火電廠化學水處理系統節能降耗優化策略探究

方君

摘 要：本文圍繞火電廠化學水處理系統節能降耗的議題進行了探討，對化學水處理系統設備和化學藥劑優化、水資源重復利用優化技術以及水處理系統管理模式的優化升級進行了論述。

關鍵詞：火力發電廠；化學水處理；節能降耗

1 引言

火力發電廠中，化學水處理環節對企業的安全生產經營有著非常重要的影響。為適應節能降耗，經濟運行的大形勢，火電廠化學水處理（非特指補給水處理，下同）系統也加快了節能降耗技術探索和研究的步伐。本文結合自身經驗，就火電廠化學水和化學水處理系統的節能降耗問題淺談，旨在推動火電企業綠色、節能、可持續發展。

2 化學水和化學水處理系統

化學水指的是在火電廠生產過程中通過對自然水進行一系列凈化處理和水質調整，去除其中對于火電廠生產過程有害的物質而得到的加工處理或凈化后的水[1]。火電廠化學水處理系統主要包括原水預處理、鍋爐補給水處理、凝結水處理、循環水處理以及廢水處理等系統。火電廠中，化學水處理系統良好的經濟運行工況，能更好地助力企業安全、環保、穩定、高效地實現生產經營目標。

3 系統設備的優化

水處理系統設備的優化主要通過兩方面來實現。一是將水處理負擔進行均衡度的調節和分配，避免某一水處理環節負荷過重。比如在補給水處理工藝環節前進行化學水預處理，絕大部分地去除懸浮物等，可以大大降低懸浮物等對補給水處理設備的污染、減輕設備的負荷、提高設備制水能力，整個補給水處理系統的運行工況就很大程度地改善[2]。二是對于系統設備中泵的節能優化[3]。化學處理系統中，泵的數量多，連續運行時間長，因此，針對該類設備進行優化對于實現節能降耗有較大的潛力。比如增加變頻設備，使泵的運行能夠與實際的工藝系統運行情況協調性更高，靈活性更強，既節能降耗，也有利于系統運行的安全性和穩定性。我廠為熱電廠，用水量大，原有設計中，原水預處理系統升壓泵、水處理系統的中間泵和除鹽水泵，單臺設備出力較大，冬季供熱期，各水泵都尚能平穩運行滿足要求，但是，到了夏季，用水量減少很多，出現大馬拉小車的情況，增加電耗。在2008年的技改工程中，分別對升壓泵、中間泵、除鹽水泵實施了部分設備增容，并改為變頻泵，供熱期工頻泵和變頻泵組合運行，夏季改用變頻泵運行。目前，我廠預處理系統的升壓泵、水處理系統的中間泵和除鹽水泵全年均能平穩運行，化學設備耗電率明顯下降。

4 化學藥劑的優化

火力發電廠水處理系統中化學藥劑的使用主要有三方面：一、凈化水質用的藥劑，如原水預處理使用的混凝劑等；二、幫助制水設備恢復制水能力的藥劑，如離子交換處理使用的再生劑，常用鹽酸和氫氧化鈉等；三、調整水質的藥劑，如循環水處理系統用的穩定劑、爐水中加入的磷酸鹽等。

對于原水預處理用的混凝劑、循環水處理使用的穩定劑等，主要從藥劑的品種及加入量方面優化。由于水質波動，需定期根據水質全分析數據、小型試驗（委托有資質的機構進行）的結果調整藥劑的品種及確定加入量的控制標準。實際使用中，確定藥劑品種后，要獲得好的藥劑使用效果和經濟性，還須對水處理系統的相關指標進行監測，并根據測量數據及時調整加藥量，防止藥劑過量或投加不足而降低效果追加造成浪費[4]。

