電廠化學(xué)水處理認(rèn)識(shí)

1、電廠化學(xué)水處理綜述 水壽摘要：對(duì)用水進(jìn)行較好的凈化處理才能防止熱力設(shè)備的結(jié)垢、腐蝕，避免爆管事故，有效防止過(guò)熱器和汽機(jī)的積鹽，以免汽輪機(jī)出力下降甚至造成事故，從而保證鍋爐、汽機(jī)等重要設(shè)備的安全、有序運(yùn)行。本文介紹了電廠化學(xué)水處理技術(shù)的發(fā)展特點(diǎn)，以及常規(guī)的方法與應(yīng)用。關(guān)鍵詞：化學(xué)水處理；特點(diǎn)；方法前言：電廠的化學(xué)水處理主要是指鍋爐用水的給水處理，這個(gè)過(guò)程的好壞直接關(guān)系到相關(guān)設(shè)備是否可以安全經(jīng)濟(jì)運(yùn)行，所以說(shuō)化學(xué)水處理是電廠生產(chǎn)的重要過(guò)程。因此必須在建設(shè)前期從設(shè)計(jì)上嚴(yán)把關(guān)，深入研究化學(xué)處理的工藝，做好預(yù)控工作，建設(shè)過(guò)程中慎重對(duì)待化學(xué)水處理的施工和設(shè)備安裝，為以后電廠順利投產(chǎn)運(yùn)營(yíng)打下堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)?；谠?/p>

2、背景，本文對(duì)電廠化學(xué)水處理的發(fā)展特點(diǎn)、常見(jiàn)方法和工藝進(jìn)行了綜述，方便更好的理解該該部分技術(shù)內(nèi)容為以后工作打下堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)，同時(shí)也作為本人的學(xué)習(xí)總結(jié)。1 化學(xué)水處理的技術(shù)特點(diǎn)水在火力發(fā)電廠水汽循環(huán)系統(tǒng)中所經(jīng)歷的過(guò)程不同，水質(zhì)常有較大的差別。因此根據(jù)實(shí)用的需要，人們常給予這些水以不同的名稱，具體為原水、鍋爐補(bǔ)給水、給水、鍋爐水、鍋爐排污水、凝結(jié)水、冷卻水和疏水等，通常情況下為了方便又簡(jiǎn)單的分為爐內(nèi)水和爐外水。電廠化學(xué)水處理主要包括補(bǔ)給水處理和汽、水監(jiān)督工作，補(bǔ)給水處理也叫爐外水處理，是凈化原水、制備熱力系統(tǒng)所需質(zhì)量合格的補(bǔ)給水，是鍋爐水質(zhì)合格的重要保障。汽水監(jiān)督工作是改善鍋爐運(yùn)行工況、防止汽水循環(huán)不

3、良的安全保障。隨著當(dāng)前技術(shù)的不斷發(fā)展進(jìn)步，現(xiàn)代電廠化學(xué)水處理呈現(xiàn)出集中、多元化、環(huán)保等特點(diǎn)，下面分別闡述。1.1 分布集中化在以往的電廠化學(xué)水處理過(guò)程中，常常設(shè)有多種處理系統(tǒng)，一般按照功能分為凈水預(yù)處理系統(tǒng)、鍋爐補(bǔ)給水處理系統(tǒng)、汽水的取樣監(jiān)測(cè)分析、循環(huán)水處理系統(tǒng)、加藥處理系統(tǒng)、廢水處理系統(tǒng)等等。這種按照功能作用設(shè)立的多種處理系統(tǒng)占地面積大、需要的維護(hù)人員多、給生產(chǎn)管理造成了不便?，F(xiàn)在為了提高化學(xué)水處理設(shè)備的利用率、節(jié)約場(chǎng)地及管理方便，化學(xué)水處理設(shè)備的布置呈現(xiàn)緊湊、集中、立體的結(jié)構(gòu)。根據(jù)相關(guān)文獻(xiàn)的研究，該種結(jié)構(gòu)的布局滿足了整體流程的需要，是一種效果較好的結(jié)構(gòu)模式。1.2 處理工藝多元化化學(xué)水處理

