陳加龍(中國能源建設(shè)集團(tuán)華中電力試驗(yàn)研究院有限公司，湖南 長沙 410000)

0 引言

科技社會的進(jìn)步促進(jìn)了人們生活水平的進(jìn)步，目前社會上電力資源已經(jīng)成為人們生產(chǎn)生活中不可或缺的關(guān)鍵因素之一。這個(gè)過程中我國的電力行業(yè)也獲得了飛速發(fā)展。但是隨之而來的很多弊端也顯露出來[1]。其中電廠化學(xué)水處理是電廠發(fā)展中出現(xiàn)的一個(gè)關(guān)鍵問題項(xiàng)目，引起了相關(guān)管理人員的重視。作為管理人員必須認(rèn)識到做好電廠化學(xué)水處理的重要性，只有做好電廠用水的處理，才能保證電廠各類設(shè)備的正常使用。加大力度進(jìn)行管理，才能避免違規(guī)行為的出現(xiàn)，提升電廠運(yùn)行效率。

1 電廠化學(xué)水處理流程概述

電廠化學(xué)水處理過程就是指電廠鍋爐補(bǔ)給水的處理。因?yàn)殡姀S鍋爐中使用的水絕大部分都來自于大自然中。而這些水經(jīng)過長距離的流動(dòng)，不可避免地會融入很多雜質(zhì)，甚至存在很多的污染物。因此水源使用前必須經(jīng)過除雜等預(yù)處理過程才能進(jìn)入電廠被電廠內(nèi)部設(shè)備系統(tǒng)使用。電廠化學(xué)水處理流程是依照電廠水質(zhì)及電廠特點(diǎn)的不同來具體設(shè)計(jì)的。但是一般都以鍋爐補(bǔ)給水處理系統(tǒng)為主，處理流程大概也都由水的預(yù)處理、一級除鹽和二級除鹽三大步驟衍生而來。其中第一步就是利用一些技術(shù)和措施來實(shí)現(xiàn)水中雜質(zhì)的沉降和過濾，第二步和第三步分別為除鹽過程。

對電廠化學(xué)水處理流程進(jìn)行簡單介紹：首先，預(yù)過濾處理。預(yù)過濾處理除去的主要是水中的懸浮體、膠體及一些微生物和有機(jī)物等。一般而言，常見的預(yù)處理工藝是超濾、多介質(zhì)過濾、活性炭過濾等。其中超濾環(huán)節(jié)對原水進(jìn)行處理效果很好，尤其是在膠體處理方面得到廣泛應(yīng)用。其次，預(yù)除鹽。經(jīng)過預(yù)處理以后的水質(zhì)中還含有很多的溶解性鹽，這些鹽也會影響后期水的使用，造成設(shè)備腐蝕等問題出現(xiàn)，因此需要進(jìn)一步進(jìn)行除鹽處理。而除鹽過程又可以分為一級除鹽和二級除鹽過程，其中一級除鹽中常用的基礎(chǔ)設(shè)備和技術(shù)是陰陽離子交換和反滲透，而二級脫鹽處理則使用混床、EDI、電滲析等。

這些技術(shù)的基礎(chǔ)是離子交換，且是電廠化學(xué)水處理的難點(diǎn)和重點(diǎn)[2]。具體處理過程就是將預(yù)處理以后的經(jīng)過弱酸陽離子、強(qiáng)酸陽離子交換來除去水中鈣、鎂等陽離子，再分別經(jīng)過弱堿和強(qiáng)堿陰離子交換器除去水中的陰離子，最終得到能夠滿足鍋爐補(bǔ)給水使用標(biāo)準(zhǔn)的除鹽水。這個(gè)過程看似簡單，但是過程操作要求較高，必須根據(jù)實(shí)際情況進(jìn)行離子交換的順序選擇。同時(shí)要注意交換中可能造成樹脂失效的問題，必須要對失效的樹脂進(jìn)行再生處理，分別使陰、陽樹脂再生。雖然電廠化學(xué)水處理已應(yīng)用了一段時(shí)間，但是目前電廠化學(xué)水處理工藝中還存在技術(shù)不成熟、管理問題多等諸多問題，這些問題對電廠化學(xué)水處理的效果形成一定的阻礙，所以必須深入研究、加強(qiáng)管理，積極采取有效措施來提升電廠化學(xué)水處理工作效率。

