淺談電廠化學水處理技術

王普軍

【摘要】：為了保證汽水的質量，電廠對其所使用的鍋爐用水進行相應地處理，實行科學水處理。經過處理后得到高純凈除鹽水才能進入熱力系統，避免水中的物質與鍋爐內的物質起反應而造成熱力設備結垢或者腐蝕導致電廠在生產過程中效率下降，發生爆管的事故；才能避免出現汽輪機和過熱器的積鹽現象，防止汽輪機的出力下降或者出現嚴重地失衡導致發生重大事故。這是電廠經濟、安全運行的重要保證。本文詳細分析了電廠的化學水處理的技術，希望給有關電廠的化學水處理技術員工提供一些可以參考的理論知識。

【關鍵詞】：電廠；化學水處理；措施

中圖分類號：TM62 文獻標識碼：A 文章編號：1672-3791（2016）01（b）-0000-00

1. 引言

到目前為止，電廠是我國國民經濟發展行業中的重要組成部分，它穩定和安全運行相對于我國社會進步和經濟發展具有相當重要的意義。由于電廠中的某些熱力設備可能受到水中一些物質的作用從而產生有害的成分，使設備發生腐蝕的現象，因此電廠安全運行和化學水處理系統具有直接的關系。水中雜質對設備的破壞決定了電廠中的水必須要經過一定的處理才能被使用，該處理就是電廠中的化學水處理系統。

2. 電廠化學水處理技術發展的現狀

電廠獲得純凈除鹽水主要采用以下幾種方式

2.1 采用傳統澄清、過濾+離子交換方式，其流程如下：

原水→絮凝澄清池→多介質過濾器→活性炭過濾器→陽離子交換床→除二氧化碳風機→中間水箱→陰離子交換床→陰陽離子宮交換床→樹脂捕捉器→機組用水。

2.2 采用反滲透+混床制水方式，其流程如下：

原水→絮凝澄清池→多介質過濾器→活性碳濾器→精密過濾器→保安過濾器→高壓泵→反滲透裝置→中間水箱→混床裝置→樹脂捕捉器→除鹽水箱。

2.3 采用預處理、反滲透+EDI制水方式，其流程如下：

原水→絮凝澄清池→多介質過濾器→活性炭過濾器→超濾裝置→反滲透裝置→反滲透水箱→EDI裝置→微孔過濾器→除鹽水箱。

以上三種水處理方式是目前電廠獲得純凈除鹽水的主要工藝，其它的水質凈化流程大都是在以上三種制水方式的基礎上進行不同組合而搭成的制水工藝流程。

三種制水方式的優缺點：

（1） 第一種采用澄清、過濾+離子交換的優點在初期投資少，設備占用地方相對較少，其缺點是離子交換器失效需要酸、堿進行再生來恢復其交換容量，需大量耗費酸堿。再生所產生的廢液需要中和排放，后期成本較高，容易對環境造成破壞。

（2） 第二種采用反滲透+混床，這種制水工藝是化學制取超純除鹽水相對經濟的方法，只需對混床進行再生，而且經過反滲透半除鹽處理的水質較好，緩解了混床的失效頻度。減少了再生需要的酸、堿用量，對環境的破壞相對較小。其缺點是在投資初期反滲透膜費用較大，但總的比較相對劃算，多數電廠目前考慮接受這種制水工藝。

（3） 第三種采用預處理、反滲透+EDI的制水方式也稱全膜法制水。這種制水方法不需要用酸、堿進行再生就可以制取純凈除鹽水，不會對環境造成破壞。是目前電廠最經濟，最環保的化學制水工藝，但其缺點是設備初期投資相對前面兩種制水方式過于昂貴。

3. 電廠化學水處理措施

3.1 補給水的處理措施

電廠在生產鍋爐的補給水處理中，關系到生產安全與效率。目前隨著科學技術的快速發展，電廠關于環保節能的理念深入人心，過去傳統的離子交換、澄清過濾或混凝等比較落后的技術已經逐漸被摒棄，現如今新的纖維材料廣泛應用于過濾設備，不僅除去了膠體，微生物以及一些顆粒的懸浮物等，在過濾中也具有較強的吸附、截污能力，取得了相關當好的效果。膜分離技術被采用，當前反參透占主導地位，反滲透技術能除去水中90%以上離子，如水中有機物、硅有較好的去除率。由于膜分離技術具有明顯的優勢，因此在鍋爐補給水的處理中節約了大量的由于離子交換或澄清過濾等落后技術在運營時產生廢水排放的費用，同時過去操作復雜和排放困難的許多問題也得到了改進。新的膜分離的技術不僅達到了環保的要求。當水中的氯含量比較高時，可以采用活性碳過濾或者使用水質還原劑來進行處理。而混床在除鹽處理的作用仍占有重要的位置，混床除鹽技術相對成熟、可靠，混床的功能具有其他除鹽所無法替代的作用。目前將超濾、反滲透裝置和電滲淅除鹽技術有效的搭配，形成高效的除鹽工藝，不需要酸、堿再生劑，只通過對水電離出來的H+和OH-即可完成再生的作用，從而完成電滲淅的再生、除鹽。這種制水工藝將是電廠化學制水的發展方向。

