淺談電廠水處理水質重要性及新技術的應用

邢向寧

近年來，由于對電能的需求量增加，加上國家對生態(tài)環(huán)境的重視，很多生物質電廠、垃圾發(fā)電廠得到了很好的發(fā)展，這就導致化學水處理不僅從選用方式、設備布置、工藝流程和監(jiān)控等環(huán)節(jié)上發(fā)生了很大的變化，而且在運行維護和生產管理等環(huán)節(jié)上也發(fā)生了巨大的改變。

目前大多電廠水資源多為地表水及地下水，隨著淡水資源的短缺越來越嚴重，使得中水回用成為獲得水資源的有效途徑。因此，化學水處理在發(fā)電廠重要性更加突出。

火力發(fā)電廠熱力系統中水、汽質量的好壞，是影響火力發(fā)電廠熱力設備（如鍋爐、汽輪機）安全、經濟運行的重要因素之一，熱力系統中沒有良好的水質，就會引起以下危害：

（1）熱力設備的結垢。如果進入鍋爐或其他熱交換器的水質不良，則經過一段時間運行后，在和水接觸的受熱面上，會生成一些固體附著物，這種現象稱為結垢，這些固體附著物稱為水垢。因為水垢的導熱性比金屬的差幾百倍，而這些水垢又極易在熱負荷很高的鍋爐爐管中生成，所以結垢對鍋爐（或熱交換器）的危害很大。結垢可使結垢部位的金屬管壁溫度過高，引起金屬強度下降，這樣不僅危害安全運行，而且還會大大降低火電廠的經濟性。例如，當火電廠鍋爐的省煤器中結有1mm厚的水垢時，其燃料用量就比無垢時多消耗1.5%～2.0%，火電廠鍋爐的容量一般都很大，每年使用的燃料量也很大，所以燃料的消耗率即使只有微小的增加，也會造成巨額的經濟損失;另外，汽輪機和凝汽器內結垢會導致凝汽器真空度降低，從而使汽輪機的熱效率和出力下降;加熱器的結垢會使水的加熱溫度達不到設計值，使整個熱力系統的經濟性降低;而且，熱力設備結垢以后，必須及時進行清洗工作，這就要停止運行，因而減少了設備的年利用小時數;此外，還要增加檢修工作量和費用等。

（2）酸性腐蝕。隨著鍋爐參數不斷地提高，磷酸鹽的“隱藏”現象越來越嚴重，由此引起酸性腐蝕。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0.3一0.5mg/L，上限一般不超過2一3mg/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9.0一9.6的范圍內。

隨著電廠技術不斷進步與發(fā)展的現狀，水處理的設備、生產、方式、工藝方法等方面也都有了新的變化，主要體現在以下幾方面：

（1）控制單元的集中化。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PLC/DCS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/DCS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(jiān)測及管控。

（2）預處理、反滲透+EDI制水方式應用：其流程如下：原水一澄清池一變間隙濾池一變間隙纖維過濾器-超濾裝置一超濾水箱—反滲透裝置一反滲透水箱一EDI裝置—除鹽水箱。該方案設計合理、運行穩(wěn)定、產水的品質滿足要求，并已在多項類似工程中得到應用及檢驗。設備具有安裝方便、使用方便、操作方便、維護方便;運行穩(wěn)定、節(jié)能、環(huán)保、自動化程度高，經濟實用等特點。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(huán)境造成破壞。這也是目前電廠較為經濟、較環(huán)保的化學制水工藝。

（3）檢測方法方式日趨科學化。目前在對化學水進行檢測時其檢測和診斷技術都不斷的發(fā)展和進步，檢測方法和方式更加科學化，利用化學診斷方式，不僅做到了事前防范的作用，而且可以實現在線診斷，分析方式上也實現了痕量分析，檢測和診斷技術的成熟，有效的保證了機組運行的安全性和穩(wěn)定性，避免事故的發(fā)生。

（4）加氧除鐵防腐技術的應用。電廠鍋爐補給水加氧技術主要利用了氧在水質純度很高的條件下對金屬有鈍化作用這一性質，其處理的原理是在給水加氧方式下，不斷向金屬表面均勻地供氧，使金屬表面形成致密穩(wěn)定的雙層保護膜。這是因為在流動的高純水中添加適量氧，在金屬表面生成致密而穩(wěn)定的保護性氧化膜。直流爐應用給水加氧處理技術，在金屬表面形成了致密光滑的氧化膜，不但很好地解決了爐前系統存在的水流加速腐蝕問題，還消除了水冷壁管內表面波紋狀氧化膜造成的鍋爐壓差上升的缺陷。但給水加氧處理必須在水質很純的條件下才能進行。要控制好給水的電導率、含氧量、含鐵量、電導率等參數。其前提是機組要配置有全流量凝結水精處理設備，因為凝結水處理設備的運行條件和出水品質的好壞，是鍋爐給水加氧處理是否能正常進行的重要前提條件。同時，在應用給水加氧處理前鍋爐原則上應進行化學清洗，除去熱力系統中的腐蝕產物，可在爐前系統獲得最薄的保護性氧化膜。但同時要明確的是，加氧處理之所以可使爐前系統金屬的表面產生鈍化，除水質高純度這一先決條件外，還必須有水流動的條件，即在流動的高純水中加入氧氣才能在金屬表面產生保護性氧化膜，可以避免與除氧防腐技術相沖突，以達到較好的防腐效果。

我國電廠水處理與先進國家相比還是存在很大差距的，在社會迅速發(fā)展的今天水處理已是一個需要重視的關鍵性問題，電廠化學水處理工作伴隨著科學技術的進步和國家行業(yè)的要求，仍然需要在改革中不斷創(chuàng)新，在繼承中不斷發(fā)展，在改革與發(fā)展中也會出現不同的問題，需要我們用科學發(fā)展的眼光、用開拓進取的思維模式、用與時俱進的工作作風進行探索和思考。