【摘要】本文結合發(fā)電機組對水質的要求，以及化學的主要分工和作用，對火力發(fā)電廠化學水的處理過程進行了具體分析，并對其過程中的處理方法進行詳細探討，旨在優(yōu)化火力發(fā)電廠化學水處理方法。

【關鍵詞】火力發(fā)電廠；化學水處理；探討

1.發(fā)電機組對水質的要求

在火力發(fā)電廠中，水通過鍋爐吸收化學能，轉化為蒸汽進入汽輪機，并經(jīng)過汽輪機將熱能轉化為機械能，在發(fā)電機的作用下形成電能輸出。在這個過程中，為確保機組的高效運行，必須嚴格要求使用中的水質。因為，一旦在電廠發(fā)電中使用了質量較低的水，會形成如熱力設備腐蝕、結垢、過熱器以及汽輪機積鹽等危害1。所以，火力發(fā)電廠在運行過程中，必須嚴格要求使用水的品質，具體如下：

（一）凈化原水：將原水中存在的雜質，如膠體顆粒、漂浮物等進行過濾、澄清，并將水中存在的所有溶解性鹽類除去，滿足鍋爐補水水質的需求，即為補給水水處理。

（二）給水處理：對給水實施加藥處理，確保給水質量。包括將水中溶解氧去除，進行加氧處理，提升PH值等。

（三）凝結水處理：在機組參數(shù)較高的情況下，要進行更加深入的凈化處理，包括去除汽輪機中凝結水的鐵、鹽，防止因凝汽器的泄露引起熱力設備的水質變差。

（四）冷卻水處理：通過加藥的方式，進行水循環(huán)處理，以防止水循環(huán)過程中微生物的滋生等。

（五）汽水監(jiān)督：全方位監(jiān)督熱力系統(tǒng)中的水汽質量，及時處理水汽中存在的質量惡化現(xiàn)象。

（六）機組停運保養(yǎng)：機組停運保養(yǎng)工作包含停運前對熱力系統(tǒng)的加藥處理。

2.化學的主要分工及作用

2.1凈化站：水處理中的預處理系統(tǒng)，主要澄清和過濾掉原水中存在的膠體顆粒以及懸浮物。

2.2補給水處理：水處理中的除鹽系統(tǒng)，以去除水中存在的溶解性鹽類。

2.3給水、凝結水加藥系統(tǒng)：為確保給水質量，通過加藥處理，進行給水、凝結水加氧，提高其PH值，減少運行中的設備腐蝕的發(fā)生。

2.4凝結水精處理：水處理中的凈化處理系統(tǒng)，主要進行汽輪機凝結水的除鐵、除鹽等。

2.5機組汽水化驗監(jiān)督：全方位監(jiān)督熱力系統(tǒng)中的汽水質量，以達到機組正常運行所需要求。

2.6廢水處理站：遵循環(huán)保要求，在廢水排放前，分別進行合格化處理，重復利用降低機組的發(fā)電水耗。

2.7加氯站：為避免水中滋生微生物，在循環(huán)冷卻水和凈化站原水中分別投加氯。

同時，化學實驗班組還要負責監(jiān)督發(fā)電廠運作中所涉及的水、煤、汽、油等使用狀況，對在線化學儀表準確性進行監(jiān)督。

2.8反滲透預脫鹽系統(tǒng)

（1）原理

水滲透是指通過半透膜，讓水自然地從稀溶液一側流向濃溶液一側的過程。半透膜存在透水不透鹽的特征，將溶液中存在的鹽類排除在外，只允許水分子通過。而反滲透則正是利用了半透膜的這一特征，將水中的鹽分排除掉。通過加壓，讓原水中部分純水垂直透過膜，過濾出膠體物質與鹽類，濃縮在膜的表層，再由剩下的原水沿膜面帶走濾出的濃縮物質。通過膜的過濾，原水中的大部分鹽分被除去，脫鹽的目的得以實現(xiàn)。其中，實現(xiàn)反滲透脫鹽必須具備兩個基本條件：半透膜需具備透水不透鹽的選擇特征；鹽水、淡水兩室間的外加壓差需高于滲透壓差。