2 電廠化學(xué)水處理運(yùn)行中存在的問題

2.1 設(shè)備易腐蝕問題

電廠是實(shí)現(xiàn)電能產(chǎn)生的場所，電廠熱力設(shè)備性能和運(yùn)行狀況會直接影響整個(gè)電廠的發(fā)電及電能傳輸效果，且與整個(gè)化學(xué)水處理存在著直接聯(lián)系。因此要想保證熱力設(shè)備的性能，就必須做好電廠化學(xué)水處理過程，提升處理效果[3]。但是實(shí)際電廠化學(xué)水處理運(yùn)行中發(fā)電設(shè)備腐蝕的問題經(jīng)常出現(xiàn)。腐蝕嚴(yán)重時(shí)甚至還可能引發(fā)爆管等問題。造成設(shè)備腐蝕問題的主要原因主要有以下幾點(diǎn)：首先，發(fā)電廠內(nèi)部設(shè)備的材料多為銅質(zhì)或鐵質(zhì)，且電廠內(nèi)潮環(huán)境很多，與空氣接觸很容易發(fā)生氧化反應(yīng)，使得設(shè)備出現(xiàn)腐蝕現(xiàn)象。其次，除鹽水中含有溶解氧，一旦系統(tǒng)內(nèi)溶解氧含量未被控制在合理范圍內(nèi)，不僅會引發(fā)水中有害物質(zhì)的富集現(xiàn)象，還會對設(shè)備管道等造成腐蝕[4]。因此，一般電廠化學(xué)水處理運(yùn)行中，為了避免發(fā)電設(shè)備腐蝕氧化問題產(chǎn)生的不良影響，會使用除氧器及化學(xué)藥劑來控制溶解氧含量，同時(shí)控制水資源循環(huán)處理利用次數(shù)，避免有害物質(zhì)富集引發(fā)的設(shè)備管道侵蝕現(xiàn)象發(fā)生。

2.2 膜處理裝置易出現(xiàn)問題

電廠化學(xué)水處理過程中會用到超濾、多介質(zhì)過濾、活性炭過濾、反滲透等工藝，其中過濾過程會用到過濾膜、反滲透過程中也會用到反滲透膜。因此“膜”是整個(gè)電廠化學(xué)水處理過程中的關(guān)鍵部分。而本文將實(shí)際操作運(yùn)行中裝有各類膜結(jié)構(gòu)的裝置統(tǒng)稱為膜處理裝置。在水處理過程中必須重視各類膜裝置的安裝和檢查工作，保證各類膜裝置的完好性。但是目前膜處理裝置中存在的問題很多，包括膜裝置安裝不符合標(biāo)準(zhǔn)要求、膜裝置安裝程序雜亂無序、安裝人員不能根據(jù)實(shí)際情況進(jìn)行安裝順序靈活調(diào)整及膜處理裝置局部滲透問題等。其中膜裝置安裝過程中出現(xiàn)的問題可以預(yù)防和管控，通常采取的管理措施包括進(jìn)行培訓(xùn)教育提升安裝人員素質(zhì)、提升安裝人員責(zé)任心及操作技能等。而局部滲透問題雖跟安裝過程有關(guān)，但是也有可能跟使用過程有關(guān)，所以在實(shí)際工作中，相關(guān)工作人員還需要深入地進(jìn)行研究、創(chuàng)新，在現(xiàn)有技術(shù)措施上進(jìn)行創(chuàng)新、調(diào)整，減少膜裝置滲透問題的出現(xiàn)。此外重視各個(gè)過程中各類膜裝置的安裝過程，對于整個(gè)電廠化學(xué)水處理質(zhì)量具有重要意義[5]。

