方君

摘 要：本文圍繞火電廠化學(xué)水處理系統(tǒng)節(jié)能降耗的議題進(jìn)行了探討，對化學(xué)水處理系統(tǒng)設(shè)備和化學(xué)藥劑優(yōu)化、水資源重復(fù)利用優(yōu)化技術(shù)以及水處理系統(tǒng)管理模式的優(yōu)化升級進(jìn)行了論述。

關(guān)鍵詞：火力發(fā)電廠；化學(xué)水處理；節(jié)能降耗

1 引言

火力發(fā)電廠中，化學(xué)水處理環(huán)節(jié)對企業(yè)的安全生產(chǎn)經(jīng)營有著非常重要的影響。為適應(yīng)節(jié)能降耗，經(jīng)濟運行的大形勢，火電廠化學(xué)水處理（非特指補給水處理，下同）系統(tǒng)也加快了節(jié)能降耗技術(shù)探索和研究的步伐。本文結(jié)合自身經(jīng)驗，就火電廠化學(xué)水和化學(xué)水處理系統(tǒng)的節(jié)能降耗問題淺談，旨在推動火電企業(yè)綠色、節(jié)能、可持續(xù)發(fā)展。

2 化學(xué)水和化學(xué)水處理系統(tǒng)

化學(xué)水指的是在火電廠生產(chǎn)過程中通過對自然水進(jìn)行一系列凈化處理和水質(zhì)調(diào)整，去除其中對于火電廠生產(chǎn)過程有害的物質(zhì)而得到的加工處理或凈化后的水[1]。火電廠化學(xué)水處理系統(tǒng)主要包括原水預(yù)處理、鍋爐補給水處理、凝結(jié)水處理、循環(huán)水處理以及廢水處理等系統(tǒng)?；痣姀S中，化學(xué)水處理系統(tǒng)良好的經(jīng)濟運行工況，能更好地助力企業(yè)安全、環(huán)保、穩(wěn)定、高效地實現(xiàn)生產(chǎn)經(jīng)營目標(biāo)。

3 系統(tǒng)設(shè)備的優(yōu)化

水處理系統(tǒng)設(shè)備的優(yōu)化主要通過兩方面來實現(xiàn)。一是將水處理負(fù)擔(dān)進(jìn)行均衡度的調(diào)節(jié)和分配，避免某一水處理環(huán)節(jié)負(fù)荷過重。比如在補給水處理工藝環(huán)節(jié)前進(jìn)行化學(xué)水預(yù)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(shè)備的污染、減輕設(shè)備的負(fù)荷、提高設(shè)備制水能力，整個補給水處理系統(tǒng)的運行工況就很大程度地改善[2]。二是對于系統(tǒng)設(shè)備中泵的節(jié)能優(yōu)化[3]。化學(xué)處理系統(tǒng)中，泵的數(shù)量多，連續(xù)運行時間長，因此，針對該類設(shè)備進(jìn)行優(yōu)化對于實現(xiàn)節(jié)能降耗有較大的潛力。比如增加變頻設(shè)備，使泵的運行能夠與實際的工藝系統(tǒng)運行情況協(xié)調(diào)性更高，靈活性更強，既節(jié)能降耗，也有利于系統(tǒng)運行的安全性和穩(wěn)定性。我廠為熱電廠，用水量大，原有設(shè)計中，原水預(yù)處理系統(tǒng)升壓泵、水處理系統(tǒng)的中間泵和除鹽水泵，單臺設(shè)備出力較大，冬季供熱期，各水泵都尚能平穩(wěn)運行滿足要求，但是，到了夏季，用水量減少很多，出現(xiàn)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(shè)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(yù)處理系統(tǒng)的升壓泵、水處理系統(tǒng)的中間泵和除鹽水泵全年均能平穩(wěn)運行，化學(xué)設(shè)備耗電率明顯下降。

4 化學(xué)藥劑的優(yōu)化

火力發(fā)電廠水處理系統(tǒng)中化學(xué)藥劑的使用主要有三方面：一、凈化水質(zhì)用的藥劑，如原水預(yù)處理使用的混凝劑等；二、幫助制水設(shè)備恢復(fù)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(diào)整水質(zhì)的藥劑，如循環(huán)水處理系統(tǒng)用的穩(wěn)定劑、爐水中加入的磷酸鹽等。

對于原水預(yù)處理用的混凝劑、循環(huán)水處理使用的穩(wěn)定劑等，主要從藥劑的品種及加入量方面優(yōu)化。由于水質(zhì)波動，需定期根據(jù)水質(zhì)全分析數(shù)據(jù)、小型試驗（委托有資質(zhì)的機構(gòu)進(jìn)行）的結(jié)果調(diào)整藥劑的品種及確定加入量的控制標(biāo)準(zhǔn)。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(jīng)濟性，還須對水處理系統(tǒng)的相關(guān)指標(biāo)進(jìn)行監(jiān)測，并根據(jù)測量數(shù)據(jù)及時調(diào)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(yōu)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(shè)備長期不投運，交換器內(nèi)的樹脂滋生大量微生物，甚至被污染，此種情況下，要恢復(fù)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(jīng)就出現(xiàn)過個別交換器長期不運行，樹脂發(fā)臭，多次擦洗后，反復(fù)用酸液浸泡才恢復(fù)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(xiàn)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(chǎn)中，要嚴(yán)格按規(guī)程要求控制交換器失效時間、非供熱期設(shè)備的輪換使用、及時更新補充樹脂，降低再生比耗，促進(jìn)節(jié)能降耗。

