電廠化學(xué)制水處理的工藝與節(jié)能探討

龔雷堅(jiān) 程實(shí)

摘 要 鍋爐用水屬于發(fā)電過(guò)程中不可或缺的過(guò)程，在此過(guò)程，完成動(dòng)能到電能的轉(zhuǎn)化，從而產(chǎn)生對(duì)渦輪旋轉(zhuǎn)的推動(dòng)力。但缺失了對(duì)鍋爐用水中化學(xué)制水的過(guò)程，容易使鍋爐演變?yōu)榛瘜W(xué)反應(yīng)爐，徹底與其運(yùn)用的初衷相悖，甚至對(duì)鍋爐造成巨大損壞，引發(fā)巨大的經(jīng)濟(jì)損失。那么采取的電廠化學(xué)處理過(guò)程將失去意義。

關(guān)鍵詞 電廠;化學(xué)制水處理;工藝;節(jié)能

1實(shí)施電廠化學(xué)制水處理的重要性

電廠在日常的發(fā)電作業(yè)中，水資源的消耗量巨大。而水資源中含有的鹽類物質(zhì)，會(huì)對(duì)電廠鍋爐、發(fā)電裝置產(chǎn)生影響，甚至導(dǎo)致設(shè)備出現(xiàn)運(yùn)行故障。在故障頻發(fā)中，導(dǎo)致工作效率的下降，同時(shí)為電廠的生產(chǎn)過(guò)程埋下安全隱患。發(fā)電作業(yè)中，會(huì)導(dǎo)致水資源性質(zhì)發(fā)生改變，形成可能造成環(huán)境污染的物質(zhì)[1]。此時(shí)，對(duì)“變質(zhì)水”的處理就顯得至關(guān)重要，若處理不當(dāng)，會(huì)對(duì)周邊環(huán)境、土壤、水質(zhì)造成污染，嚴(yán)重威脅到人們的身體健康。基于此，非常有必要對(duì)化學(xué)水進(jìn)行處理后再排放。

2電廠化學(xué)制水處理工藝

2.1 離子交換工藝

早期電廠作業(yè)中會(huì)頻繁使用離子交換工藝。該處理工藝是將水處理設(shè)備預(yù)埋于地下水或自然環(huán)境的河流中，利用與自來(lái)水廠相近的水處理方式對(duì)化學(xué)制水進(jìn)行凈化，在原水加壓泵等工序處理后，去掉化學(xué)水中的無(wú)機(jī)物，使水質(zhì)得到明顯改善，成為可用的軟水，最后利用特殊的精密過(guò)濾器再次對(duì)水進(jìn)行處理——陰陽(yáng)離子過(guò)濾床處理、多種微孔過(guò)濾器處理，使獲得處理的水質(zhì)可以滿足鍋爐的正常運(yùn)轉(zhuǎn)需求。雖然此處理工藝可行，但是工藝明顯滯后，步驟多且煩瑣，工作效能欠佳，無(wú)法滿足當(dāng)前電廠水處理的需求。但是不可否認(rèn)的是，該處理工藝為后續(xù)的水處理工藝的優(yōu)化奠定了設(shè)計(jì)基礎(chǔ)。

2.2 反滲透混床式處理工藝

反滲透式水處理工藝相對(duì)來(lái)講，對(duì)水質(zhì)的要求并不高，無(wú)特殊情況下，自來(lái)水完全可以作為它的供給水源。完成取水過(guò)程后，第一步實(shí)施儲(chǔ)水操作，在獲取了足夠規(guī)模的水體后，注入絮凝劑，待其充分發(fā)揮反應(yīng)后，將水體全部導(dǎo)入指定的過(guò)濾裝置，使其純度得到有效提升，待達(dá)到固定純度值后，運(yùn)用活性炭過(guò)濾堆對(duì)其水質(zhì)再度提純;下一步進(jìn)入阻垢容器，對(duì)其加藥處理，再利用水泵抽離，使其順利進(jìn)入反滲透裝置內(nèi)，實(shí)現(xiàn)對(duì)混床的注水操作。值得一提的是，該反應(yīng)階段會(huì)涉及精密過(guò)濾儀器的使用，對(duì)水體實(shí)施進(jìn)一步過(guò)濾，還需要足量的除鹽試劑，確保水體得到有效優(yōu)化，可以滿足鍋爐正產(chǎn)運(yùn)轉(zhuǎn)需求[2]。