4、的傳統(tǒng)常用工藝為混凝過(guò)濾、離子交換、磷酸酸化處理，隨著科學(xué)技術(shù)的不斷發(fā)展，電廠化學(xué)水處理工藝向著多元化的方向發(fā)展。當(dāng)前水處理工藝發(fā)展為利用微生物對(duì)水質(zhì)進(jìn)行處理，利用膜處理技術(shù)對(duì)化學(xué)水進(jìn)行反滲透、細(xì)微過(guò)濾也已經(jīng)廣泛應(yīng)用于水處理，超濾、流動(dòng)電流技術(shù)也在化學(xué)水處理中發(fā)揮著積極的作用。處理控制系統(tǒng)也越來(lái)越集中化，把各個(gè)子系統(tǒng)合為一整套系統(tǒng)，然后采用PLC加上位機(jī)的控制結(jié)構(gòu)。其中，PLC負(fù)責(zé)對(duì)各個(gè)子系統(tǒng)進(jìn)行控制和數(shù)據(jù)采集，通過(guò)通信接口與PLC連接起來(lái)的上位機(jī)負(fù)責(zé)對(duì)各個(gè)子系統(tǒng)進(jìn)行集中監(jiān)控、分開(kāi)操作，實(shí)現(xiàn)自動(dòng)控制。1.3 處理工藝環(huán)?；S著國(guó)家對(duì)污染監(jiān)督力度的加大以及人們環(huán)保意識(shí)的提高，電廠化學(xué)水處理方式呈

5、現(xiàn)出節(jié)能環(huán)保的特點(diǎn)。一方面在處理過(guò)程中，處理藥品選用沒(méi)有污染，無(wú)毒，少用，甚至不要用化學(xué)藥品，環(huán)保觀念已經(jīng)深入人心，化學(xué)水處理正在朝著“減少排污、減少清洗、循環(huán)用水”的方向發(fā)展。另一方面，為了節(jié)約水資源，提高水的利用率，電廠化學(xué)水處理正在依靠科學(xué)技術(shù)實(shí)現(xiàn)水的循環(huán)利用。1.4 處理的檢測(cè)方法科學(xué)化為了保證機(jī)組的安全運(yùn)行，預(yù)防意外事故的發(fā)生，需要在化學(xué)水處理過(guò)程中進(jìn)行檢測(cè)與診斷。檢測(cè)與診斷已經(jīng)從傳統(tǒng)的手工分析上升到了在線診斷，變傳統(tǒng)的事后分析為現(xiàn)代的事前防范，科學(xué)化的檢測(cè)方法促進(jìn)了化學(xué)水處理技術(shù)的發(fā)展。2 化學(xué)水處理技術(shù)2.1鍋爐補(bǔ)給水處理工藝流程按照功能一般分為：預(yù)處理部分、一級(jí)除鹽部分、精除鹽

6、部分。處理工藝上從傳統(tǒng)的離子交換、混凝、澄清過(guò)濾向膜分離技術(shù)發(fā)展。由于離子交換法操作復(fù)雜、運(yùn)行費(fèi)用高、有酸堿廢液排放，同時(shí)自動(dòng)化程度低，已逐漸被膜法所替代。隨著反滲透的開(kāi)創(chuàng)應(yīng)用和近幾年來(lái)EDI技術(shù)的發(fā)展，使水處理工藝越來(lái)越符合環(huán)保要求，符合現(xiàn)代工業(yè)技術(shù)的發(fā)展潮流。鍋爐補(bǔ)給水水處理工藝預(yù)處理的主要目的是去除小的顆粒懸浮物、膠體、微生物、有機(jī)污染物和活性氯。水中含有這些雜質(zhì)，倘若不先除去會(huì)引起管道堵塞、泵與測(cè)量配件的磨損，以至影響后階段工藝中離子交換器的正常運(yùn)行，例如使其交換容量降低，有時(shí)還會(huì)使出水水質(zhì)變壞。特別是在有鐵、鋁化合物的膠體進(jìn)入鍋爐時(shí)，會(huì)引起鍋爐內(nèi)部結(jié)垢；如有有機(jī)物膠體進(jìn)入鍋爐則容易使

