電廠(chǎng)化學(xué)水處理技術(shù)全解析

由于電廠(chǎng)中的某些熱力設備可能受到水中一些物質(zhì)的作用從而產(chǎn)生有害的成分，使設備發(fā)生腐蝕的現象，因此電廠(chǎng)安全運行和化學(xué)水處理系統具有直接的關(guān)系。水中雜質(zhì)對設備的破壞決定了電廠(chǎng)中的水必須要經(jīng)過(guò)一定的處理才能被使用，該處理就是電廠(chǎng)中的化學(xué)水處理系統。

1.1 電廠(chǎng)獲得純凈除鹽水主要采用的三種方式：

　　（1）采用傳統澄清、過(guò)濾+離子交換方式，其流程如下：

　　原水→絮凝澄清池→多介質(zhì)過(guò)濾器→活性炭過(guò)濾器→陽(yáng)離子交換床→除二氧化碳風(fēng)機→中間水箱→陰離子交換床→陰陽(yáng)離子交換床→樹(shù)脂捕捉器→機組用水。

　　（2）采用反滲透+混床制水方式，其流程如下：

　　原水→絮凝澄清池→多介質(zhì)過(guò)濾器→活性碳濾器→精密過(guò)濾器→保安過(guò)濾器→高壓泵→反滲透裝置→中間水箱→混床裝置→樹(shù)脂捕捉器→除鹽水箱。

　　（3） 采用預處理、反滲透+EDI 制水方式，其流程如下：

　　原水→絮凝澄清池→多介質(zhì)過(guò)濾器→活性炭過(guò)濾器→超濾裝置→反滲透裝置→反滲透水箱→EDI裝置→微孔過(guò)濾器→除鹽水箱。

　　以上3種水處理方式是目前電廠(chǎng)獲得純凈除鹽水的主要工藝，其他的水質(zhì)凈化流程大都是在以上3種制水方式的基礎上進(jìn)行不同組合而搭成的制水工藝流程。

1.２三種制水方式的優(yōu)缺點(diǎn)：

　　（1）第一種采用澄清、過(guò)濾+離子交換的優(yōu)點(diǎn)在初期投資少，設備占用地方相對較少，其缺點(diǎn)是離子交換器失效需要酸、堿進(jìn)行再生來(lái)恢復其交換容量，需大量耗費酸堿。再生所產(chǎn)生的廢液需要中和排放，后期成本較高，容易對環(huán)境造成破壞。

　　（2） 第二種采用反滲透+混床，這種制水工藝是化學(xué)制取超純除鹽水相對經(jīng)濟的方法，只需對混床進(jìn)行再生，而且經(jīng)過(guò)反滲透半除鹽處理的水質(zhì)較好，緩解了混床的失效頻度。減少了再生需要的酸、堿用量，對環(huán)境的破壞相對較小。其缺點(diǎn)是在投資初期反滲透膜費用較大，但總的比較相對劃算，多數電廠(chǎng)目前考慮接受這種制水工藝。

　　（3） 第三種采用預處理、反滲透+EDI的制水方式也稱(chēng)全膜法制水。這種制水方法不需要用酸、堿進(jìn)行再生就可以制取純凈除鹽水，不會(huì )對環(huán)境造成破壞。是目前電廠(chǎng)最經(jīng)濟、最環(huán)保的化學(xué)制水工藝，但其缺點(diǎn)是設備初期投資相對前面兩種制水方式過(guò)于昂貴。

