淺談火電廠化學(xué)水處理系統(tǒng)的節(jié)能降耗優(yōu)化措施

路洋 閆洪江

摘要：最近幾年，伴隨著經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展，社會對于電能的需求持續(xù)增長，風(fēng)電、水電、核電等發(fā)電技術(shù)的普及為社會提供了充足的電能，其化學(xué)水處理問題也受到了廣泛關(guān)注。從電廠化學(xué)水處理系統(tǒng)的特點著眼，對其發(fā)展趨勢進(jìn)行了分析和研究，希望能為電廠化學(xué)水的處理工作提供一些參考和借鑒，減少水污染問題。

關(guān)鍵詞：電廠;化學(xué)水處理系統(tǒng);特點;發(fā)展趨勢

1 引言

在我國城市發(fā)展及經(jīng)濟(jì)建設(shè)過程中，電能始終是一種最主要的清潔能源，人們對它的重視度日益提升?，F(xiàn)階段，我國的電力主要由化石燃料的燃燒所產(chǎn)生，僅有少部分產(chǎn)生于其他新型能源。因此，大型發(fā)電設(shè)備的正常運作是確保電力生產(chǎn)正常運行的根本。隨著大型發(fā)電設(shè)備生產(chǎn)效率及相關(guān)功能的日益提升，其對水質(zhì)提出了越來越高的要求。對燃煤發(fā)電廠而言，它們只有通過運用科學(xué)的措施來確保水質(zhì)，才能使大型發(fā)電設(shè)備長久穩(wěn)定的運行?，F(xiàn)階段，電廠對水質(zhì)進(jìn)行凈化的主要措施是對化學(xué)水進(jìn)行處理，其是否可以正常運作與設(shè)備的生命周期有著密切關(guān)系。電力企業(yè)應(yīng)當(dāng)做好相關(guān)工作，以保證化學(xué)水處理技術(shù)科學(xué)有效。

2 電廠化學(xué)水處理系統(tǒng)的特點

2.1 處理設(shè)備集中化

傳統(tǒng)電廠化學(xué)水處理中，采用的設(shè)備體積和質(zhì)量巨大，功能單一且相對煩瑣，結(jié)構(gòu)較為復(fù)雜，對于運行環(huán)境也有著較為嚴(yán)格的要求，很多時候都需要將其與生產(chǎn)設(shè)備隔離開來，操作、管理、運行維護(hù)都存在較大的難度。而新時期，電廠從自身的實際情況著眼，引入先進(jìn)技術(shù)，實現(xiàn)了生產(chǎn)設(shè)備與水處理系統(tǒng)設(shè)備的集中化，通過分層布設(shè)分層管理的方式，一方面提升了設(shè)備的利用率，減少了對于廠房空間的占用，另一方面也能為操作和管理提供方便。

2.2 生產(chǎn)控制集中化

生產(chǎn)控制集中化簡單來講，就是將電廠化學(xué)水處理中繁多的子系統(tǒng)進(jìn)行整合，形成一個全新的統(tǒng)一化系統(tǒng)，將原本的模擬盤取消掉，代之以PLC（可編程邏輯控制器）配合上位機(jī)的兩級控制結(jié)構(gòu)，PLC能完成對化學(xué)水處理系統(tǒng)中所有子系統(tǒng)設(shè)備運行數(shù)據(jù)的監(jiān)控和采集，通過相應(yīng)的數(shù)據(jù)通訊接口，將采集到的數(shù)據(jù)傳輸給上位機(jī)。子系統(tǒng)之間可以經(jīng)局域網(wǎng)總線連接到位于主控制室的上位機(jī)，方便技術(shù)人員進(jìn)行水處理系統(tǒng)的集中化操作、自動化控制和遠(yuǎn)程在線監(jiān)視。

2.3 檢測方法科學(xué)化

科學(xué)技術(shù)的發(fā)展不僅帶動了水處理設(shè)備和工藝技術(shù)的更新，更使得檢測方法出現(xiàn)了很大的變化，以事故診斷為例，以往采用的是事后分析，只能在事故發(fā)生后進(jìn)行補(bǔ)救，而現(xiàn)在則可以依靠相應(yīng)的數(shù)據(jù)分析開展事故預(yù)測，提前做好預(yù)防工作，確保設(shè)備的穩(wěn)定運行。

3 火電廠化學(xué)水處理的節(jié)能措施

3.1 雙膜工藝的應(yīng)用

一直以來，環(huán)保問題都備受重視，其中，對電廠化學(xué)水處理工作的研究和實施力度非常大。雙膜工藝技術(shù)正是在這一背景下研究發(fā)展而來的。以往，電廠化學(xué)水處理以反滲透膜濾技術(shù)為支撐，雖然能夠提高化學(xué)水排放質(zhì)量，減少環(huán)境污染，但在實際操作及應(yīng)用過程中，它的產(chǎn)水率不達(dá)標(biāo)，還會排出大量濃度在30%以上的鹽水。由此可見，該技術(shù)存在明顯的缺陷，需要適當(dāng)更新或者靈活運用各類新技術(shù)。經(jīng)研究論證，使用反滲透膜濾技術(shù)的同時，適當(dāng)運用膜蒸餾技術(shù)，依托雙膜工藝，使產(chǎn)水率得到明顯提高，濃鹽水排放量能夠得到有效控制。經(jīng)實驗操作可知，雙膜工藝背景下產(chǎn)水率通常為1～0.25。倘若選用反滲膜濾技術(shù)產(chǎn)水率為75%。開展具體實驗操作時，受膜蒸餾工藝影響，產(chǎn)水率處于不斷升高狀態(tài)，由以往的75%上升了5個百分點，那么雙膜工藝背景下產(chǎn)水率也隨之上升，超過95%。實驗結(jié)果如下：當(dāng)膜蒸餾濃縮倍數(shù)處于增高狀態(tài)時，選用雙膜工藝處理后，產(chǎn)水量會明顯增加。倘若產(chǎn)水量增加時間并不是很短，而是需要經(jīng)歷特別長的周期，那么產(chǎn)水量的增加也沒有以往那么快，而是逐漸減緩。因此，選用雙膜工藝處理化學(xué)水，具備可行性，雙膜工藝產(chǎn)水率與膜蒸餾系統(tǒng)濃縮倍數(shù)成反比，如果濃縮倍數(shù)低，那么產(chǎn)水率非常高，實施效果非常好，滿足雙膜工藝背景下電廠化學(xué)水處理要求。

