淺析火力發電廠水處理及水質控制

河北石油職業技術大學熱能工程系 張 康

1 火力發電廠主要水處理方式特點

水處理工作在火力發電廠的運行中占據重要地位。發電廠在進行發電作業時需消耗大量水資源，如火力發電過程所應用的水資源沒有經過水處理程序，則水資源在被使用過程中會因熱力作用而產生水中雜質的堆積，并進而造成發電設備的水垢產生。在水垢及其他有害物質的長期影響下，發電廠相關設備的熱傳遞效果開始減弱，設備本身更可能因此遭受腐蝕，對火力發電廠的長久運行造成不利影響，埋下長久經營的安全隱患。

所以對發電廠來說，其在水資源使用的過程中做好水處理工作，具有非常重要的運行安全上的意義[1]。不論是發電過程中的有關設備所需經歷的鍋爐給水過程，還是其他設備的補水、水循環過程等，其內流通的水資源都需經過妥善的水處理程序予以排除雜質，保證用水安全。鍋爐內部的水處理更需加以高度重視，在水處理過程中推動其技術上的創新，實現水處理效果的不斷進步[2]。

目前的火力發電廠水處理呈現出以下特點：首先，水處理的主要方式開始朝向集中形態的趨勢發展。該特征的出現主要是由于電子計算機技術的進步及其在水處理領域的深入應用而導致的。電子科技的進步已可使水處理的中央化控制成為可能，通過統一的集中處理平臺，各個發電設備的水處理程序都被統一監督與控制。工作人員可借助數字技術在內部網絡平臺中將化學水處理的全部過程進行精細化控制，并對處理過程中的信息搜集、處理、反饋等做到即時性，保證對水處理結果的精確掌控[3]。

其次，火力發電廠的化學水處理方式呈現出向綠色發展方向進行轉變的趨勢與特點。隨著能源雙控政策的提出與落實，在電力應用領域，電力行業的資源消耗水平也應該朝向綠色發展方向進行轉型。水處理技術的綠色特性的實現正是火力發電廠的重要改革內容之一。隨著綠色技術資源的投入增多，很多火力發電單位都開始以能源消耗降低為目標開展電力領域的科研項目，希望能在自身業務水平精進的基礎上減少對水資源的消耗，實現對電力用水的循環，進而維護良好的資源環境生態，保證電力事業發展和環境保護事業進步的和諧。

再次，火力發電廠的水處理方式開始朝向多元化的趨勢進步。伴隨電力領域材料科學的進步，化學水處理技術不斷實現更新換代。傳統的交換法、單純的水資源雜質過濾的方法開始逐步讓位于樹脂技術的方式和全膜水處理技術等。相較于傳統的水處理模式，新時期的水處理方式不但實現了處理效果與效率的大幅度提升，同時也實現了水處理工藝難度的降低，能減少水處理設施本身對資源的消耗，從而雙向實現水處理技術向綠色環保的方向轉變[4]。

2 火力發電廠水質控制的重要意義

火力發電廠在運行過程中需大量水資源，且需盡量少含有雜質或其他有害物質的水資源以實現良好的發電效果。就具體的水資源消耗而言，火力發電站的鍋爐系統是消耗水資源最多的體系，鍋爐補給的水處理也是其整個體系中最重要組成部分之一。在鍋爐補給水的水處理過程中，對水處理技術的選擇要根據具體的預處理效果來確定。當預處理效果經過一段時間的空置而得到體現時，水處理工藝的選擇也被確定下來。如果工藝選擇的不正確、或被選擇的工藝在技術上不穩定，造成水資源處理過后的雜質產生，則電力系統的運行安全就會受到威脅，電力設備也可能因為在長期運行過程中受到雜質的侵襲而導致出現故障，損害設備的運行壽命。

根據我國目前的水資源狀況，人均水資源保有量不容樂觀。截止目前為止，部分地區的水資源依舊在遭受破壞，水污染的情況在局部地區得到了加強。從整體而言，水資源的稀缺程度在逐步提高，民眾在生產生活中應高度重視對水資源的保護與節約。所以，火力發電廠在進行水資源處理時應以維護水質安全為角度，采取科學的水處理工藝。但在現實的電力事業經營中，很多電力有關企業為能實現較高的經濟收益，不愿投入資源用于水處理工作，導致電力用水中所含有的富營養物質超標，對水體健康造成危害。

