基于电厂化学水处理的运行中存在的难点探析

基于电厂化学水处理的运行中存在的难点探析

(陕西德源府谷能源有限公司陕西榆林719400)

摘要:水在火力发电厂的生产工艺中既是热力系统的工作介质,也是某些热力设备的冷却介质。当火力发电厂运行时,几乎所有的热力设备中都有水蒸汽在流动,所以水质的优劣是影响发电厂安全,经济运行的重要因素。但是,在电厂运行过程中,由于水质不符合电厂设备运行的标准,常常会产生结垢、腐蚀、积盐等问题,严重者还会导致电力设备损毁,这样就会给电力设备的正常运行造成影响,给电厂造成严重的经济损失。在这种情况下,大力加强电厂用水的水质处理,保证供给电厂设备的水质能够满足电厂设备的运行要求,对于保护电厂设备,保证设备的正常运行,不断提高电厂的发电能力具有十分重要的现实意义。

关键词:火力发电厂;设备运行;电厂设备

1技术的发展现状

针对当前电厂化学水的处理技术发展现状加以分析,是开展工作的核心环节。正如上文所分析到的,在电厂的日常运作历程之中,每一个过程都不能离开水处理,所以还需要对当前技术的应用现状加以研究。当前技术的发展之中,化学水的分布逐渐集中化,而处理的手段和工艺也显现出了多元化的特征,传统的技术得到了巨大的改进,化学水的处理控制单元更加集中化、处理的过程也显现出了环保化的特点,最后,相关电厂化学水的检测手段更加现代化、更加科学化。

1)化学水分布集中。首先,我国当前电厂的化学水分布更加集中化,在传统的技术过程当中一般都设置有多级的处理单元系统,按照功能性加以划分,分为锅炉补给水处理系统、净水预处理系统、循环水处理系统、汽水检测取样控制系统、废水处理系统以及加药处理系统等等。上述按照功能性进行划分的处理单元不仅操作起来相当的复杂,同时需要占据较大的面积,为电厂的维护工作和现场的管理带来了巨大的困难。当前通过技术的革新,电厂的化学水处理显示出了时代性的特征,并且在场地的节约以及设备的利用率方面有着巨大的优势,整套设备系统的布局相当紧凑,系统的设计相对集中,同时采用立体化结构进行设计的化学水处理单元则有着较强的维护性优势,可以充分的满足整套流程的工作需求,是一种极佳的结构设计模式。

2)化学水处理工艺多元化发展。电厂的化学水处理工艺技术显现出了多元化发展的特征,当前处理技术更加的多元化。在传统的电厂化学水处理之中,主要采用的是离子交换、混凝过滤以及磷酸处理等手段,当前随着技术的不断进步,科学手段的逐步丰富和完善,电厂的化学水处理工艺也更加的多样化。在传统技术的基础之上,通过对微生物水质进行分析,研制出了全新的膜处理技术,相应的,细微过滤技术以及反渗透技术均在多个领域当中得到了广泛的使用,对传统的技术缺陷进行了很好的弥补。最后,流动式的电流处理技术,在当前电厂的处理过程当中也逐渐的发挥出了其优势,在今后也必将得到广泛的使用。

3)化学水系统控制单元集中。电厂化学水的处理控制单元更加集中化,在传统的工艺流程当中,针对化学水的处理一般采用的是模拟盘的控制方式,而当前则将各个子系统合成为一个统一的整体,形成一个圈套的系统,加上PLC设备的辅助操作,使得整个控制的流程更加集中、更加方便快捷。通过PLC装置对各个子系统的数据信息资料进行采集,同时通过数据接口进行数据的传输,可以实现对整个子系统的控制,真正意义上实现分开式的操作和自动化的监测控制。

4)环保理念的增强。最后,当前电厂化学水的处理技术还有环保性的特征。随着我国政府对环保工作的重视程度不断提升,人们的环保意识也在不断增强。同样的,在当前电厂的化学水处理当中也显现出了环保的特性。一个方面,电厂化学水处理之中选择的药品一般都是无毒无害的、对水质环境无污染的,以往大量使用化学药品的现象当前已经非常少见。从这一个方面也可以看出环保的相关理念已经深入人心,在电厂化学水处理技术之中循环用水、减少排放等原则已经得到了全面的发展。另外一个方面,为了更好的节省水资源,并且提升水资源的利用效率,当前电厂化学水处理技术正在依靠科学手段的改进而逐步的向水循环使用方向在发展,在今后也必将对环保工作作出巨大的贡献。

