電廠化學(xué)水處理運(yùn)行中存在的問(wèn)題及應(yīng)對(duì)措施

黃突(國(guó)電泉州熱電有限公司，福建 泉州 362804)

0 引言

現(xiàn)階段從電力供應(yīng)的方式及結(jié)構(gòu)上來(lái)看，其主要模式是通過(guò)固定熱源，催生大量的蒸汽帶動(dòng)燃汽輪機(jī)，以此來(lái)推動(dòng)轉(zhuǎn)子與定子之間發(fā)生相互運(yùn)動(dòng)從而產(chǎn)生電力能源。這也促使化學(xué)水成為形成電力資源的重要媒介[1]。但是因其獨(dú)特的水源性質(zhì)、復(fù)雜的運(yùn)行體系以及長(zhǎng)期不間斷的實(shí)踐作業(yè)等條件出現(xiàn)，在電力系統(tǒng)作業(yè)量持續(xù)擴(kuò)大的階段內(nèi)，為化學(xué)水順利運(yùn)行帶來(lái)了嚴(yán)峻挑戰(zhàn)。如何能夠避免給水工作期間，提升工作效率和質(zhì)量，是當(dāng)下電力供應(yīng)保障部門所面臨的重要問(wèn)題之一。

1 現(xiàn)階段電廠化學(xué)水運(yùn)行的主要內(nèi)容

1.1 電廠化學(xué)水處理運(yùn)行的主要內(nèi)容

正如上述中所提到的那樣，電力產(chǎn)生的本質(zhì)是通過(guò)燃?xì)忮仩t進(jìn)行能量傳遞，在相互力的作用下在固定區(qū)域內(nèi)形成電力磁場(chǎng)，形成電流而多數(shù)電流匯集在一起就成為了通常人們所使用的電力能源[2]。而在此過(guò)程中能量的傳遞依靠高壓或者超高壓環(huán)境下的水蒸氣進(jìn)行傳遞，但是在自然狀態(tài)環(huán)境下靜態(tài)水存在較多的雜質(zhì)，包括二氧化碳、鈉、鎂、碳酸根等雜質(zhì)離子，水指標(biāo)無(wú)法達(dá)到電廠鍋爐的使用指標(biāo)，需要予以剔除成為除鹽水，才能作為傳動(dòng)介質(zhì)被應(yīng)用在動(dòng)能轉(zhuǎn)化當(dāng)中。實(shí)現(xiàn)汽化促使能夠轉(zhuǎn)變?yōu)樗魵猓瑥亩苿?dòng)汽輪機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)。

1.2 化學(xué)水運(yùn)行的基本技術(shù)工藝流程

按照自然水從外界進(jìn)入到電廠到最終實(shí)現(xiàn)能量轉(zhuǎn)變這一過(guò)程，化學(xué)水的處理運(yùn)行技術(shù)工藝流程主要被分為兩個(gè)階段：(1)取水階段，就是將外界特定水源地進(jìn)行取水操作，通過(guò)專用管道引入到電廠內(nèi)的儲(chǔ)水罐進(jìn)行封存。并在此時(shí)對(duì)水體進(jìn)行去除雜質(zhì)、去除多余離子等操作，避免水體微量物質(zhì)與相關(guān)設(shè)施發(fā)生化學(xué)反應(yīng)[3]；(2)輸送階段，在完成初期加藥作業(yè)后，通過(guò)保安過(guò)濾器、超濾、反滲透、EDI等設(shè)備進(jìn)行二次過(guò)濾處理，待任務(wù)結(jié)束后加入氨水調(diào)節(jié)pH后直接被輸送到鍋爐主廠房?jī)?nèi)。其重點(diǎn)在于對(duì)水源的選擇、雜質(zhì)的清除以及水體狀況的實(shí)施監(jiān)控。

2 實(shí)施電廠化學(xué)水操作所面臨的技術(shù)難點(diǎn)

2.1 在凈化水源存在的難點(diǎn)

當(dāng)下電廠發(fā)電對(duì)于水的供應(yīng)采集地域主要集中于自來(lái)水廠、河流、湖泊等在內(nèi)特定供應(yīng)范圍。而在該區(qū)域內(nèi)水的形成，是通過(guò)自然界內(nèi)水循環(huán)過(guò)程得以積攢獲取。其水質(zhì)內(nèi)包含了大量粉塵顆粒、砂石以及化學(xué)元素。其物質(zhì)結(jié)構(gòu)蘊(yùn)藏著較多數(shù)量、種類的鹽離子。這些離子物質(zhì)在水流動(dòng)的作用下與其他元素重新進(jìn)行重組，形成新的物質(zhì)沉淀，長(zhǎng)此以往沉淀物的不斷積累造成供水管網(wǎng)阻塞，無(wú)法保障電廠內(nèi)正常水量供給。因此其難點(diǎn)在于電廠內(nèi)既要確保使用水資源凈化程度要高，符合相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)，又要保障水源總量要充足。