（2）滲透膜

從形貌方面，可將膜大致劃分為對稱膜與非對稱膜兩大類。其中，非對稱膜的應用最為廣泛。而膜的非對稱結構，讓其具備了方向性。如，反滲透膜，通過致密層面向高壓側，便可有效控制脫鹽率，但當多孔層面向高壓側時，其無法達到預期的脫鹽率。因此，在膜的使用中，需特別關注其方向。

（3）反滲透裝置

在水處理中，關于反滲透的應用，需要配置膜、淡水室、濃水室。只有將三者結合起來，才能有效實現(xiàn)高壓鹽水的引進與淡水的收集。而這種擁有進水與出水功能的脫鹽單元，即為膜元件。根據(jù)水處理工藝要求，往往進行多個膜元件的組合，讓其形成膜組件，再進行多膜組件的組成，組合成具備一定規(guī)模的脫鹽單元，即成為反滲透裝置2。

3.火力發(fā)電廠化學水處理的具體方案探討

在火力發(fā)電廠的發(fā)電運行過程中，基本都有水汽參與其中，并且進入鍋爐后，水汽的運行轉換便一直處在一個封閉的系統(tǒng)內。要確保對水汽的凈化處理達到預期值，就必須從各個環(huán)節(jié)對其進行詳細研究。

3.1原水的預處理

原水即為自然水，其本身含有大量鹽分，且存在的雜質較多。因而在投入鍋爐內進行補給前，必須對原水進行預處理。通過對原水進行清除固體顆粒、混凝、澄清、過濾、軟化、消毒等，實現(xiàn)對原水的預處理3。在完成一系列操作之后，還需進行脫鹽處理，在完成脫鹽處理后才能作為補給水進入鍋爐中。長期以來，電廠在原水的預處理上，都以機械過濾器與離子交換器處理的形式進行，需要許多具備一定規(guī)模的過濾設備供使用，并且對人工與場地要求較高。在對含鹽類較多的原水進行過濾時，需要使用較多處理水與酸堿溶液進行中和，在這個過程中，會有大量酸堿廢水被排除，既造成了水資源的浪費，又加重了電廠廢水處理的經(jīng)濟負擔，不利于火力發(fā)電廠的可持續(xù)發(fā)展。

隨著科技的發(fā)展，電廠關于原水的預處理，已由傳統(tǒng)的砂濾、活性炭過濾轉變?yōu)槌瑸V裝置，可有效避免對酸堿溶液的使用，造成不必要的水資源浪費，節(jié)約資源的同時又有利于環(huán)境保護。在一些具備一定規(guī)模的電廠內，需處理水較少，有時會將床陽+ 陰床+ 混床水處理裝置轉換為電除鹽（EDI）設備。這種先進技術在原油的脫鹽處理中，應用較為廣泛，其使用技術即為UBE全膜技術，經(jīng)其處理過的濃水能循環(huán)運用于相關系統(tǒng)內?，F(xiàn)階段，火力發(fā)電廠使用較多的為超濾（UF）+一級反滲透（RO）+二級反滲透（RO）+電除鹽（EDI）4，經(jīng)過優(yōu)化后的系統(tǒng)處理，95%以上的鹽分得以被分離出來。在進行后期殘留鹽分處理時，只需在電除鹽（EDI）裝置中處理，無需酸堿溶液，便能有效實現(xiàn)對水的脫鹽處理。因而，火力發(fā)電廠在水的預處理中，建議優(yōu)先選擇這一技術與設備。

3.2給水的除氧和PH值調節(jié)

在對水進行預處理后，還需進行除氧與PH值調節(jié)。因為，擁有較大腐蝕性的二氧化碳與氧仍然存在于預處理過的水中。而一旦含有腐蝕性成分的水進入到給水系統(tǒng)內，就極易腐蝕這些對其進行輸送的鋼管。并且，由于游離二氧化碳的存在，水會呈現(xiàn)出酸性反應，加劇了對鋼管的腐蝕。所以，為了減輕對鋼管的腐蝕，延長鋼管的使用壽命，必須對水進行除氧。在高壓機組中，對使用中水的氧分子含量有著非常嚴格的要求，在進行熱力除氧后，還必須進行化學除氧。而在一些中低壓組中，并沒有嚴格要求所使用水中的含氧量，因而只需進行熱力除氧即可5。其中，為避免水發(fā)生酸性反應，可加入適量的氨水，通過增加堿性將PH值調高。經(jīng)過分析所得，將PH值調制8.8至9.3時，能最大程度地減輕對鋼管的腐蝕。