2.1 補給水的處理措施

　　電廠(chǎng)在生產(chǎn)鍋爐的補給水處理中，關(guān)系到生產(chǎn)安全與效率。目前隨著(zhù)科學(xué)技術(shù)的快速發(fā)展，電廠(chǎng)關(guān)于環(huán)保節能的理念深入人心，過(guò)去傳統的離子交換、澄清過(guò)濾或混凝等比較落后的技術(shù)已經(jīng)逐漸被摒棄，現如今新的纖維材料廣泛應用于過(guò)濾設備，不僅除去了膠體，微生物以及一些顆粒的懸浮物等，在過(guò)濾中也具有較強的吸附、截污能力，取得了相當好的效果。膜分離技術(shù)被采用，當前反參透占主導地位，反滲透技術(shù)能除去水中90％以上離子，如水中有機物、硅有較好的去除率。由于膜分離技術(shù)具有明顯的優(yōu)勢，因此在鍋爐補給水的處理中節約了大量的由于離子交換或澄清過(guò)濾等落后技術(shù)在運營(yíng)時(shí)產(chǎn)生廢水排放的費用，同時(shí)過(guò)去操作復雜和排放困難的許多問(wèn)題也得到了改進(jìn)。新的膜分離技術(shù)不僅達到了環(huán)保的要求。當水中的氯含量比較高時(shí)，可以采用活性碳過(guò)濾或者使用水質(zhì)還原劑來(lái)進(jìn)行處理。而混床在除鹽處理的作用仍占有重要的位置，混床除鹽技術(shù)相對成熟、可靠，混床的功能具有其他除鹽所無(wú)法替代的作用。目前將超濾、反滲透裝置和電滲析除鹽技術(shù)有效的搭配，形成高效的除鹽工藝，不需要酸、堿再生劑，只通過(guò)對水電離出來(lái)的H+和OH-即可完成再生的作用，從而完成電滲析的再生、除鹽。這種制水工藝將是電廠(chǎng)化學(xué)制水的發(fā)展方向。

2.2 給水的處理措施

　　對電廠(chǎng)鍋爐的給水處理也是提高生產(chǎn)效率的關(guān)鍵因素，目前，在鍋爐給水的處理上我國都采用除氧劑和除氧器的方式來(lái)進(jìn)行，主要采用氨和聯(lián)氨的揮發(fā)性進(jìn)行處理，而當水質(zhì)穩定以后才可以利用中性和聯(lián)合處理的方式。采用聯(lián)氨技術(shù)具有一定的優(yōu)勢，但是它同時(shí)存在一定的局限性，例如，水的溫度太低時(shí)，去除氧氣的速度很慢，而且如果分解的溫度太高時(shí)又具有很強的毒性。如果不小心污染到工作人員的身體，則會(huì )對燃氣電廠(chǎng)中工作人員的身體健康造成損失。因此，當前國內一些電廠(chǎng)開(kāi)始使用給水加氧的方式對鍋爐給水進(jìn)行處理，其方法是創(chuàng )造氧化還原氣氛，取得了較好效果，在低溫條件下也能形成保護膜，從而起到防止腐蝕的發(fā)生。這種方法避免使用有毒害性藥品聯(lián)氨，同時(shí)給水pH只需控制在8．7～8．9之間，節省了用氨量，使鍋爐酸洗周期延長(cháng)，機組的運行成本有效降低了，采用此種運行方法需要使用高純凈的給水。

2.3 鍋爐爐水的處理措施

　　鍋爐爐水的處理技術(shù)長(cháng)期以來(lái)都使用爐內磷酸鹽處理技術(shù)，以前的鍋爐參數較低是該技術(shù)能夠得到長(cháng)期廣泛應用的主要原因，爐水中常常存在著(zhù)大量的鈣、鎂離子，在一定的工況下，鍋爐內就非常容易結垢，將磷酸鹽投入鍋爐內，使水中的硬度和磷酸鹽形成磷酸鹽水垢經(jīng)鍋爐定排或連排除掉，利用磷酸鹽處理技術(shù)不僅起到了較好的除垢效果，同時(shí)防腐效果也非常明顯。但隨著(zhù)鍋爐參數不斷地提高，磷酸鹽的“隱藏”現象越來(lái)越嚴重，由此引起酸性腐蝕。而且高參數機組的鍋爐補給水系統已全部采用二級除鹽，凝結水系統設有精處理裝置。爐水中基本沒(méi)有硬度成分，磷酸鹽處理的主要作用也從除硬度轉為調整pH值防腐。因此，近年來(lái)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0．3～0．5 mg/L，上限一般不超過(guò)2～3 mg/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(shí)允許爐水中有小于1 mg/L 的游離NaOH，以保證爐水的pH值在9．0～9．6的范圍內。