對于離子交換樹脂再生用的鹽酸、氫氧化鈉等，主要從藥劑的使用量優化。本文主要從三方面論述，（一）離子交換器（簡稱交換器，下同）的失效控制，避免過早或過度失效。交換器過早失效，樹脂的工作交換容量得不到充分利用。交換器過度失效，樹脂失效深，正常再生效果差；（二）交換器的輪換使用。非供熱期，熱電廠的交換器備用多，如設備長期不投運，交換器內的樹脂滋生大量微生物，甚至被污染，此種情況下，要恢復樹脂的交換容量，需要幾倍于平常的再生劑；我廠的陽樹脂交換器有7臺，夏季只需運行2臺，曾經就出現過個別交換器長期不運行，樹脂發臭，多次擦洗后，反復用酸液浸泡才恢復樹脂的交換能力；（三）樹脂的更新補充。運行中，樹脂因老化、摩擦、擠壓等原因，出現破碎流失，交換器運行周期縮短，增加再生頻次，增加再生劑消耗。因此，實際生產中，要嚴格按規程要求控制交換器失效時間、非供熱期設備的輪換使用、及時更新補充樹脂，降低再生比耗，促進節能降耗。

對于主機熱力系統中使用的磷酸鹽等，用量少，節能降耗空間小，本文不作論述。

5 系統過程中工藝水資源重復利用優化

火電廠化學水處理系統中，水資源的高效利用是實現節能降耗目標的主要途徑，具體涉及多個技術點，本文主要論述兩點。

一是反滲透裝置濃水的利用。反滲透裝置運行中，會產生高濃度鹽水，這部分鹽水含鹽濃度高（稱為濃水），但其他指標與沖洗用水的指標不相上下，因此，可以將反滲透濃水用作沖洗用水，如此一來，不會對反滲透裝置的運行產生大的不利影響，還可以節省大量過濾系統中的循環用水，減少水資源的消耗。同時，反滲透濃水的循環利用，減少廢水排放，對節能減排也有積極的作用。需要注意的是，反滲透濃水循環利用，要嚴格過程控制，避免因監控不當對設備和出水造成不利影響。

二是酸堿廢液的再利用。化學水處理過程中，陰陽離子樹脂再生會產生酸堿廢液，如這部分廢液不加以處理直排到廢水處理系統中，將會直接增加廢水處理設備負擔和處理費用，影響廢水處理效率。為減輕廢水處理設備負擔、降低廢水處理成本，同時也提高水資源利用率，在酸堿廢液處理過程中，首先利用陽樹脂再生廢液的酸性和陰樹脂再生廢液的堿性，酸性廢液和堿性廢液交叉進入中和池，彼此進行中和，再微量調整酸堿廢液的PH值，使其轉變為中性廢水，然后再進行廢水處理，提高了廢水處理效率，降低了設備能耗，將處理后的廢水重新作為循環水補充水、綠化用水等，減少廢水排放。另，我廠老機組的灰渣水系統結垢嚴重，影響系統正常運行，為改善灰渣水系統的運行工況，我廠將酸性廢液引入灰渣水系統，定期對系統進行沖洗，通過一段時間的運行，灰渣水系統的結垢情況明顯改善。

6 升級化學水處理系統管理系統

化學水處理系統管理系統的優化和升級過程中主要有兩點：一，是化學水處理系統的設備要納入到統一的管理平臺，對設備的運行和維護工況進行監測記錄，及時發現劣化趨勢，分析并作出應對策略，確保化學水處理設備保持最佳運行工況。二，是對化學水處理系統各個過程節點或端口的水質指標監測進行嚴格控制。專業技術人員監測化學水處理系統中的各項水質指標，并將信息及時更新到管理信息平臺，使各相關部門及工作人員能夠同步掌握相關信息，繼而制定出各種調整對策和方案并高效實施。另外，通過管理系統數據信息的積累，為管理部門及人員制定更加科學的設備運行方案和策略提供支持，在火電廠日后的化學水處理中發揮出更多的重要作用[3]。

7 結語

綜上所述，在火電廠化學水處理系統中，實現節能降耗目標主要通過工藝及設備方面以及水資源的節約、復用等進行優化，同時管理升級來實現，各個環節協同配合，最大限度地發揮節能降耗的潛力，才能更好地助力火電廠節能降耗工作，實現企業可持續發展。

參考文獻

[1]火電廠化學節能探討，荀華，韓建春，治卿，《能源與環境》，2013（1）

[2]黔西電廠化學水處理技術發展與應用，王亮，《山東工業技術》，2017（09）

[3]論電廠化學水處理系統的特點與發展趨勢，張麗紅，《企業導報》，2016（15）

[4]河源電廠電除鹽設備運行經驗與優化，沈健，曹韻，李媛媛，等，《中國電力》，2013（9）