符曉蓉

大唐陜西發(fā)電有限公司渭河熱電廠 陜西 咸陽 712085

引言

近年來，許多火電廠的生產(chǎn)規(guī)模日漸擴大，在此過程中各火電廠對水處理、水質控制提出了新的要求。原先的水處理技術、水質控制策略在當下暴露了諸多問題，難以達到最佳的處理效果，不利于火電廠的現(xiàn)代化發(fā)展。各火力發(fā)電廠在當下的條件下需根據(jù)其生產(chǎn)特點及工藝流程，考慮行業(yè)發(fā)展趨勢，采用全新的水處理技術，并創(chuàng)新水質控制路徑。未來各火電廠需持續(xù)增大在水處理和水質控制方面的資金、技術等投入，保障水處理效果，使水質達到相應的標準。

1 火力發(fā)電廠水處理現(xiàn)狀

1.1 火力發(fā)電廠循環(huán)水處理

依據(jù)火力發(fā)電廠的生產(chǎn)特征，循環(huán)水在電廠內的處理難度較大。大部分火電廠在利用水資源時，汽輪機與水長時間接觸，該設備的水資源消耗與利用相對較多。火電廠的水資源中，無機鹽含量較高，溫度的頻繁上升或者下降導致無機鹽常以固態(tài)形式附著于管道內，長此以往極易引發(fā)管道的堵塞現(xiàn)象，對火電廠生產(chǎn)造成的危害較大[1]。在火電廠運行期間相關人員需遵循相應的要求處理循環(huán)水，這一處理過程本質上為處理水中水垢的過程，比較常用的方式為利用石灰實現(xiàn)沉淀，去除水體中的無機鹽。石灰價格便宜，利用此方法處理循環(huán)水時的成本較低，很多火電廠均利用的是這一方式。

1.1.1 加酸處理。針對循環(huán)水的處理，加酸處理法相對有效，此方法就是將水中的碳酸鹽成分變?yōu)榉翘妓猁}，再加上二氧化碳氣體微溶于水，在很大程度上能抑制二氧化碳的析出。循環(huán)水加酸處理過程中，關鍵應注意加入的酸的類型，一般為H2SO4。硫酸濃度相對較低，pH值在7.4～7.8之間，整個處理過程中存在以下反應：

在上述反應下，水中的碳酸鹽被轉變?yōu)榱肆蛩猁}，因為硫酸鹽的溶解度相對較高，再加上反應產(chǎn)物有CO2，基本抑制了碳酸鈣的生成。

1.1.2 離子交換處理。我國的火電廠眾多，部分火電廠建設在水資源相對匱乏的區(qū)域，因為水源條件和地形條件，火力發(fā)電廠在生產(chǎn)期間對循環(huán)水冷卻系統(tǒng)的依賴性較大。如存在頻繁升溫與降溫過程，水中的無機鹽常存在聚集現(xiàn)象，為科學處理循環(huán)水，在實際的工作中相關人員也需規(guī)范應用離子交換技術，以通過此技術保障循環(huán)水濃縮率[2]?；陔x子交換技術的水處理過程，一般不需要補充大量的水資源。此技術下需配備離子交換機，該設備的專業(yè)性較強，必須交由專業(yè)人員來操作，設備的前期投資、后期運維投入較高。離子交換技術由弱堿性陽離子完成交換，反應過程為：

此反應的結果對水中的碳酸鹽有很好的溶解作用，同時對水中的堿性進行了有效的中和。離子交換處理技術比較適合堿度較大的水和碳酸鹽較多的水。

1.1.3 阻垢劑處理?；痣姀S中為提高循環(huán)水利用率，相關人員在實際的工作中也可在水中添加阻垢劑。但因為阻垢劑的類型相對較多，通過合理選擇能保持一定的化學反應，進而溶解和去除水中的水垢。早期階段火電廠利用阻垢劑處理循環(huán)水時主要采用的是纖維素、丹寧。在當下技術進步的過程中，陸續(xù)形成了很多全新的阻垢劑?；痣姀S在處理循環(huán)水時可采用的阻垢劑類型相對較多，可選擇有機磷酸鹽、聚合磷酸鹽。許多火電廠利用聚合磷酸鹽取得了良好的應用效果，但這類阻垢劑又包含三聚磷酸鹽、焦磷酸鹽、偏磷酸鹽等類型，實際的工作中需結合火電廠循環(huán)水的類型來選擇，在選定了種類后，有關人員還需控制用量，以達到最佳的水處理效果。

