化學(xué)制水處理系統(tǒng)制水工藝研究與節(jié)能實(shí)踐

劉莉莉（內(nèi)蒙古大唐國(guó)際克什克騰煤制天然氣有限責(zé)任公司，內(nèi)蒙古 赤峰 025350）

為了實(shí)現(xiàn)電力產(chǎn)業(yè)的集約化發(fā)展，實(shí)現(xiàn)減少成本、提高效率、降低污染等要求，我國(guó)陸續(xù)關(guān)停、合并了一些中小型發(fā)電廠，尤其是以煤炭資源為主要?jiǎng)恿Φ幕鹆Πl(fā)電企業(yè)；大型火力發(fā)電機(jī)組的不斷出現(xiàn)，不僅對(duì)電廠原本的生產(chǎn)格局提出了改進(jìn)要求，同樣對(duì)配套的生產(chǎn)系統(tǒng)提出了升級(jí)要求，而這其中化學(xué)制水處理系統(tǒng)尤為突出，不僅在技術(shù)上更加復(fù)雜化，同時(shí)在控制工藝方面提出了新的要求。

1 化學(xué)制水處理系統(tǒng)制水工藝概述

現(xiàn)階段，我國(guó)的電廠化學(xué)制水處理系統(tǒng)中主要是依據(jù)鍋爐壓力劃分參數(shù)規(guī)格的?；痣娖髽I(yè)中鍋爐一般劃分為低壓、中壓、高壓、超高壓、亞臨界、高臨界六個(gè)等級(jí)。鍋爐壓力等級(jí)不同，化學(xué)制水處理工藝規(guī)格也不同；一般來說，在電廠鍋爐的水質(zhì)控制方面，工作壓力越高對(duì)水質(zhì)的要求也越高。

電廠生產(chǎn)過程中加強(qiáng)對(duì)水質(zhì)的監(jiān)控，其目的是為了防止鍋爐發(fā)生不良影響，如：水中的雜質(zhì)形成的結(jié)垢、電離子腐蝕等。消除這些不利因素有利于提高汽輪機(jī)的安全運(yùn)行，減少鍋爐的排放損失，提升電廠的效益。

參考工作壓力的影響，在不同的階段化學(xué)制水處理系統(tǒng)采取的手段也是不同的，如低壓鍋爐中主要采取水質(zhì)軟化的處理，而中壓鍋爐（部分高壓鍋爐）主要采用的是弱化離子交換的手段，包括脫堿、除鹽等，需要用到一些化學(xué)試劑。在一些更高壓力作業(yè)的鍋爐中，除了使用化學(xué)手段之外，還有一些輔助的工藝手段，用來調(diào)節(jié)水質(zhì)的pH值。

2 電廠化學(xué)制水處理系統(tǒng)的運(yùn)行問題及分析

一般電廠的化學(xué)制水處理系統(tǒng)經(jīng)過長(zhǎng)時(shí)間運(yùn)行以后，所出現(xiàn)的問題有如下幾種：

2.1 除鹽系統(tǒng)效能降低。新投入的化學(xué)制水處理系統(tǒng)的除鹽工作周期為8-10小時(shí)，運(yùn)行1000天之后，除鹽工作周期普遍降低60%-70%，甚至更低（2-3小時(shí)）。

2.2 樹脂的破碎現(xiàn)象出現(xiàn)頻繁，長(zhǎng)期投入使用之后，樹脂的機(jī)械強(qiáng)度降低，性能變差，工作交換容量也減小。

2.3 化學(xué)制水成本開始上升，1000天后每頓制水的成本上升200%。

2.4 酸堿性調(diào)控難度增加，排放出來的廢水所含有的有害物質(zhì)濃度提升，對(duì)環(huán)境的污染性加大。

2.5 其他影響因素。如連續(xù)使用設(shè)備進(jìn)行制水，導(dǎo)致整個(gè)體系的勞動(dòng)強(qiáng)度提升，突發(fā)性事故等。

