电厂化学制水处理系统制水工艺分析与节能实践

摘要：电厂在日常生产的过程中需要耗费大量的水，由于水的纯度会影响到生产的质量和效率，因此制水工艺极为重要。本文围绕电厂化学制水工艺进行了论述，概述了化学制水处理系统的制水工艺，分析了化学制水处理系统的运行问题，提出了化学制水处理系统制水工艺的选择建议，供相关人士参考。

关键词：电厂、化学制水处理系统、制水工艺

1引言

电厂生产工艺系统中有很多的热力设备，这些热力设备本身发挥着各自的生产积极作用，但同时也会隐藏着各种风险和危害。比如热力设备受到过程介质中某些物质或成分的影响而发生一系列副反应，其中的产物对生产质量和生产安全存在危害，比如典型的危害是加速设备的腐蚀速度，影响最终出水水质。因此对电厂来说，化学制水工艺的好坏对日常生产和运营是至关重要的。

2化学制水处理系统制水工艺概述

目前，我国大多数电厂的化学制水处理系统主要是根据锅炉压力的不同来划分参数和规格的。电厂锅炉的工作压力越高，对水质的要求也越高。通过对锅炉水质进行监控，可以有效防止锅炉因水质而造成的不良影响，比如水中的杂质在高温环境下结垢、水中的电离子引发的设备腐蚀等。因此，只有完善和优化制水工艺才能更好地保障设备的优良运行，满足电厂日常稳定高效生产的需求。对于不同的压力要求，化学制水处理系统的制水工艺也不同，比如在低压锅炉中，通常采用水质软化的处理技术;对于中压锅炉和部分高压锅炉，通常采用弱化离子交换的处理工艺，在脱碱和除盐的环节还需要用到一些化学试剂来实现;在高压锅炉中，除了采用离子交换的处理工艺和一些化学试剂，还要一些辅助的工艺技术来调节水质的pH值。

3电厂化学制水处理系统的运行问题及分析

（一）进水中的悬浮物和有机物含量增多

电厂制水处理系统的进水有机物的含量增多，这种情况很可能是地下水与地表水混入造成的。由于两种管路系统存在多处的连接点，一旦接点松动不严密，两侧的压力差将使地表水进入到生水管路系统中，使进水中含有较多的有机物。这些有机物一旦没有被及时发现，被大量截留在滤膜的表面，会大大降低滤膜的使用寿命和效率。而进水中的浊度明显超标，很可能是地下水中混入了泥沙，这种情况在雨季尤其明显，如果只依靠无阀过滤池进行过滤很难过滤彻底，给后续过滤系统加大了负担，造成水质和水量的下降。为预防和避免这种结果的出现，可以通过在进水处安装在线水质监测系统，发现进水水质异常立即采取处理措施。

（二）除盐过程中酸碱耗偏高

很多电厂在化学制水处理系统中采用离子交换法来除盐，但是离子交换法势必会面临交换树脂的再生处理，而这一过程就会将酸和碱引入到化学水系统中，继而给化学水的后续处理造成影响。酸碱偏高会给废液的处理加大负担，因此需要将酸碱的量进行控制。造成酸碱耗偏高的可能原因有以下几个方面：水源水质、树脂、再生处理过程、人为因素。如果化学水的水质中含有的有机物浓度偏高，就会造成离子交换树脂污染的频率加大，需要频繁的再生才能使用，而离子交换树脂的高频率的再生，使酸碱耗量大大提高。为保障可靠的水质，电厂需要选择较好的水源来进行取水。在离子交换过程中，树脂的老化、损耗或破碎会使树脂层的结构被破坏，很容易被有机物污染，继而使再生频率和效率受到影响，导致酸碱耗的升高。离子交换系统的再生处理过程对其运行周期以及出水水质也会造成较大的影响，比如顺流逆流的选择、交换树脂的反洗程度、再生剂的种类、再生液的温度、再生液的浓度、流速、反应接触时间等等，这些因素也势必影响到酸碱的用量。另外，工作人员的操作不当也会造成酸碱耗的波动。