1.2 火力發(fā)電廠補給水處理

火電廠生產(chǎn)作業(yè)期間針對水處理過程，不應考慮水質、水溫等差異。每一火電廠的水質、水溫各有不同，實際的工作中選擇的水處理工藝也各有特點，實際的工作中相關人員需立足實際情況來選擇水處理技術，構建科學的水處理路徑。對于不同類型的水，可通過沉降、混凝和澄清等方式去除其中的膠體顆粒。一些火電廠所處地區(qū)的水體中，鹽分較高，在處理補給水時重點應做好除鹽工作，如可采用反滲析和滲析工藝。在處理補給水時也需要有熱力設備的保障，但不同構成成分的補給水，對熱力設備的需求各有不同，相關人員需綜合諸多因素，選擇高性能熱力設備，創(chuàng)造離子交換處理條件。

1.3 定冷水處理技術

在我國的火電廠生產(chǎn)作業(yè)中，常常也涉及定冷水處理，這一處理過程的本質就是要控制銅腐蝕現(xiàn)象，最終將水的pH值保持在正常范圍內。針對定冷水的處理，一般應利用凝結水、除鹽水混合的方式來處理。依據(jù)大量的水處理經(jīng)驗，堿性化學水雖對處理定冷水有一定作用，但此技術的應用難度大，特別是在堿度控制方面，一旦堿度與實際工作有偏差，必將影響整體的處理效果[3]。

1.4 廢水處理技術

伴隨著火電廠的生產(chǎn)作業(yè)，其廢水產(chǎn)量較大，如直接排放這些廢水，將對區(qū)域生態(tài)造成較大危害，影響水環(huán)境、土壤條件，威脅動植物生存環(huán)境、人類健康。為保障廢水處理效果，主要需注意以下方面：以集中化方式處理生產(chǎn)中的廢水；在將全部的廢水統(tǒng)一后再分步處理；合理利用兩相固液分離技術，如有廢棄物，需采用加藥混凝操作，分離水體中的雜質。

1.5 火力發(fā)電廠凝結水處理

火電廠在生產(chǎn)過程中也會產(chǎn)生大量的凝結水，指的是蒸汽凝結后產(chǎn)生的水資源。在水處理過程中有關人員需根據(jù)凝結水水量及成分構成等，選擇恰當?shù)奶幚矸绞健Ｒ驗槟Y水總量較大，又是經(jīng)過高溫后的水，其性質特殊，多用在高壓或者超高壓機組中，在機組相關參數(shù)變化的過程中，對水質的處理要求也各有不同，實際的工作中需創(chuàng)新處理工藝。凝結水中主要為銅、鐵、硅、鈉元素，在具體的處理中進行除鹽處理即可。

2 火力發(fā)電廠的水質控制

2.1 原水管理

為保障火力發(fā)電廠的水質，在實際的工作中相關人員需加強原水管理。原水指的是水供應的源頭，為供應水原料，其水質關注火電廠循環(huán)水、凝結水與供給水的水質情況。在實際的工作中相關人員需充分意識到原水管理的重要性，采取一系列措施保障原水質量。

2.2 水的凈化管理

針對火電廠的水質控制，凈化工藝十分關鍵，就是要通過一系列工藝來降低水體中的污染物含量。為此，火電廠水質控制中有關人員需重視水體的凈化，根據(jù)每一階段的水體來源、類型及污染程度，選擇恰當?shù)奶幚砉に?。為達到凈化目標，相關人員必須具有極高的專業(yè)素質與能力，與技術人員、生產(chǎn)人員等加強溝通，注重水體凈化，并采用新工藝、新設備，密切關注水體中各種污染物的含量變化，盡可能達到國家和行業(yè)標準。

2.2.1 相應的投加混凝劑。由專人在火電廠內開展各種的專業(yè)化試驗，依據(jù)試驗過程和結果，選擇最符合水體凈化要求的混凝劑類型，將選定的混凝劑直接投加在待處理水體中，但需嚴格控制投加量。

2.2.2 投加相應的消毒劑。在水體中投入消毒劑同樣能起到凈化作用，具體的工作中有關人員需分析水資源來源等情況，選擇恰當類型的消毒劑，并控制投入量。

2.3 合理采用膜法水技術

2.3.1 鍋爐制水。膜法水技術屬于一種新型技術，在當前的火力發(fā)電廠水處理中廣受關注。為達到水質控制要求，在鍋爐制水中相關人員需合理應用該技術。在火電廠的生產(chǎn)作業(yè)中，因為為鍋爐燒水發(fā)電模式，在此過程中存在鍋爐補給水，這部分水資源的需求量較大，天然水體中的雜質含量較高，如在生產(chǎn)中未做好凈化處理，隨著生產(chǎn)時間的延長，鍋爐內將大量積累污垢，這些污垢在一些情況下甚至會腐蝕鍋爐，影響鍋爐的運行安全[4]。因此，火電廠在使用天然水時應做好預處理工作，通過澄清、沉淀與鍋爐幾個步驟，去除水中的懸浮物和膠體物質。在預處理環(huán)節(jié)，澄清階段需配備機械攪拌加速澄清池，過濾設備選用砂濾多介質過濾與活性炭鍋爐。