3.2 高頻電化學(xué)水處理系統(tǒng)

高頻電化學(xué)水處理系統(tǒng)是高頻電化學(xué)水處理系統(tǒng)是基于電吸附法開發(fā)，旨在利用離子帶電特性，通過放大電極放電強(qiáng)度，提高陰陽離子吸附性，降低離子濃度、結(jié)垢率、菌類存活率。高頻發(fā)生器產(chǎn)生低壓高頻信號，通過電場力作用，水分子在電極間有規(guī)則向征集高速運動，電極高頻變換，原系統(tǒng)中大分子團(tuán)水分子劇烈碰撞后，氫鍵受到破壞，逐步裂解成小分子水體，水體還原電位下降，系統(tǒng)飽和指數(shù)上升，對原始硬垢具有很強(qiáng)的溶解能力和滲透能力，最后以Fe3+，Ca2+，Mg2+等形式存在于循環(huán)水體，原始硬垢逐步去除。利用帶電電極表面吸附水中離子/帶電粒子的現(xiàn)象，使水中溶解鹽類及其他帶電物質(zhì)在電極表面富集濃縮而實現(xiàn)水體的凈化/淡化，水在陰陽電極之間流動時受到電場作用，水中離子/帶電粒子分別向帶相反電荷的電極遷移，被該電極吸附。儲存在電極表面所形成的雙電層中。隨著離子/帶電粒子在電極表面富集濃縮，使水中的溶解鹽類、膠體顆粒及其他帶電物質(zhì)的濃度大大降低，從而實現(xiàn)了水體的除鹽、去硬、淡化及凈化。電極入水后直接與水體接觸，在水體中形成一定輻射范圍的電場，利用電場作用及電生成氧化劑的協(xié)同作用，電場作用能夠破壞細(xì)胞膜使其形成暫時或永久性的孔洞，生成的氧化劑則可以自由的進(jìn)入細(xì)胞內(nèi)部破壞細(xì)胞結(jié)構(gòu)。通過以上原理分析、同行業(yè)應(yīng)用調(diào)研、生產(chǎn)廠家實地考察，我們認(rèn)為高頻電化學(xué)水處理系統(tǒng)可適用于我公司冷卻水系統(tǒng)的改造方案，并能有效提高循環(huán)水利用率。

3.3 采用通訊網(wǎng)絡(luò)

當(dāng)前，在電廠化學(xué)水處理系統(tǒng)中，應(yīng)用比較廣泛的PLC設(shè)備包括GE、AB、SIEMENS等，其不僅具備完善的功能，在實踐中也有著較為穩(wěn)定的表現(xiàn)。而工控機(jī)的品牌同樣有很多，如研華、ICS等，相關(guān)技術(shù)指標(biāo)都是依照最新的配置要求設(shè)置，尤其是IFIX、TOUCH等監(jiān)控軟件，更是絕佳的上位機(jī)軟件，運行效果優(yōu)秀。事實上，不僅軟件功能越發(fā)完善，配合高素質(zhì)的技術(shù)人員及承包商，可構(gòu)建出良好的綜合操作系統(tǒng)，為自動化控制及穩(wěn)定性運行提供可靠支撐。為了能適應(yīng)網(wǎng)絡(luò)時代的發(fā)展要求，很多PLC廠商都開始了對先進(jìn)網(wǎng)絡(luò)模式的研發(fā)，強(qiáng)調(diào)依照電廠化學(xué)水處理系統(tǒng)的不同控制要求解決各種突發(fā)問題，實現(xiàn)綜合性控制的針對性和有效性。子系統(tǒng)可以采用不同廠商生產(chǎn)的PLC及對應(yīng)的通信協(xié)議，配合相應(yīng)的網(wǎng)關(guān)技術(shù)或?qū)Ｓ靡蕴W(wǎng)，實現(xiàn)聯(lián)網(wǎng)操作，完成對化學(xué)水處理系統(tǒng)的集中化控制。

4 結(jié)束語

現(xiàn)階段，國家對環(huán)境問題的重視度日益提升，電廠應(yīng)當(dāng)積極采取有效措施實現(xiàn)廢水零排放。通過分析化學(xué)處理過程中添加物質(zhì)的性質(zhì)，運用有效的辦法對其進(jìn)行中和，達(dá)到廢水零排放。另外，對于鍋爐用水及處理水過程，企業(yè)應(yīng)當(dāng)積極采取先進(jìn)手段進(jìn)行完善，將水污染的問題由源頭進(jìn)行處理。

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