在以上存在的問題中，一些負(fù)面因素隨著電廠設(shè)備和生產(chǎn)能力的升級(jí)，逐漸地被削弱或者消除，但另外一些負(fù)面因素已經(jīng)成為了主要的問題趨勢(shì)，例如除鹽過程中出現(xiàn)的酸堿消耗，工作壓力越大，影響越大。

以下重點(diǎn)針對(duì)酸堿消耗進(jìn)行分析。

首先，造成化學(xué)制水處理系統(tǒng)中酸堿消耗過高的原因來源于水質(zhì)。電廠化學(xué)制水中采用的水源多以地表水（節(jié)約成本），地表水的成分復(fù)雜，混雜雨水、生活污水等，其中的無機(jī)物、金屬離子、鹽分的含量較高。一旦在化學(xué)制水過程中與樹脂形成反應(yīng)，就會(huì)導(dǎo)致樹脂自身的性能劣化。因此，大型電廠在水源選擇上，總和保護(hù)生態(tài)環(huán)境的基礎(chǔ)上要選擇優(yōu)質(zhì)水源。

其次，樹脂例子交換過程中，由于雜質(zhì)污染會(huì)逐漸喪失置換作用，影響再生效率，進(jìn)一步降低了制水周期。

再次，人工操作也是造成電廠化學(xué)制水發(fā)生不穩(wěn)定的主要因素。現(xiàn)代大型電廠中要盡量減少人工干預(yù)，防止以經(jīng)驗(yàn)作為參考的做法，嚴(yán)格按照科學(xué)的數(shù)據(jù)來進(jìn)行計(jì)算。

3 化學(xué)制水處理系統(tǒng)制水工藝選擇

我國(guó)電廠所采用的化學(xué)制水處理系統(tǒng)制水工藝主要有三種，分別是：離子交換方式、反滲透混床方式、EDI方式。

3.1 離子交換方式

離子交換方式是早期電廠作業(yè)中較為常用的一種工藝。在預(yù)處理設(shè)備中注入原水（通常來源為地下水），經(jīng)過原水加壓泵、多介質(zhì)過濾器、活性炭過濾器等裝置，消除掉大量的無機(jī)物和雜質(zhì)，最終獲得軟水。

為了確保軟水滿足一定壓力工作條件，需要再次經(jīng)過更為精密的過濾器，包括陰/陽樹脂過濾床和微孔過濾器，最終獲得需要的水質(zhì)。

3.2 反滲透混床方式

反滲透混床方式對(duì)水質(zhì)的要求不是很嚴(yán)格，自來水管道即可以作為水源。

通過元水泵的工作之后，開始加入絮凝沉淀化學(xué)劑，經(jīng)過一段時(shí)間的反應(yīng)導(dǎo)入機(jī)械過濾裝置；機(jī)械過濾裝置的層級(jí)根據(jù)需要進(jìn)行安排，隨后進(jìn)入活性炭過濾。以上完成了第一步的凈化需求。

將得到的軟水導(dǎo)入阻垢加藥反應(yīng)容器，利用高壓水泵抽入反滲透裝置，隨即進(jìn)入混床設(shè)備，這一階段耗時(shí)較長(zhǎng)，也會(huì)用到精密過濾器和除鹽試劑。

3.3 EDI方式

EDI方式的關(guān)鍵是匹配了電去離子裝置，不需要用酸堿進(jìn)行調(diào)節(jié)即可生產(chǎn)超純水。原水經(jīng)過一系列的過濾設(shè)備之后變成軟水，隨后軟水經(jīng)過一級(jí)反滲透機(jī)作業(yè)進(jìn)入EDI系統(tǒng)。

綜上所述，結(jié)合我國(guó)電廠發(fā)展的實(shí)際需要，EDI工藝是最具有發(fā)展前景的。這種工藝不僅減緩了制水流程，提高了工作效率，同時(shí)對(duì)環(huán)境的影響很小。

[1]張春生.DCS控制系統(tǒng)在電廠化學(xué)水處理過程中的應(yīng)用和研究[D].華北電力大學(xué),2011.

[2]張春生,李巖,趙繼陽,朱存旭.電廠化學(xué)水處理DCS的應(yīng)用與研究[J].應(yīng)用能源技術(shù),2011,05:1-5.