化學(xué)水處理系統(tǒng)的特點(diǎn)與發(fā)展趨勢(shì)，張麗紅，《企業(yè)導(dǎo)報(bào)》，2016（15）

[4]河源電廠(chǎng)電除鹽設(shè)備運(yùn)行經(jīng)驗(yàn)與優(yōu)化，沈健，曹韻，李媛媛，等，《中國(guó)電力》，2013（9）