2.3 電去離子裝置處理工藝

電廠化學(xué)水處理工藝中運(yùn)用到的電去離子裝置，結(jié)合其英文縮寫，將其簡(jiǎn)稱為EDI技術(shù)，屬于運(yùn)用膜處理的工藝方式。換言之，是將離子交換膜與電子遷移技術(shù)關(guān)聯(lián)利用，以實(shí)現(xiàn)制取純水的過(guò)程。它具有明顯的水處理優(yōu)勢(shì)，首先可以連續(xù)出水、無(wú)須專人守護(hù)，屬于全新的純水制取工藝。它的工藝原理在于，利用外加直流電，使水中的電介質(zhì)離子按照電荷方向完成定向移動(dòng)，再利用交換膜對(duì)離子的選擇性特點(diǎn)，利用透過(guò)原理對(duì)水質(zhì)實(shí)施優(yōu)化，最終獲取純水。

雖然該技術(shù)存在諸多優(yōu)勢(shì)，但是也不可避免地存在弊端：①水的批處理量有限，如果嘗試大規(guī)模建設(shè)需要巨大的空間支持;②該工藝的運(yùn)行過(guò)程會(huì)耗費(fèi)部分電能，雖然具備較佳的出水性，基于整體視角考慮，該處理工藝還應(yīng)進(jìn)一步優(yōu)化，并可能成為該行業(yè)的未來(lái)發(fā)展新方向。

3電廠化學(xué)制水的節(jié)能處理

3.1 對(duì)傳統(tǒng)電廠化學(xué)制水系統(tǒng)的升級(jí)改造

在當(dāng)前環(huán)保倡議大背景下，人們對(duì)生產(chǎn)、生活的環(huán)保需求日益凸顯。在此過(guò)程中，電廠發(fā)電過(guò)程需耗費(fèi)大量能源與水資源的問(wèn)題得到重視，相關(guān)部分及人員逐漸開始探討電廠化學(xué)制水的節(jié)能處理措施。傳統(tǒng)模式下運(yùn)用的電廠化學(xué)制水過(guò)程，通常采用兩個(gè)級(jí)別的復(fù)床除鹽制水法。換言之，在一級(jí)處理中，先利用陽(yáng)床設(shè)備、除碳器設(shè)備、陰床設(shè)備對(duì)水進(jìn)行處理，然后進(jìn)入到二級(jí)處理，通過(guò)陽(yáng)床設(shè)備、陰床設(shè)備處理，實(shí)現(xiàn)對(duì)水質(zhì)的凈化，使其水質(zhì)可以滿足鍋爐用水需求。但是，該系統(tǒng)的設(shè)計(jì)明顯存在欠缺，僅將二級(jí)除鹽設(shè)備視為一級(jí)除鹽設(shè)備的輔助設(shè)施，缺失了制水過(guò)程中可能出現(xiàn)的問(wèn)題，直接導(dǎo)致設(shè)備的匹配性能欠佳。加之系統(tǒng)中能夠完成強(qiáng)酸、強(qiáng)堿樹脂的交換容量明顯下降，直至無(wú)法滿足電廠的發(fā)電需求，對(duì)該系統(tǒng)的制水能力產(chǎn)生嚴(yán)重影響。陽(yáng)床設(shè)備的再生酸、堿耗量明顯提升，導(dǎo)致發(fā)電廠的正常發(fā)電工作嚴(yán)重遇阻，同時(shí)加劇了電廠的經(jīng)濟(jì)負(fù)擔(dān)。