3.2給水的處理措施

對電廠鍋爐的給水處理也是提高生產效率的關鍵因素，目前，在鍋爐給水的處理上我國都采用除氧劑和除氧器的方式來進行，主要采用氨和聯氨的揮發性進行處理，而當水質穩定以后才可以利用中性和聯合處理的方式。采用聯氨技術具有一定的優勢，但是它同時存在一定的局限性，例如，水的溫度太低時，去除氧氣的速度很慢，而且如果分解的溫度太高時又具有很強的毒性。如果不小心污染到工作人員的身體，則會對燃氣電廠中工作人員的身體健康造成損失。因此，當前國內一些電廠開始使用給水加氧的方式對鍋爐給水進行處理，其方法是創造氧化還原氣氛，取得了較好效果。在低溫條件下也能形成保護膜，從而起到防止腐蝕的發生，這種方法避免使用有毒害性藥品聯氨，同時給水PH只需控制在8.7～8.9之間，節省了用氨量。使鍋爐酸洗周期延長，機組的運行成本有效的降低了，采用此種運行方法需要使用高純凈的給水。

3.3鍋爐爐水的處理措施

鍋爐爐水的處理技術長期以來都使用爐內磷酸鹽處理技術，以前的鍋爐參數較低是該技術能夠得到長期廣泛應用的主要原因，爐水中常常存在著大量的鈣、鎂離子，在一定的工況下，鍋爐內就非常容易結垢，將磷酸鹽投入鍋爐內，使水中的硬度和磷酸鹽形成磷酸鹽水垢經鍋爐定排或連排除掉，利用磷酸鹽處理技術不僅起到了較好的除垢效果，同時防腐效果也非常明顯。但隨著鍋爐參數不斷的提高，磷酸鹽的“隱藏”現象越來越嚴重，由此引起的酸性腐蝕。而且高參數機組的鍋爐補給水系統已全部采用二級除鹽，凝結水系統設有精處理裝置。爐水中基本沒有硬度成分，磷酸鹽處理的主要作用也從除硬度轉為調整pH 值防腐。因此，近年來人們又提出低磷酸鹽處理與平衡磷酸鹽處理。低磷酸鹽處理的下限控制在0.3～0.5mg/L，上限一般不超過2～3mg/L。平衡磷酸鹽處理的基本原理是使爐水磷酸鹽的含量減少到只夠與硬度成分反應所需的最低濃度，同時允許爐水中有小于1mg/L 的游離NaOH，以保證爐水的pH 值在9.0～9.6 的范圍內。

3.3凝結水處理措施

目前直流鍋爐、絕大部分300MW及以上的高參數機組均配備有凝結水處理裝置，主要配備除鐵器+混床、前置過濾器+混床、凝結水再生系統。凝結水處理系統主要是凈化凝結水由于機組運行和啟、停過程的金屬腐蝕物及凝汽器泄露帶入水中鹽分，保證機組水汽品質，縮短機組啟動時間，延長熱力系統酸洗間隔，滿足部分電廠有加氧的水質要求。

3.4循環水處埋措施

循環水是電廠耗水大項，提高循環冷卻水系統的濃縮倍率是減少循環水耗損的技術途徑。早期循環水處理的濃縮倍率不大于2.5，現在采用循環水加入有機阻垢劑、殺菌滅藻劑、緩蝕劑手段，根據循環水水質用綜合處理工藝可大幅提高循環水的濃縮倍率。這是加強循環水處理技術的重點，我國在循環水濃縮倍率方面與發達國家還存在著一定的差距，所以應該加大研究力度，從而提高循環水的重復利用效率，減輕對環境和水體的二次污染。

3.5廢水處理措施

電廠工業廢水主要來源于機組事故或啟動時排放的鍋爐酸洗廢水以及鍋爐補給水處理系統酸堿廢液。這些廢液分別被輸送至廢水貯存池，經壓縮空氣攪拌均勻、加酸或堿調節廢液pH值、加混凝劑混合、反應后進入斜板澄清器澄清，出水經過濾器過濾后進入中和池，再加入酸、堿調節pH值后，最終達標回用或排放。

4. 電廠化學水處理控制單元的集中化

對于電廠化學水處理的傳統工藝流程以往采取的是模擬盤控制的模式。隨著技術進步，當下有很多的電廠以方便維護管理為目的，把許多子系統聚合到一起，形成了一個圈套的系統，接上PLC 設備協調操作，使化學水處理的整個控制流程都分布比較集中，管理比較方便，也有利于快捷的維護系統。可以根據PLC裝置對所有子系統具有收集數據信息的功能和在現代化數據傳輸的各種技術，來控制所有的子系統，進而實現了分開式的操作和自動化的監測及管控。

5. 結語

隨著社會經濟的不斷進步，電廠在社會的發展中起到了重要的作用，因此只有合理地應用化學水處理系統，有效地保證水的質量，才能使電廠的水處理效率提高，保證實現電廠的經濟效益。化學水處理是提高電廠發電效率的關鍵，保證熱力設備的運行的穩定性具有極其重要的作用。是避免在水循環的過程中出現水垢或者積鹽現象的重要工藝手段。分析和研究電廠中化學水處理技術的目的是為了提高水處理的效率，降低電廠的生產成本，提高經濟效益以及社會效益。