2.2 在除銹防氧存在的難點(diǎn)

主要表現(xiàn)在氧分子與供水管道及儲(chǔ)水罐體等金屬部位發(fā)生氧化反應(yīng)，從而影響水體質(zhì)量，并降低其安全使用效益。一方面，鍋爐內(nèi)高溫、高壓的特定環(huán)境中，水體內(nèi)氧分子在溫度不斷變化的催動(dòng)下變的異?；钴S，容易與鐵、鈉等金屬物發(fā)生反應(yīng)。這也使得管體與管壁在反應(yīng)中其材質(zhì)的穩(wěn)定性受到外界干擾，遭到了侵蝕厚度、硬度以及抗壓力指數(shù)縮小，無(wú)法達(dá)到前期管道設(shè)計(jì)的技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)。另一方面，金屬離子隨著外部水源不斷涌入，其數(shù)量和種類進(jìn)一步增加，與水體內(nèi)固有氧分子發(fā)生反應(yīng)從而形成了新的氧化鐵等沉積物，致使輸水管道阻塞幾率增大，鍋爐四管結(jié)垢腐蝕情況加劇。

2.3 輔助系統(tǒng)水供應(yīng)的難點(diǎn)

首先表現(xiàn)為如何控制水源內(nèi)水體的酸堿度，盡可能的減少pH值過(guò)大或過(guò)小造成與輔助設(shè)施金屬構(gòu)件及其他等離子發(fā)生化學(xué)反應(yīng)接觸面積。受地質(zhì)因素的影響，部分地域內(nèi)鹽堿地分布較為廣泛，水質(zhì)所含鹽離子較多種類豐富，但對(duì)于大型電廠需取用充足的水源，采用合適的水處理方法處理合格。

其次表現(xiàn)為去除不同離子所加注的藥劑使用數(shù)量控制難度增大。前者所微量物資的增多，需要通過(guò)加注不同試劑對(duì)水體進(jìn)行改良，以促使其能夠達(dá)到使用標(biāo)準(zhǔn)。

2.4 在化學(xué)危險(xiǎn)品管理存在的難點(diǎn)

為了確?；瘜W(xué)水在運(yùn)行過(guò)程當(dāng)中的穩(wěn)定性，避免與鐵質(zhì)管壁或其他電離子物質(zhì)發(fā)生反應(yīng)，會(huì)在水體內(nèi)加入不同種類的化學(xué)試劑以改良水分子的內(nèi)部結(jié)構(gòu)符合電廠化學(xué)水的數(shù)據(jù)指標(biāo)要求，這也就進(jìn)一步增加了對(duì)化學(xué)危險(xiǎn)品的使用數(shù)量。然而通常情況下化學(xué)試劑因其特殊分子結(jié)構(gòu)，致使受溫度、氣壓、濕度等外界因素影響較大，在存儲(chǔ)與使用過(guò)程期間存在安全隱患。

目前電廠內(nèi)使用的化學(xué)危險(xiǎn)品按照不同形態(tài)劃分主要有爆炸品、壓縮氣體與液體、易燃固體等物質(zhì)。以氨水(NH3·H2O)為例子，根據(jù)其化學(xué)分子式可以得知物質(zhì)表現(xiàn)出弱堿性質(zhì)，能夠改變化學(xué)水中的酸堿度。但同時(shí)該物質(zhì)具有濃烈刺鼻的氣味，易于揮發(fā)。長(zhǎng)期在氨水使用區(qū)域會(huì)對(duì)人體本身造成刺激與腐蝕作用。高濃度的氨水還會(huì)引發(fā)燃燒危險(xiǎn)，這也對(duì)于正確科學(xué)使用氨水增加難度。

3 電廠化學(xué)水運(yùn)行處理中存在的主要問(wèn)題

3.1 缺乏對(duì)運(yùn)行設(shè)施的維護(hù)與保養(yǎng)