顯然，無(wú)論是基于經(jīng)濟(jì)還是科技視角的思考，電廠都非常有必要對(duì)傳統(tǒng)的化學(xué)制水系統(tǒng)實(shí)施優(yōu)化與革新。利用對(duì)制水系統(tǒng)的優(yōu)化升級(jí)過(guò)程，實(shí)現(xiàn)降低運(yùn)行耗能的目的，同時(shí)明顯提升其工作效能，使鍋爐用水質(zhì)量得到優(yōu)化，避免鍋爐設(shè)備的意外受損，實(shí)現(xiàn)了延長(zhǎng)設(shè)備使用壽命和環(huán)保節(jié)能的雙重目的。

3.2 鍋爐用水的回收利用

鍋爐用水經(jīng)過(guò)化學(xué)制水系統(tǒng)處理后，再對(duì)其實(shí)施有針對(duì)性的處理，使鍋爐用水具備再利用價(jià)值。當(dāng)前國(guó)內(nèi)普遍運(yùn)用的鍋爐用水回收系統(tǒng)，都屬于回收處理模式。該模式的原理是，一級(jí)過(guò)濾采用的是高效纖維過(guò)濾器，二級(jí)采用過(guò)濾式陽(yáng)離子交換器過(guò)濾。即便如此，鍋爐用水中僅能清除部分泥沙、樹脂等。系統(tǒng)中添加的氧化劑等藥劑成分的物質(zhì)劑量屬于恒定值，但是鍋爐裝置不同，它在運(yùn)行時(shí)會(huì)受到工況影響，所以導(dǎo)致外排水的成分不是一成不變的。所以，決定了該系統(tǒng)對(duì)水凈化的過(guò)程表現(xiàn)出穩(wěn)定性欠缺的問(wèn)題。

隨著科技的發(fā)展，自動(dòng)化控制技術(shù)逐漸進(jìn)入人們的生活。在此過(guò)程中，越來(lái)越多的人認(rèn)識(shí)了PLC系統(tǒng)，并獲得了多數(shù)人的認(rèn)可。將PLC系統(tǒng)融入電廠化學(xué)制水處理系統(tǒng)中，可以實(shí)現(xiàn)對(duì)水中化學(xué)成分的持續(xù)檢測(cè)，同時(shí)系統(tǒng)還能結(jié)合檢測(cè)結(jié)果，實(shí)現(xiàn)對(duì)氧化劑等必須藥劑量的自動(dòng)化調(diào)整。在智能化操作的助力下，實(shí)現(xiàn)鍋爐用水回收再利用的同時(shí)，有效節(jié)約了生產(chǎn)成本，順應(yīng)了社會(huì)的環(huán)保發(fā)展需求。

4結(jié)束語(yǔ)

綜上所述，通過(guò)電廠化學(xué)制水工藝的論述，明確了制水工藝的發(fā)展過(guò)程與未來(lái)發(fā)展方向，確保安全生產(chǎn)過(guò)程的同時(shí)，使工藝逐步革新。除此之外，還應(yīng)注重其環(huán)保節(jié)能性，順應(yīng)社會(huì)環(huán)保需求的同時(shí)，有效降低成產(chǎn)成本，實(shí)現(xiàn)企業(yè)經(jīng)濟(jì)效益的提升。

參考文獻(xiàn)

[1] 馬小原.電廠化學(xué)制水處理的工藝與節(jié)能分析[J].機(jī)電信息，2020 （15）：95-96.

[2] 符美逍.論電廠化學(xué)制水處理的工藝及節(jié)能[J].科技展望，2016， 26（7）：72.

作者簡(jiǎn)介

龔雷堅(jiān)（1971-），男，江蘇常州人;學(xué)歷：大專，職稱：助理工程師，現(xiàn)就職單位：江蘇華電昆山熱電有限公司，研究方向：電廠化學(xué)環(huán)保。