3.3鍋爐水的磷酸鹽處理及鍋爐排污

在完成上述操作后，給水便能進入到鍋爐中。一旦水中含有大量鈣離子卻沒能及時處理時，將會形成垢附于鍋爐水冷壁內。因此，為確保鍋爐內不會形成結垢，還需對給水采取加藥處理措施。通常電廠所采用的處理方法為添加磷酸鹽，對PH值進行調節(jié)，并將殘留的鈣離子硬度軟化掉。通過實踐分析，在高溫條件下，對給水的加藥處理中關于磷酸鹽的投入，既能避免鍋爐內污垢的形成，又能有效調節(jié)PH值，有利于降對給水鍋爐的堿性腐蝕。但是，也會形成一些雜質，在鍋爐的不斷運作下，變得越來越多，只有較少部分通過蒸汽被排出，其它的都沉淀于鍋爐底部。而在雜質不斷增加的同時，其所含有的硅物質與鹽物質也會隨之增多，進而對蒸汽純度的質量產(chǎn)生影響，甚至會造成對鍋爐管道的堵塞，讓鍋爐運作存在極大的安全風險。因而在鍋爐運行中，需定期檢查爐內水質，及時清除爐內沉積的雜質，可從底部抽出部分爐內水，再補入等量的給水。經(jīng)過鍋爐排污，電廠能有效清除鍋爐底部的雜質。

3.4循環(huán)水的防垢殺菌和防止有機物粘附處理

在電廠運作中，對循環(huán)水的耗費最多。作為冷卻介質的循環(huán)水，介入到汽輪機組運行中，冷卻運作后的終端排氣，所攜熱量直接到水體中，即為開放式循環(huán)。而封閉式循環(huán)水為冷卻塔中散熱后的循環(huán)使用。這兩種循環(huán)方式都會形成大量的循環(huán)水，而循環(huán)水的質量直接影響到相關設備的安全性與汽輪機組中冷凝器的性能。因此，需要通過除垢、殺菌、排出有機物粘附等方式對循環(huán)水進行相關處理。

碳酸鈣為循環(huán)水中形成結垢的可能物質?；鹆Πl(fā)電廠在循環(huán)水的補給中，為確保不會形成雜質，通常會加入穩(wěn)定劑，來讓碳酸鈣的活性抑制。在循環(huán)水的補給中，通過適時添加氧化性殺菌劑，并多次添入非氧化性殺菌劑，實現(xiàn)對補充水的殺菌與對有機物的粘附。在這個過程中，需要考慮到具體的濃縮倍率。當循環(huán)水品質較高，結垢幾率較小時，能將循環(huán)系統(tǒng)中的濃縮倍率提高至4.0以上，以實現(xiàn)節(jié)能減排的目的。而在循環(huán)水的品質偏低時，需投放較多的穩(wěn)定劑，來提高循環(huán)水的水質。

3.5鍋爐及熱力系統(tǒng)汽水質量的有效監(jiān)督

通過提取各系統(tǒng)內每一環(huán)節(jié)中的汽水樣本，實現(xiàn)對汽水質量的全方位監(jiān)督。在汽水樣本分析中，需要遵照國家相關規(guī)定，進行多種儀器的檢測，對所得數(shù)據(jù)進行化學分析，以國家所頒發(fā)的相關標準為參考，對于不符合標準的汽水，及時分析其造成原因，解決問題，確保汽水質量符合相關標準。同時，對汽水的取樣，需要有科學規(guī)范的取樣依據(jù)與標準，能真實反應系統(tǒng)及設備的實際狀況，在掌握具體情況的前提下，對汽水進行更進一步處理。對汽水質量實施有效的監(jiān)督，能為后期汽水處理提供可靠依據(jù)，加強對汽水處理的針對性，能有效節(jié)約資源，減少電廠化學水處理成本，促進電廠的可持續(xù)發(fā)展。

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作者簡介

周建東（1982.07-），男，籍貫：陜西省寶雞市，現(xiàn)職稱：工程師，學歷：本科，研究方向：火力發(fā)電廠，水處理。