火力發(fā)電廠鍋爐化學(xué)水處理技術(shù)研究

張家虎

（廣州粵能電力科技開(kāi)發(fā)有限公司,廣州 510080）

0 引言

蒸汽是火力發(fā)電廠正常發(fā)電的重要能源，一般是靠鍋爐燒水產(chǎn)生熱能，繼而帶動(dòng)汽輪機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)，發(fā)電機(jī)則將機(jī)械能轉(zhuǎn)化為電能。鍋爐用水可分為原水、補(bǔ)給水、凝結(jié)水、排污水多種，其水質(zhì)非常關(guān)鍵。如果水質(zhì)不達(dá)標(biāo)，極易引起鍋爐結(jié)垢，對(duì)鍋爐等設(shè)備造成腐蝕，不但浪費(fèi)燃料，增加成本，還會(huì)降低鍋爐性能，甚至影響到正常發(fā)電[1]。所以，如何科學(xué)地處理鍋爐水成了考慮的重點(diǎn)，應(yīng)加強(qiáng)此方面的技術(shù)研究。

1 除氧防腐技術(shù)

鍋爐給水是產(chǎn)生熱能的基礎(chǔ)，水中往往含有氧和二氧化碳，對(duì)金屬部件有著一定的腐蝕性。氧腐蝕作為一種電化學(xué)腐蝕，在鍋爐系統(tǒng)中頗為常見(jiàn)，出現(xiàn)腐蝕后，通常會(huì)形成黑色、黃褐色等產(chǎn)物。隨著腐蝕面積擴(kuò)大，一旦給水系統(tǒng)、省煤器等被波及，破壞非常嚴(yán)重，即便進(jìn)行清除，也會(huì)留下不同程度的陷坑。火電廠鍋爐多采用鋼結(jié)構(gòu)，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(shí)，水呈酸性，此類(lèi)酸性物質(zhì)會(huì)引起氫去極化腐蝕。所以，為提高防腐蝕性，除氧是應(yīng)用較多的方法，具體又可分為物理除氧、化學(xué)除氧、電化學(xué)保護(hù)法等，物理法較為簡(jiǎn)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(huì)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(huì)消耗大量蒸汽，并不利于節(jié)能。

化學(xué)除氧是指利用某些物質(zhì)與鍋爐材質(zhì)之間的化學(xué)反應(yīng)來(lái)達(dá)到預(yù)期目的，比如鋼屑除氧法、化學(xué)藥劑除氧法。常用的藥劑有亞硫酸鈉、氫氧化亞鐵、聯(lián)氨等，剛屑除氧是指使用鋼屑過(guò)濾器，在鋼屑被氧化的同時(shí)，水中的溶解氧也被除掉。但如果水中含氧量較多，流速就會(huì)變慢，在小型鍋爐房中使用較多。整體來(lái)說(shuō)，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(jiǎn)單、安全性高等優(yōu)點(diǎn)，亞硫酸鈉與氧氣發(fā)生反應(yīng)，會(huì)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(xué)技術(shù)的進(jìn)步，解析除氧、樹(shù)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(jié)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(shù)，優(yōu)勢(shì)更為明顯，無(wú)需對(duì)給水進(jìn)行預(yù)熱，可以避免鍋爐房的消耗；設(shè)備所占空間不大，節(jié)約基礎(chǔ)建設(shè)方面的投入。另外，其除氧效果也非常好，對(duì)環(huán)境污染較小，比如當(dāng)前的新型解析除氧器，應(yīng)用不斷增多，不足之處在于只能除氧，對(duì)水中其他的氣體無(wú)用，而且對(duì)除氧水箱的密封性要求很高，否則會(huì)影響到除氧效果。

2 加氧防腐技術(shù)

如果鍋爐給水的水純度很高，常會(huì)選擇加氧措施，以實(shí)現(xiàn)防腐目的。隨著水質(zhì)純度提升，金屬會(huì)變得有些鈍化，加氧后會(huì)引起金屬表面出現(xiàn)極化，并獲得鈍化電位，進(jìn)而形成一層保護(hù)膜，可有效防止金屬被腐蝕。加氧時(shí)需注意，確保金屬表面供養(yǎng)均勻。加氧防腐技術(shù)的優(yōu)勢(shì)在于，能夠有效解決因水流加速引起的腐蝕，水冷壁管內(nèi)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(xué)水處理考慮的重點(diǎn)。污垢在鍋爐中頗為常見(jiàn)，因?yàn)殄仩t給水中含有部分雜質(zhì)，在長(zhǎng)期加熱下，水不斷蒸發(fā)，會(huì)帶走一些雜質(zhì)，但還有一大部分留在鍋爐內(nèi)，逐漸形成污垢，直接損害到導(dǎo)熱性能。若不及時(shí)發(fā)現(xiàn)，必然會(huì)導(dǎo)致能源消耗增加，火電廠

