淺談極化水處理技術(shù)在火電廠循環(huán)水系統(tǒng)中的研究與應(yīng)用

張芳芳 梁志國（棗礦集團田陳煤礦富源熱電公司 山東棗莊277523）

隨著全民低碳環(huán)保意識的不斷增強，人們對節(jié)能、減排有了更高的理解，有著強烈的社會責(zé)任感和環(huán)保意識。對節(jié)能減排的重視已從注重經(jīng)濟效益轉(zhuǎn)變?yōu)殛P(guān)注水資源的高效利用和環(huán)境保護。極化水處理技術(shù)是滿足企業(yè)環(huán)保、節(jié)能、減排多方面的要求的一種新型水處理技術(shù)。經(jīng)過近幾年的推廣已成功在多家火電廠循環(huán)水系統(tǒng)中使用，使用效果不論是在經(jīng)濟方面還是的環(huán)境效益方面都收到了很好的效果。

一、采用水處理藥劑處理循環(huán)水存在的問題分析

我電廠循環(huán)水系統(tǒng)保有水量為10000m3，循環(huán)水量為5000m3/h,補水量為150m3/h，循環(huán)水濃縮倍率一般控制在2.0-2.5之間。之前的水處理方式為采用投加阻垢劑和緩蝕劑來解決凝汽器銅管及循環(huán)水系統(tǒng)的結(jié)垢與腐蝕問題，通過定期投加殺菌滅藻劑來解決水系統(tǒng)藻類的產(chǎn)生。經(jīng)過近八年時間的運行，年水處理藥劑費用約在120萬元左右，水費約135萬元。雖然運行成本較高，但是仍存在循環(huán)水水系統(tǒng)結(jié)垢、腐蝕等問題，尤其是凝汽器出口端由于溫度較高，結(jié)垢問題仍比較嚴(yán)重，每次停爐檢修都要對凝汽器銅管內(nèi)部進行高壓水清洗，非常不經(jīng)濟。

二、采用極化水處理技術(shù)處理循環(huán)水的可行性

1.理論依據(jù)

分子的正、負(fù)電荷中心在無外場時不重合，分子存在極性。

（1）防垢原理

水分子結(jié)構(gòu)中由于氫氧原子不對稱，使水分子具有極性。水分

在通過極化場時其結(jié)構(gòu)發(fā)生改變，極性加強，循環(huán)水中的陰、陽離子與極性水分子正、負(fù)端親和力加強。當(dāng)達到足夠的強度時，這種親和力使陰、陽離子較牢固的分布在極性水分子的正、負(fù)極兩端，并被大量的極性水分子包圍，不能自由運動，防止循環(huán)水中陰陽離子結(jié)合沉積生成水垢。

（2）除垢及殺菌、滅藻原理

水在極化場的極化作用下產(chǎn)生大量的“自由”電子，這些“自由”電子被循環(huán)水中溶解的O2吸收，生成 O2-、H 2O2等活性氧自由基。活性氧自由基作用如下：

①循環(huán)水中存在大量O2-、H 2O2等活性氧自由基，菌藻類無法生長；

②活性氧自由基，對已生成的垢類具有很強的破壞作用。

（3）緩蝕原理

①陰離子被水分子包圍，減少陰離子對管壁的化學(xué)腐蝕；

②菌藻類無法生存，從而避免了微生物對管壁的生物腐蝕；

③自由電子被O2吸收生成O2-、H 2O2、OH-等活性氧自由基與器壁作用產(chǎn)生一層氧化被膜，防止腐蝕。

綜上所述，極化水處理技術(shù)應(yīng)用于電廠循環(huán)水系統(tǒng)可以起到阻垢、緩蝕、滅藻的目的，是完全可行的。

2.極化水處理與加藥處理的區(qū)別

循環(huán)水的結(jié)垢:循環(huán)水中Ca(HCO3)2在凝汽器受熱產(chǎn)生分解:

加藥處理

藥劑防垢：Ca(HCO3)2受熱分解產(chǎn)生的Ca2+與藥劑生成：

（1）Ca2+的絡(luò)合物；

（2）Ca2+被包圍阻止了Ca2+和CO32-結(jié)合；

加藥殺菌滅藻：一般定期投加殺滅的菌藻劑，易產(chǎn)生大量的菌藻尸體成為生物粘泥。

藥劑緩蝕：緩蝕藥劑在系統(tǒng)壁吸附或沉積一層膜起到緩蝕作用。

極化處理

極化水處理防垢：Ca(HCO3)2受熱分解產(chǎn)生的Ca2+離子和CO32-離子被極性水分子分別包圍，

阻止Ca2+和CO32-結(jié)合生成垢類，防止循環(huán)過程中結(jié)垢。

當(dāng)Ca2+離子和CO32-離子循環(huán)到冷卻塔池子相對死水區(qū)域時，由于水分子極性減弱，不能較牢固的包圍住時，Ca2++和CO32-相互結(jié)合在冷卻池析出。

三、極化水處理使用技術(shù)要求

1.必須加酸控制循環(huán)水的PH 8.0-8.6，加酸地點應(yīng)在循環(huán)水池循環(huán)水泵入水口處，連續(xù)投加；

2.投球數(shù)量應(yīng)符合《電力行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)》之要求的高限7%-13%為宜，膠球應(yīng)選擇標(biāo)準(zhǔn)剝皮膠球；

3.特別注意及時更換直徑小于凝汽器管徑或破損的膠球，根據(jù)膠球生產(chǎn)廠家的要求，一般2-3個月應(yīng)全部更換一次膠球；

4.膠球清洗裝置的運行每次不低于6小時，

5.極化水處理系統(tǒng)正常運行過程中，循環(huán)水的濃縮倍率應(yīng)穩(wěn)定，避免忽高忽低；

6.使用極化水處理初期，應(yīng)在2-3個月檢查輔機情況，確保運行安全。

結(jié)論

所有使用極化水處理技術(shù)的用戶，循環(huán)水的濃縮倍率均控制在5～6倍以上，符合GB50050要求，達到了較好的節(jié)水效果，在處理效果上高濃縮倍率時，完全能夠達到加藥時的效果，可滿足防垢、緩蝕、防止菌藻的安全要求。節(jié)水效果非常顯著，適用的水質(zhì)范圍較廣，運行管理方便。可以完全代替?zhèn)鹘y(tǒng)加藥處理。對企業(yè)環(huán)保減排有重要意義。

[1]呂敏.火電廠的腐蝕故障[J].防腐蝕知識大講堂.2006（2）.

[2]勞添長.火電廠腐蝕控制技術(shù)[J].第三屆中國國際腐蝕控制大會.2005（11）.

[3]周軍.火力發(fā)電廠的腐蝕與對策[J].華北電力技術(shù).2008（12）.

[4]陳波.電廠化學(xué)若干問題的探討[J].大眾科技,2004,(09).

[5]田雅瓊.淺析反滲透技術(shù)在電廠化學(xué)水中的應(yīng)用[J].中州煤炭,2002,(05).

[6]許琦,楊向東,孫國良,任志平.電廠化學(xué)水處理DCS的應(yīng)用研究[J].中國電力,2005,(07).

[7]曹杰玉,陳潔.電廠鍋爐化學(xué)清洗需注意的幾個問題[J].中國電力,2003,(07).