电厂化学制水处理的工艺与节能研究

电厂化学制水处理的工艺与节能研究

张裴裴

河北国华沧东发电有限责任公司，河北 沧州 061113

摘要：水是生命之源，人类社会离开了水就无法正常发展。一直以来，电厂化学制水的处理问题都是人们关注的焦点，许多由于电厂化学制水非法排放给水资源造成污染的案例不胜枚举。近些年来，在经济和科技的推动下，我国水处理技术得到了大幅度的提升，出现了大量行之有效的水处理工艺，对保障水资源安全作出了突出的贡献。本文对电厂化学制水处理的基本内涵做了简要的分析，明确了其重要的意义，并介绍了化学制水的工艺以及相应的节能措施，为电厂的化学制水提供技术参考。

关键词：电厂化学制水；处理工艺；节能研究

1.处理电厂化学制水的重要性阐述

电厂在日常的发电过程中，需要消耗大量的水资源。水中含有的某些盐类物质的存在，会使得锅炉等发电装置在运行的过程中，出现故障，降低工作效率，对电厂安全生产和经济效益的获得造成不良影响。同时，使用过的水中含有许多对环境具有不利影响的物质，如果对这些水不经处理就肆意排放，会对水、土壤、空气等造成污染，严重影响人们的正常工作和生活。鉴于此，我们需要对电厂化学制水进行必要的处理。

2.电厂化学制水处理系统的运行问题及分析

2.1除盐系统效能降低，新投入的化学制水处理系统的除盐工作周期为8-10小时，运行1000天之后，除盐工作周期普遍降低60%-70%，甚至更低（2-3小时）。

2.2树脂的破碎现象出现频繁，长期投入使用之后，树脂的机械强度降低，性能变差，工作交换容量也减小。

2.3化学制水成本开始上升，1000天后每顿制水的成本上升200%^[1]。

2.4酸碱性调控难度增加，排放出来的废水所含有的有害物质浓度提升，对环境的污染性加大。

2.5其他影响因素。如连续使用设备进行制水，导致整个体系的劳动强度提升，突发性事故等。在以上存在的问题中，一些负面因素随着电厂设备和生产能力的升级，逐渐地被削弱或者消除，但另外一些负面因素已经成为了主要的问题趋势.

例如:除盐过程中出现的酸碱消耗，工作压力越大，影响越大。以下重点针对酸碱消耗进行分析。首先，造成化学制水处理系统中酸碱消耗过高的原因来源于水质。电厂化学制水中采用的水源多以地表水（节约成本），地表水的成分复杂，混杂雨水、生活污水等，其中的无机物、金属离子、盐分的含量较高。一旦在化学制水过程中与树脂形成反应，就会导致树脂自身的性能劣化。因此，大型电厂在水源选择上，总和保护生态环境的基础上要选择优质水源^[2]。其次，树脂例子交换过程中，由于杂质污染会逐渐丧失置换作用，影响再生效率，进一步降低了制水周期。再次，人工操作也是造成电厂化学制水发生不稳定的主要因素。现代大型电厂中要尽量减少人工干预，防止以经验作为参考的做法，严格按照科学的数据来进行计算。

3电厂化学制水处理工艺概述

3.1离子交换水处理工艺

在早期的电厂作业中往往使用到这种工艺，预处理设备中注入地下水或河流水，通过一些类似于自来水厂的净化方式，通过原水加压泵等处理掉其中的无机物，使其能够得到水质条件较好的软水，并再次经过精密的过滤器，其中包含了阴阳离子过滤床以及各种微孔过滤器，最终获得能够满足锅炉用水的水质，但是这种水处理工艺相对落后，步骤繁琐，无法适应当前背景下的电厂水处理方式。但是从另一个方面来看，这种较为传统的方式也为如今的水处理提供了良好的设计思路^［2］。

3.2反渗透混床方式的水处理工艺

这种水处理方式对于水质的要求不是特别的高，一般来讲自来水也可以做为其主要的水源供给，完成相应的取水工作，第一步，首先进行储水操作，获得一定的水体规模之后将絮凝剂加入等待其完成反应后，将水体导入指定的机械过滤装置，使其能够达到一定的纯度，随后经过活性炭过滤堆的过滤作用得到进一步提纯的水之后，导入阻垢加药反应容器，然后使用水泵进行抽离，并使其能够计入反渗透装置，完成对混床设备的加水操作。另外需要特别注意的是，在这个反应阶段，也会用到精密的过滤仪器完成树水体的进一步过滤，并且还有要用到一定量的除盐试剂，使得到的水体进一步优化。以满足锅炉的使用要求。