2电厂化学水处理技术综述

在实践的电厂化学水处理工作当中,为了更好的运用相关手段对工艺进行改进,还需要对各个操作的流程和技术核心环节加以分析,当前常用的化学水处理技术有锅炉废水处理、锅炉补给水处理以及锅炉的内水处理。

1)锅炉补给水处理。锅炉补给水处理是当前电厂化学水处理的一个核心环节。按照工艺流程加以划分,可以分为化学水的预处理、盐分处理、一级盐分处理部分等环节。在处理的工艺技术之上,传统的方式主要是混凝、离子交换以及澄清过滤等,当前由于生物膜技术的不断发展,所以膜分离技术在锅炉补给水的处理过程当中也得到了重要的运用。由于传统的离子交换技术在运营的费用、操作的复杂性以及排放性等方面存在有较为明显的劣势,并且整套系统的操作自动化程度相当低,所以逐步的被膜分离技术而取代。另外还需要注意的是,膜分离技术在环保方面基本可以满足现代化的标准。

锅炉补给水处理的工艺,手电是针对水质之中的微生物、胶体以及颗粒悬浮物等进行去除,同时还可以去除水质之中含有的活性氯以及有机污染物质等,在预处理的流程之中,首先对水质进行过滤和澄清,保证出水的浑浊度可以维持在2NTU以内,结合处理的需求来决定是否需要在水质之中添加氯进行杀菌处理。当水质之中的氯含量较高之时,则需要考虑是否使用吸附脱氯剂或者是水质还原剂等加以处理。当前针对化学水的脱盐处理技术主要有反渗透技术、离子交换技术以及电渗析技术等等。在实践的操作当中需要明确每一种技术的优势和特点,在实践的工作当中加以抉择。

2)锅炉给水处理。除了上述的锅炉补给水处理,在电厂化学水技术之中锅炉的给水处理也是一个相当重要的环节。目前的联氨技术在挥发性方面优势明显,但是相关技术存在有相当大的局限性。在针对化学水的除氧操作过程当中,效率不及亚硫酸钠,同时当水温较低之时,除氧的速度相当慢。所以联氨处理技术仅仅只能够在高温的换将之下达到除氧的目的。另外,联氨处理技术的分解温度较高,其是一种毒性较强的物质,而现代的科学研究资料则显示相关物质具有一定的致癌性,在操作过程当中容易溅到工作人员的眼睛以及衣物之上,被人体所吸收之后会影响到身体健康。即便如此,我国国内许多电厂依旧采用的是联氨进行除氧操作。而当前在欧美以及日本等发达国家已经相继摒弃了传统的联氨处理技术,转而采用新型的有机除氧剂进行处理,所以我国今后还需要加强对相关技术的改进。

3)锅炉内水处理。锅炉内水的处理也是整个操作流程当中的核心环节。在锅炉的运行过程当中添加一定的药品,使得锅炉内的钙离子不容易在锅炉内部形成水垢,减少水渣。随着当前锅炉减排技术的不断发展,同时机组的容量不断增加,对于水质也提出了更高的要求,而在机组进行大范围的维修之时,往往会发现在锅炉内部痴线有大量铁垢以及磷酸盐垢等情况,根据相关的理论分析,导致上述现象的基本原因是因为电厂在生产加工过程当中锅炉水的酸碱值、给水的酸碱值等出现较大的控制偏差,进而使得内部的酸碱值失衡,导致出现水垢的情况。所以在实践的处理过程当中还需要向锅炉内部添加一定量的氢氧化钠,对酸碱值平衡加以控制,避免水垢的出现。

3电厂锅炉补给水化学处理运行中存在的难点分析

3.1原水净化运行过程中存在的难点分析

电厂锅炉补给使用的水绝大多数都是自然界中流动的水,这些水在流动的过程中,溶解了许多杂质,这样的水必须经过除杂处理,才能够在电厂设备中使用。在这个过程中首先要对来自于自然界的水进行预过滤处理,除去水中的大颗粒物质,然后进行除盐处理。