電力企業應以保護水資源的角度進行水處理工作，在生產電力資源的過程中充分考慮到水資源的消耗水平與利用效率，盡可能從提高其循環利用比率的方式出發降低水資源污染，避免水資源的過度消耗。當水資源的處理不當時，鍋爐中的水體活性鹽類物質開始大幅度降低并導致水質出現污染，進而對整個發電設備系統的運行安全造成消極影響，不但降低了電力資源的生產能力，同時也對電力資源的供應質量產生不利效果。在長期的水質污染的情況下使用電力設備，即便其正常的電力供應得到保證，但電力設備的使用壽命也因此遭到縮短。一旦電力設備因為污染物而導致突然停機的現象發生，則會對工作人員的生命財產安全造成極大負面效應[5]。

如果水處理的效果不到位或缺失水處理環節，則在熱力效應下水資源中所含有的有害物質會被揮發到水汽與空氣之中，其會在化學分解作用下轉化為人類更容易吸收的有毒物質，并進而產生有機酸危害人類的生命健康，同時對發電廠的機組設備造成腐蝕，火力發電事業的運行安全和穩定性受到嚴重挑戰。所以，伴隨環境意識的提高和國家對環境保護問題的日益重視，火力發電廠的環境質量監控工作開始被高度關注。如水處理的工藝達不到國家標準，則該火力發電廠就要受到相應負面評價，其經營資格被剝奪并承擔相應的環境恢復責任。

3 火力發電廠主要水處理方式分析

3.1 火力發電廠膜技術水處理方式

火力發電廠應用膜處理技術可實現水處理效果的提升，并保證對水資源的一定處理效率，避免對電力資源的生產造成不利影響。膜處理技術的使用更可使水資源的利用和環境保護的要求相一致。傳統的化學水處理方式需經過多個步驟，水處理的全部工序涉及到多個化學反應過程，采用多種不同的化學處理精微工藝。

傳統的化學水處理程序所需要耗費的資源要更多，其程序上也比較復雜，不利于促進電力企業的業務發展，對電力企業的規模擴張和利潤水平提升等造成一定的阻礙。同時利用傳統的化學處理技術，電力企業的酸排放也達不到相應的環保標準。而伴隨膜處理技術的進步，電力企業高效利用膜處理技術進行水資源處理，在降低工藝難度、節省電力企業資源消耗的同時大大減少了酸性物質的排放，使得電力企業的經營符合國家的環保標準，對電力企業的平穩運行和發展進步提供充分支持。

3.2 火力發電廠FCS 技術的水處理

水質控制對于發電企業的設備使用具有重要意義，優良的水質能夠維護電力設備的良好應用環境，保護電力設備安全，延長電力器械的使用壽命。而傳統的水處理方式對水資源的處理呈現分散的狀態，水處理過程被分離到各個不相關的區域。因為水資源的整個處理程序沒有得到集中，因此很多水資源處理結果的質量難以被保證，資源的消耗也因為過程的分離而增加。

為提高化學水處理的集中性程度，將整個水處理過程都放置到嚴密的組織體系之中，火力發電廠應積極采用FCS 的水處理技術。在FCS 技術的充分利用中，發電廠的化學水處理過程實現高度集中，其技術應用的特點為高度數字化，能在技術平臺層面將分散的過程予以系統化，能實現交互性操作等。因為其獨特的技術特點，FCS 技術能與火力發電廠的水處理現實高度契合，從而實現火力發電廠對水質的有效控制。同時利用FCS 技術更可以減少水處理程序中的人員投入，降低管理難度的同時提高水處理管理效率，避免出現人工因素對水處理程序的不當干預。基于FCS 技術應用結果，火力發電廠能切實提高水處理的效率與質量，推動業務的發展。

綜上，火力發電廠的化學水處理過程與結果對其業務經營的安全和利潤水平的維持等具有重要作用。相比較于傳統的水處理技術，新形態的化學處理方式使得水處理過程得到有效集中與控制，能減少對企業資源的浪費并精準控制水質，維護用水安全，實現人與自然的和諧相處，電力事業發展與自然環境保護的和諧統一。