7、鍋爐內(nèi)水起泡，從而使水位上升、蒸汽品質(zhì)惡化。預(yù)處理的一般工藝是對(duì)水進(jìn)行混凝澄清、過(guò)濾，出水濁度降到規(guī)定范圍以下。根據(jù)需要，決定是否加氯殺菌；當(dāng)余氯含量高時(shí)，決定是否需用還原劑或吸附脫氯。原水經(jīng)預(yù)處理后除去了懸浮物、膠體和其他雜質(zhì)后，還需要進(jìn)行一級(jí)除鹽和精除鹽才能滿足機(jī)組補(bǔ)給水的水質(zhì)要求。一級(jí)除鹽過(guò)程通過(guò)很多化學(xué)方法來(lái)完成，普遍采用的幾種脫鹽技術(shù)有：離子交換技術(shù)、反滲透技術(shù)、電滲析技術(shù)等。離子交換技術(shù)是指當(dāng)含有各種離子的原水通過(guò)H型陽(yáng)離子交換樹(shù)脂時(shí)，水中的陽(yáng)離子被樹(shù)脂吸附，樹(shù)脂上的可交換H+ 被交換到水中，與水中的陰離子組成相應(yīng)的無(wú)機(jī)酸；之后再通過(guò)OH型陰離子交換樹(shù)脂時(shí)，水中的陰離子被樹(shù)脂吸附，

8、樹(shù)脂上的可交換OH - 被交換到水中，并與水中的H+ 組合成水。平常所說(shuō)的混床離子交換技術(shù)就是把陽(yáng)、陰離子交換樹(shù)脂放在同一個(gè)交換床中，并在運(yùn)行前混合均勻。混床可以看作是由許多陽(yáng)、陰樹(shù)脂交錯(cuò)排列而組成的多級(jí)式復(fù)床。在混床中，由于陽(yáng)、陰樹(shù)脂是相互混合均勻的，所以陽(yáng)、陰離子交換反應(yīng)幾乎是同時(shí)進(jìn)行的，或者說(shuō)水中的陽(yáng)離子交換和陰離子交換是多次進(jìn)行的，其離子交換進(jìn)行的很徹底，所以混床的出水質(zhì)量較高。反滲透（Reverse Osmosis）技術(shù)是當(dāng)前國(guó)內(nèi)外最先進(jìn)的凈水處理技術(shù)之一。通常情況下，單級(jí)反滲透設(shè)備可去除水中97%的溶解性固體、無(wú)機(jī)鹽，99%以上的有機(jī)物、膠體，幾乎100%以上的細(xì)菌、病毒。并具有能

9、耗小、運(yùn)行成本低、設(shè)備自動(dòng)化程度高、操作簡(jiǎn)單可靠等特點(diǎn)，得到了越來(lái)越多的應(yīng)用。反滲透是利用半透膜的選擇通過(guò)性，從溶質(zhì)濃度高的溶液中施加大于滲透壓的壓力，將其中的溶劑也就是水滲透出來(lái)，以獲得高質(zhì)量的水。反滲透具有出水水質(zhì)高和穩(wěn)定，無(wú)使用酸堿帶來(lái)的許多麻煩和環(huán)境污染問(wèn)題，占地面積小，操作簡(jiǎn)單，可實(shí)現(xiàn)無(wú)人值守等優(yōu)點(diǎn)，但是部分關(guān)鍵設(shè)備和部件仍依賴進(jìn)口。目前，常用的精除鹽系統(tǒng)有混合離子交換器、二級(jí)反滲透、電滲析和連續(xù)電再生除鹽技術(shù)（EDI）。前幾種技術(shù)已經(jīng)介紹，其中電滲析是指在電場(chǎng)作用下利用半透膜的選擇透過(guò)性，使溶液中的帶電粒子通過(guò)膜而遷移，以達(dá)到分離不同溶質(zhì)粒子的方法。電滲析與反滲透相比價(jià)格上便宜，但

10、是脫鹽率要低一些。EDI是一種將離子交換技術(shù)、離子交換膜技術(shù)和離子電遷移技術(shù)相結(jié)合的純水制造技術(shù)，也稱之為填充床電滲析脫鹽法。它巧妙的將電滲析和離子交換技術(shù)結(jié)合，利用兩端電極高壓使水中帶電離子移動(dòng)，并配合離子交換樹(shù)脂及選擇性樹(shù)脂膜以加速離子移動(dòng)去除，從而達(dá)到水純化的目的。在EDI除鹽過(guò)程中，離子在電場(chǎng)作用下通過(guò)離子交換膜被清除，同時(shí)水分子在電場(chǎng)作用下產(chǎn)生氫離子和氫氧根離子，這些離子對(duì)離子交換樹(shù)脂進(jìn)行連續(xù)再生，以使離子交換樹(shù)脂保持最佳狀態(tài)。2.2鍋爐給水處理目前用氨和聯(lián)氨的揮發(fā)性處理在爐水處理運(yùn)用上較為廣泛，但它存在一定的局限性，用于給水除氧也存在缺點(diǎn)與不足：在除氧效率上不如亞硫酸鈉，水溫低時(shí)除