3.3电去离子装置进行的水处理工艺

电去离子装置简称EDI技术，是运用膜处理即所谓的离子交换膜和电子迁移技术相结合的方式，进行纯水的制取。其优势不言而喻，具有出水连续性好、不需要人的日夜值守，足可以代替混床技术做为新兴的纯水制取工艺，其工作原理是在外加直流电厂的作用下，在水中的电介质离子根据电荷的方向发生定向的移动，然后利用交换膜对离子的选择性透过作用来实现对水质优化的重要水处理工艺，但是从目前来看该项技术还存在这一定的弊端，比如说水处理量小，大规模建设又耗费一定的空间，另外，其带反应条件为通电状态，在纯水的制取工作中消耗了一定的电能，虽然有着出水效果好，但是现在的工艺还不是很成熟，是未来的发展方向。

4.电厂化学制水的节能处理研究

4.1对传统电厂化学制水系统的升级改造

在日臻严峻的资源形势和环境状况的影响下，近些年来，社会生产和人们生活都开始逐渐趋向于环保化、节能化。电厂在发电的过程中需要消耗大量的能源和水资源，有效实现电厂发电、化学制水处理等工作的节能化、环保化，对人类的长足发展具有不容忽视的积极意义^[2]。传统的电厂化学制水系统往往采用二级复床除盐制水法，即将水源经由阳床、除碳器、阴床进行一级处理，再经由阳床、阴床进行二级处理，以净化水质，使其达到锅炉用水的要求。

然而，由于该系统在设计的过程中，将二级除盐今作为一级除盐的辅助设备，许多当前制水过程中所存在的问题没有考虑进去，相应的设备也没有得到匹配，并且系统中所采用的强酸、强碱树脂交换容量已经不能满足当前电厂发电的需求，导致该系统的制水量大幅度下降，阳床再生酸耗量和碱耗量也急剧上升，严重影响了发电厂的正常发电工作，给电厂带来了沉重的经济负担。因此，在经济和科技高速发展的今天，电厂有必要对传统的化学制水系统进行一定的升级改造。通过对制水系统的升级改造，可以在一定程度上降低系统运行时能源和资源的消耗，并能提高工作效率，提升锅炉用水质量，可以防止锅炉设备的损坏，从而达到节能环保的目的。

4.2锅炉用水的回收利用

经由化学制水系统处理后的锅炉用水，在对其进行相应的处理后，仍旧具有利用的价值。目前国内大部分电厂所采用的锅炉用水回收系统采用的是传统的回收处理模式，即利用高效纤维过滤器对锅炉用水进行一级过滤后，再用阳离子交换器进行二级过滤。尽管通过这两级过滤，锅炉用水中所包含的泥沙、树脂等杂质基本得到清除，但由于该系统所使用的氧化剂、絮凝剂等药剂的剂量是恒定的，而锅炉装置在运行的过程中，往往受运行工况的影响，排放出来的工业水的成分往往不是固定的，因此，该系统的净水效率不是很稳定。

目前，随着计算机网络技术的发展，自动控制理论的推广，PLC系统受到了人们的青睐。在化学制水处理系统中融入PLC系统，可以很好的实现工业水化学成分的实时检测，并且系统能够根据检测结果，对氧化剂、絮凝剂等药剂的种类和用量进行调整。这样，不仅有效的实现了锅炉用水的回收利用，同时还降低了该项工作的成本，对节能环保具有重要意义。

5.结语

现阶段，电厂化学制水处理的工艺与节能研究过程中，由于国家对环境问题的重视度日益提升，电厂应当积极采取有效措施实现废水零排放，实现节能制水，相关部门应当积极对电厂化学制水处理及节能工作中存在的问题进行全面的分析，找出其中症结所在，及时采取相应措施进行解决。

参考文献：

［1］汪洪涛.大型火电厂化学水处理技术进展与应用探讨［Ｊ］．橡塑技术与装备，2016（6）：88-90.