（1）膜處理結合傳統(tǒng)離子技術制取鍋爐補給水。針對鍋爐制水的凈化處理，膜處理工藝與傳統(tǒng)離子技術相結合的效果相對理想?；痣姀S生產(chǎn)中如原水水質相對理想，不再需要混凝、沉淀和澄清等預處理步驟，只需要采用超濾技術即可。過濾采用超濾去除水體中的細小懸浮物、膠體物質、病毒、細菌和蛋白質等各類雜質；在離子交換系統(tǒng)之前設置反滲透裝置，由該裝置完成除鹽處理，這一系列的處理步驟下除鹽率在99%以上，后續(xù)的工作過程中離子交換除鹽設備的工作量大大減少，能保持該設備最佳的運行狀態(tài)[5]。在實際的工作中如能合理利用膜處理與離子交換處理技術，水中的鹽離子含量大大降低，去除效果相對理想。

（2）全膜處理制取鍋爐用水。一些火電廠會利用全膜處理技術來制取鍋爐用水?；痣姀S中通過建立全膜處理系統(tǒng)，能保障處理效果。整個系統(tǒng)中超濾、反滲透、EDI流程相互銜接，可大大保障水體的凈化效果，提高水質。在全膜處理制取鍋爐用水時，整個過程的成本較低，可大大節(jié)約資源，減少不必要的消耗，凈化后水質的各項性能指標基本能達到相應規(guī)定。

2.3.2 對火電廠中的冷卻水進行處理。火電廠的生產(chǎn)方式特殊，整個生產(chǎn)流程中冷卻水為一類重要的廢水，指的是設備運行結束后，引起設備溫度較高，需進行降溫處理，而此時水體為導入設備，借助水體完成設備的物理降溫，這種水體在使用過一次后不再能使用，因為水體中的雜質含量高，可能腐蝕設備。針對這一問題，在火電廠中也需合理利用膜處理技術來處理冷卻水。循環(huán)冷卻水系統(tǒng)的運行過程中，換熱器的傳熱管表面往往沉積了各種類型的物質，主要為水垢、淤泥、腐蝕產(chǎn)物、生物沉積物，正是因為這些物質的存在，嚴重降低了水質。而通過膜技術，能沉淀、澄清冷卻水，再利用超濾技術去除水體中的細小雜質，最后由離子交換技術將冷卻水變?yōu)榧儍羲?，提高水體的綜合利用率。

2.3.3 反滲透技術對循環(huán)水的應用?；痣姀S的生產(chǎn)中，循環(huán)冷卻水補充水源多采用的是自來水，其成本較高，伴隨著生產(chǎn)作業(yè)的持續(xù)實施，將產(chǎn)生大量的廢水，直接排放這些污水將引發(fā)較為嚴重的生態(tài)與環(huán)境問題，不利于保障電廠正常的生產(chǎn)作業(yè)。部分火電廠的循環(huán)水系統(tǒng)中，原先的設計中未設置底部排放口，后續(xù)該系統(tǒng)運行過程中循環(huán)水濃縮倍率一旦超出相應標準，將無法繼續(xù)排放污水，此時需利用水泵泵吸或者溢流的方式實現(xiàn)控制，整個流程復雜且需要投入大量的人力物力資源，時間消耗長，濃縮倍率不易控制，易發(fā)生結垢現(xiàn)象。針對這一問題，反滲透技術相對有效，反滲透系統(tǒng)中包含高壓泵、反滲透膜，原水在經(jīng)過高壓擠壓時必須通過反滲透膜，但能通過的有且僅有水分子，其他的鹽離子、稀有金屬等無法正常通過，也就能保障水體的安全性。綜合反滲透技術的過程，其流程簡單，部分環(huán)節(jié)可實現(xiàn)自動化。

3 結束語

水處理和水質控制對火電廠的生產(chǎn)十分重要。各火力發(fā)電廠在現(xiàn)代化發(fā)展的趨勢下，需立足自身的生產(chǎn)特點，不斷采用全新的水處理技術和工藝，構建科學的水質控制體系，提高水處理整體水平。