2.4 凝結水處理措施

　　目前直流鍋爐、絕大部分300 MW及以上的高參數機組均配備有凝結水處理裝置，主要配備除鐵器+混床、前置過(guò)濾器+混床、凝結水再生系統。凝結水處理系統主要是凈化凝結水由于機組運行和啟、停過(guò)程的金屬腐蝕物及凝汽器泄露帶入水中鹽分，保證機組水汽品質(zhì)，縮短機組啟動(dòng)時(shí)間，延長(cháng)熱力系統酸洗間隔，滿(mǎn)足部分電廠(chǎng)有加氧的水質(zhì)要求。

2.5 循環(huán)水處理措施

　　循環(huán)水是電廠(chǎng)耗水大項，提高循環(huán)冷卻水系統的濃縮倍率是減少循環(huán)水耗損的技術(shù)途徑。早期循環(huán)水處理的濃縮倍率不大于2.5，現在采用循環(huán)水加入有機阻垢劑、殺菌滅藻劑、緩蝕劑手段，根據循環(huán)水水質(zhì)用綜合處理工藝可大幅提高循環(huán)水的濃縮倍率。這是加強循環(huán)水處理技術(shù)的重點(diǎn)，我國在循環(huán)水濃縮倍率方面與發(fā)達國家還存在著(zhù)一定的差距，所以應該加大研究力度，從而提高循環(huán)水的重復利用效率，減輕對環(huán)境和水體的二次污染。

2.6 廢水處理措施

　　電廠(chǎng)工業(yè)廢水主要來(lái)源于機組事故或啟動(dòng)時(shí)排放的鍋爐酸洗廢水以及鍋爐補給水處理系統酸堿廢液。這些廢液分別被輸送至廢水貯存池，經(jīng)壓縮空氣攪拌均勻、加酸或堿調節廢液pH值、加混凝劑混合、反應后進(jìn)入斜板澄清器澄清，出水經(jīng)過(guò)濾器過(guò)濾后進(jìn)入中和池，再加入酸、堿調節pH值后，最終達標回用或排放。

　　對于電廠(chǎng)化學(xué)水處理的傳統工藝流程以往采取的是模擬盤(pán)控制的模式。隨著(zhù)技術(shù)進(jìn)步，當下有很多的電廠(chǎng)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(gè)圈套的系統，接PLC設備協(xié)調操作，使化學(xué)水處理的整個(gè)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(shù)，來(lái)控制所有的子系統，進(jìn)而實(shí)現了分開(kāi)式的操作和自動(dòng)化的監測及管控。

　　隨著(zhù)社會(huì )經(jīng)濟的不斷進(jìn)步，電廠(chǎng)在社會(huì )的發(fā)展中起到了重要的作用，因此只有合理地應用化學(xué)水處理系統，有效地保證水的質(zhì)量，才能使電廠(chǎng)的水處理效率提高，保證實(shí)現電廠(chǎng)的經(jīng)濟效益。化學(xué)水處理是提高電廠(chǎng)發(fā)電效率的關(guān)鍵，對保證熱力設備運行的穩定性具有極其重要的作用，是避免在水循環(huán)的過(guò)程中出現水垢或者積鹽現象的重要工藝手段。分析和研究電廠(chǎng)中化學(xué)水處理技術(shù)的目的是為了提高水處理的效率，降低電廠(chǎng)的生產(chǎn)成本，提高經(jīng)濟效益以及社會(huì )效益。