對于主機熱力系統(tǒng)中使用的磷酸鹽等，用量少，節(jié)能降耗空間小，本文不作論述。

5 系統(tǒng)過程中工藝水資源重復(fù)利用優(yōu)化

火電廠化學(xué)水處理系統(tǒng)中，水資源的高效利用是實現(xiàn)節(jié)能降耗目標(biāo)的主要途徑，具體涉及多個技術(shù)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(chǎn)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(biāo)與沖洗用水的指標(biāo)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(chǎn)生大的不利影響，還可以節(jié)省大量過濾系統(tǒng)中的循環(huán)用水，減少水資源的消耗。同時，反滲透濃水的循環(huán)利用，減少廢水排放，對節(jié)能減排也有積極的作用。需要注意的是，反滲透濃水循環(huán)利用，要嚴(yán)格過程控制，避免因監(jiān)控不當(dāng)對設(shè)備和出水造成不利影響。

二是酸堿廢液的再利用?；瘜W(xué)水處理過程中，陰陽離子樹脂再生會產(chǎn)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(tǒng)中，將會直接增加廢水處理設(shè)備負(fù)擔(dān)和處理費用，影響廢水處理效率。為減輕廢水處理設(shè)備負(fù)擔(dān)、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(jìn)入中和池，彼此進(jìn)行中和，再微量調(diào)整酸堿廢液的PH值，使其轉(zhuǎn)變?yōu)橹行詮U水，然后再進(jìn)行廢水處理，提高了廢水處理效率，降低了設(shè)備能耗，將處理后的廢水重新作為循環(huán)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(tǒng)結(jié)垢嚴(yán)重，影響系統(tǒng)正常運行，為改善灰渣水系統(tǒng)的運行工況，我廠將酸性廢液引入灰渣水系統(tǒng)，定期對系統(tǒng)進(jìn)行沖洗，通過一段時間的運行，灰渣水系統(tǒng)的結(jié)垢情況明顯改善。

6 升級化學(xué)水處理系統(tǒng)管理系統(tǒng)

化學(xué)水處理系統(tǒng)管理系統(tǒng)的優(yōu)化和升級過程中主要有兩點：一，是化學(xué)水處理系統(tǒng)的設(shè)備要納入到統(tǒng)一的管理平臺，對設(shè)備的運行和維護(hù)工況進(jìn)行監(jiān)測記錄，及時發(fā)現(xiàn)劣化趨勢，分析并作出應(yīng)對策略，確保化學(xué)水處理設(shè)備保持最佳運行工況。二，是對化學(xué)水處理系統(tǒng)各個過程節(jié)點或端口的水質(zhì)指標(biāo)監(jiān)測進(jìn)行嚴(yán)格控制。專業(yè)技術(shù)人員監(jiān)測化學(xué)水處理系統(tǒng)中的各項水質(zhì)指標(biāo)，并將信息及時更新到管理信息平臺，使各相關(guān)部門及工作人員能夠同步掌握相關(guān)信息，繼而制定出各種調(diào)整對策和方案并高效實施。另外，通過管理系統(tǒng)數(shù)據(jù)信息的積累，為管理部門及人員制定更加科學(xué)的設(shè)備運行方案和策略提供支持，在火電廠日后的化學(xué)水處理中發(fā)揮出更多的重要作用[3]。

7 結(jié)語

綜上所述，在火電廠化學(xué)水處理系統(tǒng)中，實現(xiàn)節(jié)能降耗目標(biāo)主要通過工藝及設(shè)備方面以及水資源的節(jié)約、復(fù)用等進(jìn)行優(yōu)化，同時管理升級來實現(xiàn)，各個環(huán)節(jié)協(xié)同配合，最大限度地發(fā)揮節(jié)能降耗的潛力，才能更好地助力火電廠節(jié)能降耗工作，實現(xiàn)企業(yè)可持續(xù)發(fā)展。

參考文獻(xiàn)

[1]火電廠化學(xué)節(jié)能探討，荀華，韓建春，治卿，《能源與環(huán)境》，2013（1）

[2]黔西電廠化學(xué)水處理技術(shù)發(fā)展與應(yīng)用，王亮，《山東工業(yè)技術(shù)》，2017（09）

[3]論電廠化學(xué)水處理系統(tǒng)的特點與發(fā)展趨勢，張麗紅，《企業(yè)導(dǎo)報》，2016（15）

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