火力發電廠鍋爐化學水處理技術研究

張家虎

（廣州粵能電力科技開發有限公司,廣州 510080）

0 引言

蒸汽是火力發電廠正常發電的重要能源，一般是靠鍋爐燒水產生熱能，繼而帶動汽輪機運轉，發電機則將機械能轉化為電能。鍋爐用水可分為原水、補給水、凝結水、排污水多種，其水質非常關鍵。如果水質不達標，極易引起鍋爐結垢，對鍋爐等設備造成腐蝕，不但浪費燃料，增加成本，還會降低鍋爐性能，甚至影響到正常發電[1]。所以，如何科學地處理鍋爐水成了考慮的重點，應加強此方面的技術研究。

1 除氧防腐技術

鍋爐給水是產生熱能的基礎，水中往往含有氧和二氧化碳，對金屬部件有著一定的腐蝕性。氧腐蝕作為一種電化學腐蝕，在鍋爐系統中頗為常見，出現腐蝕后，通常會形成黑色、黃褐色等產物。隨著腐蝕面積擴大，一旦給水系統、省煤器等被波及，破壞非常嚴重，即便進行清除，也會留下不同程度的陷坑。火電廠鍋爐多采用鋼結構，很容易被給水中的溶解氧腐蝕。二氧化碳亦是如此，存在游離的二氧化碳時，水呈酸性，此類酸性物質會引起氫去極化腐蝕。所以，為提高防腐蝕性，除氧是應用較多的方法，具體又可分為物理除氧、化學除氧、電化學保護法等，物理法較為簡單，一般可選擇熱力除氧法，將水不斷加熱，隨著蒸汽的增加，水中的氣體會被排出，直到水面上各種氣體的分壓力接近零值。但該方法會消耗大量蒸汽，并不利于節能。

化學除氧是指利用某些物質與鍋爐材質之間的化學反應來達到預期目的，比如鋼屑除氧法、化學藥劑除氧法。常用的藥劑有亞硫酸鈉、氫氧化亞鐵、聯氨等，剛屑除氧是指使用鋼屑過濾器，在鋼屑被氧化的同時，水中的溶解氧也被除掉。但如果水中含氧量較多，流速就會變慢，在小型鍋爐房中使用較多。整體來說，除氧效果一般，適合作為輔助措施[2]。亞硫酸鈉除氧具有成本低、操作簡單、安全性高等優點，亞硫酸鈉與氧氣發生反應，會生成硫酸鈉。不足之處在于亞硫酸鈉的投放量不易控制，且排污量很大。

隨著科學技術的進步，解析除氧、樹脂除氧等方法逐步興起。以解析除氧為例，令給水與不含氧的氣體充分結合，將水中的溶解氧解析到氣體中，直至脫氧。該方法作為一種新技術，優勢更為明顯，無需對給水進行預熱，可以避免鍋爐房的消耗；設備所占空間不大，節約基礎建設方面的投入。另外，其除氧效果也非常好，對環境污染較小，比如當前的新型解析除氧器，應用不斷增多，不足之處在于只能除氧，對水中其他的氣體無用，而且對除氧水箱的密封性要求很高，否則會影響到除氧效果。

2 加氧防腐技術

如果鍋爐給水的水純度很高，常會選擇加氧措施，以實現防腐目的。隨著水質純度提升，金屬會變得有些鈍化，加氧后會引起金屬表面出現極化，并獲得鈍化電位，進而形成一層保護膜，可有效防止金屬被腐蝕。加氧時需注意，確保金屬表面供養均勻。加氧防腐技術的優勢在于，能夠有效解決因水流加速引起的腐蝕，水冷壁管內形成氧化膜后，還能使得鍋爐壓差增高。

另外，排污也是鍋爐化學水處理考慮的重點。污垢在鍋爐中頗為常見，因為鍋爐給水中含有部分雜質，在長期加熱下，水不斷蒸發，會帶走一些雜質，但還有一大部分留在鍋爐內，逐漸形成污垢，直接損害到導熱性能。若不及時發現，必然會導致能源消耗增加，火電廠

經濟損失嚴重，而且隨著污垢的堆積，設備導熱性能迅速下降，嚴重時可能會引起安全事故。為更好地排污，除了加大檢查力度，還要采取科學的處理方法。磷酸鹽是處理鍋爐污垢的常用藥品，具有良好的防鈣垢功能，有時還能防止堿性腐蝕。不論是形成的水渣，還是含鹽量、含硅量超標，都會對蒸汽品質造成很大影響，進而關系到電力質量。這些污垢大量堆積，極易堵塞爐管，致使鍋爐不能正常運行。除了加藥物處理，還經常會先放掉一部分鍋爐水，然后補給同量的水，以達到排污效果。

3 膜分離技術

膜分離技術21世紀的新技術，在飲用水、工業用水、海水淡化等領域的應用越來越多。膜指的是一種具有分離過濾功能的介質，在電場、壓力等作用下，水中的部分物質會被攔截，另外一部分物質則能穿透膜，最終使得不同組分被分離。該技術具體可分為反滲透、超過濾、電滲析、微孔膜過濾等種類，由于膜分離多為物理變化，所以不會造成太多能量的消耗，且所用設備簡單，操作難度較小，以至應用范圍越來越廣。

此技術的核心是膜的性能和選擇，水中含有不同的物質，其物理性質和化學性質都不同，膜正是利用這一特點，才能完成分離工作。在對鍋爐水進行處理時，可嘗試該方法，能有效地將水中雜質進行分離，減少各類物質對鍋爐的損害。不僅如此，膜分離技術還適用于工業廢水處理、污水處理。

膜分離技術的作用日益突出，應用不斷增多，使用范圍也更廣，其優勢固然值得稱贊，但存在的問題也不容忽視，比如價格昂貴、膜污染等，都應納入今后的考慮范圍。為促進該新興技術更好地發展，需解決選擇性、產值、通量穩定性等問題。其中，選擇性問題是指生產過程中要進一步加強對高分子膜材料和無機膜材料的開發、對于高效電解質膜、仿生膜以及分子識別型膜的研究，使其朝著專一化、智能化方向發展。膜通量的穩定性和產值比則集中在滲透過程中的防污染和膜過程強化方面。

4 結束語

鍋爐系統作為火力發電廠不可或缺的部分，對發電質量和效率有著很大影響，一旦鍋爐水含有太多雜質，極易對鍋爐形成腐蝕，或堆積大量污垢，危害很大，因此要做好鍋爐化學水處理工作。除氧防腐、加氧防腐、膜分離等都是目前常用的處理技術，各有優劣，處理效果和適用場合也有不同，需根據具體情況選擇。此外，還要加強此方面技術的研究。

[1]徐維,楊美玲.火力發電廠鍋爐化學水處理技術研究[J].建筑工程技術與設計,2015,35(21):46.

[2]張強,張勁銳.淺談火力發電廠鍋爐化學水處理技術[J].科技創新導報,2015,24(04):94.