當(dāng)下化學(xué)水處理所涉及使用到的設(shè)施包括水箱、水泵、加藥器、管網(wǎng)、計(jì)量泵等。然而在實(shí)踐作業(yè)中化學(xué)水處理過(guò)程表現(xiàn)出較長(zhǎng)的持續(xù)性，為確保鍋爐穩(wěn)定運(yùn)行，對(duì)于水源供應(yīng)將會(huì)采取接連不斷形式。任何運(yùn)行環(huán)節(jié)出現(xiàn)的短暫停滯都將對(duì)整個(gè)體系運(yùn)行造成阻礙。導(dǎo)致部分作業(yè)人員沒(méi)有按照規(guī)定的期限，對(duì)管道、儲(chǔ)水罐、加藥器等設(shè)備進(jìn)行定期維護(hù)與保養(yǎng)，致使沉積物總量逐漸增加。

3.2 未按照規(guī)定的技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行作業(yè)

以清除鍋爐內(nèi)結(jié)垢為例子。結(jié)垢的產(chǎn)生是水體與鍋爐內(nèi)壁發(fā)生碰撞接觸，水源內(nèi)的微量物質(zhì)與金屬發(fā)生反應(yīng)形成了鈣化沉淀物。如未對(duì)其鍋爐內(nèi)部及時(shí)進(jìn)行結(jié)垢清理則會(huì)爆管造成設(shè)備停機(jī)，嚴(yán)重影響發(fā)電設(shè)備運(yùn)行。然而部分業(yè)務(wù)人員為了加快清潔速度，提高清潔效率。往往會(huì)加大對(duì)清潔藥劑的投送劑量。雖然在一定程度上加快了清潔進(jìn)度疏通了管網(wǎng)，但大劑量的藥物投送容易造成清潔過(guò)度，多余的藥物會(huì)在分化完表面鈣化物質(zhì)以后，繼續(xù)與裸露出來(lái)的管壁發(fā)生新的化學(xué)反應(yīng)，產(chǎn)生出新的沉淀物在水流沖擊下，對(duì)其他區(qū)域造成新的腐蝕和結(jié)垢。

3.3 缺乏對(duì)化學(xué)水體系運(yùn)行的監(jiān)控

按照工藝流程走勢(shì)來(lái)看，化學(xué)水從產(chǎn)生之初到最終發(fā)揮運(yùn)行效益，其水性質(zhì)狀態(tài)發(fā)生了無(wú)數(shù)次的轉(zhuǎn)化，水體從液態(tài)到汽態(tài)轉(zhuǎn)變、內(nèi)部物質(zhì)從單一到復(fù)雜、反應(yīng)種類進(jìn)一步增加，任何一次形態(tài)的轉(zhuǎn)變都會(huì)對(duì)化學(xué)水結(jié)構(gòu)形成限制條件，而不同轉(zhuǎn)變都會(huì)對(duì)蒸汽鍋爐工作效率產(chǎn)生重要的影響。

4 創(chuàng)新優(yōu)化電廠化學(xué)水運(yùn)行模式的主要措施

4.1 建立并完善化學(xué)水運(yùn)行管理體系

首先根據(jù)前期化學(xué)水運(yùn)行設(shè)計(jì)流程，結(jié)合實(shí)際現(xiàn)場(chǎng)工作現(xiàn)狀，制定并提升化學(xué)水運(yùn)行管理體系。重點(diǎn)圍繞對(duì)化學(xué)水設(shè)施日常維護(hù)制度的構(gòu)建與推廣，加強(qiáng)對(duì)水質(zhì)實(shí)現(xiàn)實(shí)時(shí)監(jiān)控的規(guī)劃方案。針對(duì)實(shí)踐作業(yè)中存在的技術(shù)運(yùn)用、藥劑把控等技術(shù)要求，對(duì)關(guān)鍵環(huán)節(jié)進(jìn)行嚴(yán)格把控，確保設(shè)備運(yùn)行狀態(tài)達(dá)到最佳值。

其次增強(qiáng)對(duì)信息數(shù)據(jù)錄入的準(zhǔn)確度。特別是包括水體內(nèi)微量元素都是以微克、毫克為計(jì)量單位。細(xì)微數(shù)據(jù)變化幅度能夠反映出水質(zhì)在特定環(huán)節(jié)內(nèi)的現(xiàn)狀，為日后持續(xù)更新和完善管理細(xì)則提供充分的信息支援。