3 電廠化學(xué)水處理運(yùn)行中問題優(yōu)化策略

3.1 加強(qiáng)防腐處理

為了提升熱力系統(tǒng)設(shè)備防腐的效果，必須引起對化學(xué)水處理運(yùn)行的重視，積極采取措施對設(shè)備及內(nèi)部水質(zhì)進(jìn)行處理，減少腐蝕及結(jié)垢等現(xiàn)象發(fā)生，提升防腐效果，實(shí)現(xiàn)企業(yè)效益最大化。

首先，對熱力系統(tǒng)進(jìn)行除氧防腐，防止水中的氧腐蝕熱力系統(tǒng)設(shè)備及零部件。電廠常見的除氧方式包括三種：熱力除氧、化學(xué)除氧、真空除氧。熱力除氧就是給水加熱，降低氧溶解度，排除氧氣，而化學(xué)除氧則是加入還原劑與水中的溶解氧發(fā)生反應(yīng)，消耗水中的氧氣。真空除氧的原理則是通過降低水面上氣相的壓力，降低水中氧氣的溶解度，從而使氧氣由水中逸出達(dá)到除氧的目的。其中熱力除氧是目前應(yīng)用最為廣泛的除氧技術(shù)，然而雖然該技術(shù)應(yīng)用廣泛，但是這種處理方法也存在不足之處，最常見的缺陷包括水很容易汽化且升溫至沸點(diǎn)容易產(chǎn)生水耗損[6]。

其次，加氧除鐵防腐。發(fā)生設(shè)備腐蝕氧化的一個(gè)重要原因就是具備氧化腐蝕的條件，因此在實(shí)際防腐工作開展時(shí)必須考慮消除氧化腐蝕的條件。上述防腐方法是除氧，降低氧含量。另一個(gè)方法則是除鐵，降低鐵含量。研究表明降低鐵含量不僅可以降低腐蝕機(jī)會，還能夠減少鍋爐熱力系統(tǒng)結(jié)垢及污堵等情況的發(fā)生。實(shí)際操作中常見的除鐵技術(shù)就是加氧除鐵法。這種技術(shù)的應(yīng)用原理是向給水中加入氧，使金屬表面形成以三氧化二鐵為主的致密保護(hù)膜，達(dá)到降低熱力系統(tǒng)腐蝕的效果。這個(gè)過程中要注意保證金屬表面供氧的均衡性，提升金屬表面鈍化膜的穩(wěn)定性，從而提升金屬表面的抗氧化性。這種技術(shù)應(yīng)用時(shí)對水質(zhì)的要求較高，同時(shí)在實(shí)際應(yīng)用操作時(shí)必須做好對含氧量及含鐵量等參數(shù)的嚴(yán)格控制。

第三，進(jìn)行水質(zhì)處理。這個(gè)過程中要通過投放藥物等形式來除去水中的鈣、鎂等離子，降低水中結(jié)垢及酸堿性腐蝕因素的存在，減少汽水系統(tǒng)中金屬物質(zhì)腐蝕現(xiàn)象的發(fā)生。同時(shí)還需要定期進(jìn)行鍋爐排污處理，減少汽、水共騰的情況發(fā)生。還要做好除氧與加藥處理。做好運(yùn)行水質(zhì)中對應(yīng)的電導(dǎo)率、pH值、內(nèi)冷水水質(zhì)等因素的管控，避免鋼導(dǎo)線腐蝕問題、絕緣引水管老化現(xiàn)象及銅設(shè)備腐蝕現(xiàn)象的發(fā)生。同時(shí)還要對水質(zhì)進(jìn)行除菌、殺藻處理，將相關(guān)藥品加入到循環(huán)水泵入口，對可能引發(fā)腐蝕、污垢問題的菌類、藻類進(jìn)行殺菌滅藻處理，提升電廠化學(xué)水處理的穩(wěn)定性和安全性。