經(jīng)濟(jì)損失嚴(yán)重，而且隨著污垢的堆積，設(shè)備導(dǎo)熱性能迅速下降，嚴(yán)重時(shí)可能會(huì)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(xué)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(shí)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(biāo)，都會(huì)對(duì)蒸汽品質(zhì)造成很大影響，進(jìn)而關(guān)系到電力質(zhì)量。這些污垢大量堆積，極易堵塞爐管，致使鍋爐不能正常運(yùn)行。除了加藥物處理，還經(jīng)常會(huì)先放掉一部分鍋爐水，然后補(bǔ)給同量的水，以達(dá)到排污效果。

3 膜分離技術(shù)

膜分離技術(shù)21世紀(jì)的新技術(shù)，在飲用水、工業(yè)用水、海水淡化等領(lǐng)域的應(yīng)用越來(lái)越多。膜指的是一種具有分離過(guò)濾功能的介質(zhì)，在電場(chǎng)、壓力等作用下，水中的部分物質(zhì)會(huì)被攔截，另外一部分物質(zhì)則能穿透膜，最終使得不同組分被分離。該技術(shù)具體可分為反滲透、超過(guò)濾、電滲析、微孔膜過(guò)濾等種類(lèi)，由于膜分離多為物理變化，所以不會(huì)造成太多能量的消耗，且所用設(shè)備簡(jiǎn)單，操作難度較小，以至應(yīng)用范圍越來(lái)越廣。

此技術(shù)的核心是膜的性能和選擇，水中含有不同的物質(zhì)，其物理性質(zhì)和化學(xué)性質(zhì)都不同，膜正是利用這一特點(diǎn)，才能完成分離工作。在對(duì)鍋爐水進(jìn)行處理時(shí)，可嘗試該方法，能有效地將水中雜質(zhì)進(jìn)行分離，減少各類(lèi)物質(zhì)對(duì)鍋爐的損害。不僅如此，膜分離技術(shù)還適用于工業(yè)廢水處理、污水處理。

膜分離技術(shù)的作用日益突出，應(yīng)用不斷增多，使用范圍也更廣，其優(yōu)勢(shì)固然值得稱(chēng)贊，但存在的問(wèn)題也不容忽視，比如價(jià)格昂貴、膜污染等，都應(yīng)納入今后的考慮范圍。為促進(jìn)該新興技術(shù)更好地發(fā)展，需解決選擇性、產(chǎn)值、通量穩(wěn)定性等問(wèn)題。其中，選擇性問(wèn)題是指生產(chǎn)過(guò)程中要進(jìn)一步加強(qiáng)對(duì)高分子膜材料和無(wú)機(jī)膜材料的開(kāi)發(fā)、對(duì)于高效電解質(zhì)膜、仿生膜以及分子識(shí)別型膜的研究，使其朝著專(zhuān)一化、智能化方向發(fā)展。膜通量的穩(wěn)定性和產(chǎn)值比則集中在滲透過(guò)程中的防污染和膜過(guò)程強(qiáng)化方面。

4 結(jié)束語(yǔ)

鍋爐系統(tǒng)作為火力發(fā)電廠不可或缺的部分，對(duì)發(fā)電質(zhì)量和效率有著很大影響，一旦鍋爐水含有太多雜質(zhì)，極易對(duì)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(xué)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(shù)，各有優(yōu)劣，處理效果和適用場(chǎng)合也有不同，需根據(jù)具體情況選擇。此外，還要加強(qiáng)此方面技術(shù)的研究。

[1]徐維,楊美玲.火力發(fā)電廠鍋爐化學(xué)水處理技術(shù)研究[J].建筑工程技術(shù)與設(shè)計(jì),2015,35(21):46.

[2]張強(qiáng),張勁銳.淺談火力發(fā)電廠鍋爐化學(xué)水處理技術(shù)[J].科技創(chuàng)新導(dǎo)報(bào),2015,24(04):94.