11、氧速度慢，只能在較高的溫度下才能有效地與氧反應(yīng)達(dá)到除氧的目的；分解溫度很高，聯(lián)氨是一種毒性較強(qiáng)的物質(zhì)，并被懷疑有致癌作用，操作時(shí)容易濺到人的眼睛、皮膚和衣服上，極易被人體吸入，影響操作人員的健康；并且聯(lián)氨揮發(fā)性強(qiáng)、易燃、易爆，給運(yùn)輸、貯存和使用帶來(lái)了麻煩?；诖耍S多發(fā)達(dá)國(guó)家已經(jīng)相繼摒棄了聯(lián)氨的使用，開(kāi)發(fā)和應(yīng)用新型的有機(jī)除氧劑。2.3鍋爐爐內(nèi)水處理對(duì)汽包鍋爐進(jìn)行爐水的加藥處理和排污，即為爐內(nèi)水處理對(duì)汽包鍋爐進(jìn)行加藥處理和排污是為了防止在汽包鍋爐中產(chǎn)生鈣垢，在鍋爐水中投加某些藥品，使隨給水進(jìn)入鍋爐內(nèi)的鈣離子在內(nèi)部不形成水垢，而形成水渣隨鍋爐排污排除。隨著發(fā)電機(jī)組不斷向大容量、高參數(shù)發(fā)展，對(duì)水汽品

12、質(zhì)提出了更高的要求，但是發(fā)現(xiàn)汽輪機(jī)葉片上沉積大量的磷酸鹽垢和鐵垢，造成這種現(xiàn)象的主要原因是給水、爐水PH值控制偏差較大。平衡磷酸鹽處理既保持了磷酸鹽處理的緩沖性，又可以徹底避免發(fā)生磷酸鹽暫時(shí)消失現(xiàn)象，其技術(shù)的關(guān)鍵是通過(guò)試驗(yàn)找出不發(fā)生磷酸鹽暫時(shí)消失現(xiàn)象的爐水磷酸鹽允許最大濃度（即平衡點(diǎn)），使?fàn)t水磷酸鹽含量降低至平衡濃度以下，同時(shí)為了避免PH偏低，向爐水中加入少量NaOH，此外Na/PO4315，以避免磷酸鹽和氧化鐵反應(yīng)生成復(fù)雜的難溶水垢。2.4凝結(jié)水處理隨著發(fā)展目前絕大多數(shù)高參機(jī)組設(shè)有凝結(jié)水精處理裝置，其中再生系統(tǒng)是高塔分離裝置、錐底分離裝置。但是真的能夠?qū)崿F(xiàn)長(zhǎng)周期氨化運(yùn)行目的的精處理裝置屈指可數(shù)，實(shí)現(xiàn)氨化運(yùn)行從環(huán)保、經(jīng)濟(jì)角度出發(fā)將成為今后精處理系統(tǒng)的發(fā)展方向。現(xiàn)在的運(yùn)用考慮需注意設(shè)備投資、設(shè)備布置、工藝優(yōu)化方面，應(yīng)注重設(shè)施的利用率，減少樹(shù)脂再生用風(fēng)機(jī)、混床再循環(huán)泵等。3 結(jié)語(yǔ)鍋爐補(bǔ)給水處理系統(tǒng)主要由原水預(yù)處理、化學(xué)除鹽系統(tǒng)等組成，根據(jù)不同水處理技術(shù)可分為離子交換技術(shù)、膜技術(shù)和電去離子凈化技術(shù)，比較常見(jiàn)的處理工藝分為三種：一是預(yù)處理+陰陽(yáng)離子交換樹(shù)脂+混床；二是預(yù)處理+RO+混床；三是預(yù)處理+RO+EDI。接著是汽水監(jiān)督工作，它具有同樣重要的地位，是改善鍋爐運(yùn)行狀況、防止汽水循環(huán)不良的安全保障。本文重點(diǎn)對(duì)其中涉及到的部分技術(shù)做了簡(jiǎn)要梳理，系統(tǒng)的總結(jié)了這近