4.2 強(qiáng)化協(xié)調(diào)化學(xué)水的技術(shù)工藝流程

以EDI制水技術(shù)應(yīng)用為例子，該技術(shù)的誕生在電廠化學(xué)水運(yùn)行體系當(dāng)中還處在探索實(shí)踐階段，其工作原理和操作方式與傳統(tǒng)化學(xué)水生產(chǎn)模式發(fā)生變化，其反應(yīng)效率和產(chǎn)生品質(zhì)量表現(xiàn)出良好的狀態(tài)，逐步得到了使用機(jī)構(gòu)的廣泛好評(píng)。

技術(shù)原理是以電滲透與離子交換技術(shù)進(jìn)行優(yōu)化重組，通過(guò)陰陽(yáng)離子表面交換膜與離子本身產(chǎn)生滲透作用，并在直流電場(chǎng)的影響下實(shí)現(xiàn)離子的定向分離，將化學(xué)水內(nèi)特定雜質(zhì)進(jìn)行處理。過(guò)程主要分為幾個(gè)步驟：第一，通過(guò)在RO膜處加注水源通過(guò)EDI裝置后進(jìn)入到化學(xué)水儲(chǔ)藏室；第二，水源內(nèi)為過(guò)濾掉的離子通過(guò)滲透作用被吸附在RO膜表面；第三，增加直流電在電能的驅(qū)動(dòng)下，提高離子運(yùn)動(dòng)的速度，從而提煉高純度的水源并應(yīng)用到電廠內(nèi)化學(xué)水作業(yè)當(dāng)中。

4.3 實(shí)現(xiàn)對(duì)化學(xué)水處理技術(shù)創(chuàng)新改革

一方面，以FCS技術(shù)為基礎(chǔ)，實(shí)現(xiàn)對(duì)設(shè)計(jì)、監(jiān)控等操作自動(dòng)化智能化升級(jí)換代。充分利用微電子技術(shù)、高分辨靈敏傳感技術(shù)，構(gòu)建化學(xué)水運(yùn)行的信息化操作平臺(tái)。將雜質(zhì)成分變化與水體結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)變通過(guò)智能化自動(dòng)設(shè)施進(jìn)行信息采集，強(qiáng)化對(duì)其控制的信息精準(zhǔn)度。

另一方面，改善對(duì)催化反應(yīng)藥劑的投放種類及數(shù)量。一是要根據(jù)水質(zhì)本身所具備的酸堿度，選擇恰當(dāng)?shù)乃巹┢贩N，例如：根據(jù)“酸堿中和”的化學(xué)定律，對(duì)于酸性水質(zhì)可采用投放弱堿性物質(zhì)，對(duì)于堿性水質(zhì)則可以采用弱酸性物質(zhì)。二是要嚴(yán)格控制藥劑用量，避免出現(xiàn)用料過(guò)多造成二次反應(yīng)和物資浪費(fèi)等不良現(xiàn)象出現(xiàn)。

4.4 培養(yǎng)并提升操作人員的職業(yè)素養(yǎng)

圍繞提高操作人員綜合職業(yè)素養(yǎng)為原則，做著力提升操作者職業(yè)道德和崗位技能。嚴(yán)格遵照技術(shù)規(guī)范標(biāo)準(zhǔn)，進(jìn)行化學(xué)水操作處理，不定期利用空余時(shí)間進(jìn)行崗前安全培訓(xùn)，在不斷學(xué)習(xí)中增強(qiáng)業(yè)務(wù)員安全作業(yè)意識(shí)，樹(shù)立正確的職業(yè)道德觀念。另外，重點(diǎn)對(duì)監(jiān)控環(huán)節(jié)分布、投放藥劑控制、智能化設(shè)施操作技能等技術(shù)進(jìn)行培訓(xùn)學(xué)習(xí)。讓其能夠在理論學(xué)習(xí)與實(shí)踐操作中轉(zhuǎn)化自如，明晰洞察電廠化學(xué)水處理的關(guān)鍵節(jié)點(diǎn)，從源頭降低事故發(fā)生率，保障企業(yè)和員工的人身財(cái)產(chǎn)安全。

5 結(jié)語(yǔ)

綜上所述，由于化學(xué)水運(yùn)行當(dāng)中的特殊性，對(duì)于提高整體電力保障效益產(chǎn)生了重要促進(jìn)作用，特別是在能源需求緊張的時(shí)代表現(xiàn)尤為突出。為此應(yīng)當(dāng)從管理、工藝、技術(shù)、人員四個(gè)方面進(jìn)行調(diào)整，完善管理體系、嚴(yán)守工藝流程、智能化升級(jí)、提升職業(yè)素養(yǎng)，進(jìn)而推動(dòng)實(shí)現(xiàn)電廠化學(xué)水處理效益最大化。