4化学制水处理系统制水工艺选择

（一）传统处理工艺

传统的化学制水处理工艺在主要是采用澄清、过滤和离子交换技术相结合的一种工艺。主要的工艺流程为：原水—→絮凝澄清池—→多介质过滤器—→活性炭过滤器—→阳离子交换床—→除二氧化碳风机—→中间水箱—→阴离子交换床—→阴阳离子交换床—→树脂捕捉器—→机组用水。该工艺的优点是前期的投资成本较小而且设施和设备的占地面积少，它的不足之处在于离子交换技术涉及到酸碱的再生过程，在酸碱再生恢复离子交换器的交换容量过程中，需要耗费大量的酸和碱，需要再进行中和处理，不仅增加了后期的投入成本，同时也极容易对环境造成污染。

（二）反渗透混床处理工艺

该处理工艺主要工艺流程为：原水—→絮凝澄清池—→多介质过滤器—→活性碳滤器—→精密过滤器—→保安过滤器—→高压泵—→反渗透装置—→中间水箱—→混床装置—→树脂捕捉器—→除盐水箱。该处理工艺的优点是性价比较高，不仅只需要对混床进行再生处理，同时经过反渗透技术后能够进行半除盐处理，使水质得到很大的改善，有效降低了后续混床的失效频率，在很大程度上减少了再生过程需要的酸碱耗，为后续废水的处理减轻了负担，它的不足之处在于，初期反渗透膜的投入费用较大。综合来看，该工艺是制取超纯除盐水较为经济的方法，因此被多数电厂所接受和应用。

（三）反渗透EDI处理工艺

该处理工艺又称全膜法制水，主要是采用预处理、反渗透技术和EDI技术相结合的一种处理工艺。主要的工艺流程为：原水—→絮凝澄清池—→多介质过滤器—→活性炭过滤器—→超滤装置—→反渗透装置—→反渗透水箱—→EDI装置—→微孔过滤器—→除盐水箱。该处理工艺的优点是不需要经过酸碱的再生技术就可以得到超净的除盐水，因此减轻了废水处理负担，对环境十分有利，因而是目前最为环保的一种化学制水处理工艺，其缺点在于该工艺的设备前期投入较高，因而在一定程度上限制了它的普及应用，随着科技的高速发展和国家环保力度的加大，该工艺未来会有更广阔的应用前景。

（四）锅炉用水的再利用

电厂在经过化学制水处理系统之后的锅炉用水，在进行相应的处理后还可以再次利用，有效节约能源和水资源。目前，我国电厂在锅炉用水回收系统中大多采用传统的回收处理工艺来进行废水的处理，先利用高效纤维过滤器将锅炉用水进行过滤，然后在进入到阳离子交换器中进行二次过滤，再经过两次过滤之后，锅炉用水中的各种树脂、泥沙以及杂质得到较好地去除。然而该处理工艺会用到絮凝剂和氧化剂等药剂，因此药剂的投入量对于最终的水质起著至关重要的作用。传统的药剂投入往往受到运行工况的影响，因此是最终排放的工业水成分并不稳定，影响了锅炉用水的再利用率。目前随着信息技术和自动化技术的快速发展，PLC系统也被电厂越来越广泛的应用。通过在化学制水处理系统中引入PLC监控系统，不仅实现了工业水化学成分各项指标参数的实时检测，同时也为更好的改善出水水质来制定科学客观的优化策略，通过对絮凝剂和氧化剂等一系列药剂的用量和用时进行调整，不仅有效降低了人为误差，提高了工作效率，同时也大大提高了锅炉用水的回收质量，提高了水资源的利用率，对节能环保具有重要的意义。

5结语

电厂化学制水工艺直接关系到电厂的日常生产和运营，同时也是电厂实现节能环保目标的重要一环。因此，电厂需要根据自身情况，采用更科学和适宜的化学制水处理系统及制水工艺，既保障机组的用水质量，同时又兼顾到节能减排和企业的经济成本，为电厂的稳定生产和健康发展更好的服务。

参考文献

[1]电厂水处理与化学监督，戴广华，中国电力出版社，2011

[2]离子交换树脂再生时酸碱耗高的原因分析及解决对策，詹约章，余建飞，《工业水处理》，2010，30（5）

[3]电力行业水处理系统存在的问题分析，王婷，顾珅钧，杨景，《资源节约与环保》，2013（07）

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