3.2 引入先進(jìn)膜處理技術(shù)

鑒于膜處理裝置對電廠化學(xué)水處理運(yùn)行的重要性，必須引起相關(guān)人員的重視，積極開展創(chuàng)新和研究，引進(jìn)和創(chuàng)新先進(jìn)的膜處理技術(shù)，來解決和改善現(xiàn)有運(yùn)行中存在的問題。這里常用的先進(jìn)膜處理技術(shù)是反滲透技術(shù)。下面就這項(xiàng)技術(shù)進(jìn)行簡要介紹。

反滲透技術(shù)是目前應(yīng)用較為廣泛的一種膜技術(shù)，這種技術(shù)的特點(diǎn)是節(jié)能性強(qiáng)且運(yùn)行過程中無酸堿耗。與其他形式的分離過濾膜技術(shù)相比存在很大的差異性。因?yàn)榇蟛糠值倪^濾膜技術(shù)使用的是垂直過濾技術(shù)，而反滲透膜技術(shù)是利用過濾液體通過橫向流入反滲透膜的方式來實(shí)現(xiàn)過濾目的，也就是說反滲透技術(shù)屬于一種橫流過濾技術(shù)。因?yàn)榉礉B透膜技術(shù)使用的反滲透膜的孔徑非常小，一般只有1μm。因?yàn)槠渥銐蛐。运须s質(zhì)祛除效果非常好?？梢詫?shí)現(xiàn)在不浪費(fèi)資源的情況下高效除雜質(zhì)，具有很強(qiáng)的經(jīng)濟(jì)環(huán)保性。且這一技術(shù)應(yīng)用操作簡便，產(chǎn)水水質(zhì)更佳。但是，反滲透技術(shù)應(yīng)用也有不足之處，其中常見的有兩個(gè)方面：

(1)反滲透裝置產(chǎn)水水質(zhì)并不能滿足亞臨界、超臨界等鍋爐用水的水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)要求；

(2)反滲透裝置在長時(shí)間的運(yùn)行后會出現(xiàn)反滲透產(chǎn)水品質(zhì)變差的問題。

對于前者而言，可以通過選擇合適的二級除鹽設(shè)備繼續(xù)進(jìn)行除鹽處理以滿足鍋爐用水的要求。而對于后者，目前還無有效的解決措施，只能通過對反滲透膜的及時(shí)檢查、維護(hù)、更換來解決這一問題。因?yàn)樵斐煞礉B透裝置產(chǎn)水品質(zhì)變差的關(guān)鍵因素是反滲透膜的磨損，而這種磨損目前沒有成熟可行的方法可以規(guī)避。因此反滲透技術(shù)的應(yīng)用不僅僅應(yīng)該停留在應(yīng)用階段，作為技術(shù)和管理人員必須自主學(xué)習(xí)，拓展自己的視野和專業(yè)技能，不斷地研究、發(fā)現(xiàn)和引進(jìn)新的技術(shù)和工藝，并將這些技術(shù)和工藝進(jìn)行改造和融合，來彌補(bǔ)全膜技術(shù)中存在的問題和缺陷，優(yōu)化反滲透技術(shù)，提升電廠化學(xué)水的分離、濃縮和凈化處理效率。

4 結(jié)語

總而言之，電廠化學(xué)水處理質(zhì)量的好壞不僅關(guān)系到周圍環(huán)境的質(zhì)量，還關(guān)系到電廠的生產(chǎn)效率和質(zhì)量，對電廠的安全穩(wěn)定運(yùn)行及進(jìn)一步發(fā)展具有重要意義。因此，作為相關(guān)管理和技術(shù)人員必須引起足夠重視，積極對現(xiàn)有化學(xué)水處理問題進(jìn)行深入研究，發(fā)現(xiàn)和引進(jìn)新的工藝、技術(shù)來改進(jìn)當(dāng)前的工藝，提升電廠化學(xué)水處理效果。