除盐处理目前最常用的化学方法就是通过离子交换的方法除去水中溶解的各种盐的离子。而除去各种盐的离子就是原水净化过程中的难点。首先将预过滤处理后的水通过弱酸阳离子交换器除掉水中溶解的碳酸盐的硬度,然后再流经强酸阳离子交换器,除掉水中溶解的其他的阳离子。接下来需要进行再生处理,先使用再生液使强酸树脂再生,然后再使弱酸树脂再生;经过阳离子交换器除掉阳离子硬度后的水,流经弱碱阴离子交换器,除掉水中溶解的强酸性阴离子,然后再通过强碱阴离子交换器,除掉水中溶解的其他的阴离子。接下来仍然要进行再生处理,先使用再生液使强碱树脂再生,然后再使弱碱树脂再生。

在使用离子交换法除盐的过程中,除了严格按照操作程序进行操作外,还要按照离子交换的规律进行处理,从而提高除盐的效率。

3.2除氧防腐运行中存在的难点分析

如果蒸发量≥2t/h的蒸汽锅炉运行过程中,如果水的温度≥95℃,此时水中溶解的氧气就会对锅炉造成影响,腐蚀锅炉给水系统与锅炉的其他零部件。为此,在进入锅炉之前,必须对水中含有的氧气进行处理,以达到除氧防腐的目的。化学除氧防腐水处理的难点就是怎样将溶解在水中的氧转变为比较稳定的金属化合物,或者怎样转变为除氧制剂的化合物;另外,使用电化学原理除氧防腐,也是一种比较难以处理的方法。在这种方法中,怎样使活泼的金属和溶解在水中的氧发生电化学反应,达到除去溶解在水中氧气的目的,是一个难以处理的过程。

目前,除氧防腐方法还有联胺除氧、亚硝酸钠除氧、树脂除氧、解析除氧等多种方法。

3.3加氧除铁防腐运行中存在的难点分析

在锅炉补水系统中,如果铁的含量比较高,也会对锅炉造成腐蚀,并产生大量的氧化铁,导致锅炉管道堵塞、结垢等现象发生。为了解决这个问题,通常使用给水加氧的方法降低给水中的铁的含量抑制锅炉给水系统中的流动加速腐蚀,从而降低水冷壁管内氧化铁的沉积以及延长锅炉的化学清洗周期。

科学研究与实践证明,水中溶解的氧如果达到了一定的浓度,在金属的表面就会形成一层致密的氧化物薄膜,从而阻止氧气和金属发生进一步的反应,为此持续不断地向水中供应氧气,可以有效地保护金属,避免金属发生腐蚀。从微观上来讲,水中氧气浓度的增加,会同时引发金属腐蚀电位增加,这样,金属的表面就会发生极化,使金属达到钝化电位,在金属的表面生成一层致密的氧化物薄膜。这种方法不但有效解决了炉前系统水流加速腐蚀的难题,还解决了存在于水冷壁管水流接触面氧化膜导致锅炉压差升高的缺点。

结束语:

综上所述,电厂水处理是一项十分复杂且难度较高的工艺技术,是保证电厂正常运行过程中不可忽视的重要内容,同时对设备的安全提供了保障条件。电厂化学水处理涉及各个方面的内容,具体包括防腐、防垢以及除氧等等,在实际操作过程中,必须根据具体情况制定合理的解决对策,选择适当的处理方法解决电厂化学水处理存在的难点问题,以缓解难点问题引发的种种不利影响。电厂化学水处理的良好发展可确保设备的安全稳定,发挥电厂的实际价值。

参考文献:

[1]李赫.基于电厂化学水处理的运行中存在的难点探析[J].科学之友,2013,12:48-49.

[2]张小刚.基于电厂化学水处理运行中存在的难点分析[J].科技展望,2015,35:102.

[3]王霄.电厂给水处理中不同除盐工艺研究、经济性比较与针对不同水质的方案设计[D].青岛科技大学,2015.

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